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Materiales de Aislamiento de Bobinados Introducción: Los materiales aislantes son definidos como materiales que ofrecen una gran resistencia al paso de la corriente, y por ese motivo, se utilizan para conservar su flujo a través de los conductores. Esto es evidente cuando tocamos una maquina que se encuentra en operación. No recibimos ninguna descarga eléctrica debido al aislamiento. La ruptura del aislamiento implica un cortocircuito entre espiras, causando flujos de corrientes en caminos indeseados. Esto también puede resultar en shocks eléctricos a humanos operando la maquinaria y también daño a las maquinas. Requerimientos de los materiales aislantes buenos involucran propiedades físicas, confiabilidad, costo, disponibilidad, adaptabilidad al uso en las maquinas, etc.. Aislamiento eléctrico y materiales dieléctricos incluyen varias formas de materiales que rodean y protegen a los conductores eléctricos y previenen flujos de corriente indeseados, perdidas. Las especificaciones eléctricas incluyen resistividad, rigidez dieléctrica y constante dieléctrica.

Propiedades Eléctricas: Resistividad Eléctrica: Es la resistencia eléctrica (ohm-cm) al flujo de la corriente a través de el. Su valor debe ser muy alto. Resistividad es inverso de Conductividad. Rigidez Dieléctrica: La rigidez dieléctrica es el máximo voltaje que el material puede soportar antes de que una ruptura ocurra. Este valor especificado como kV/mm, debe ser muy alto, aun para películas muy pequeñas.

Clasificación de Materiales Aislantes: Se clasifican de acuerdo a 2 formas: a) De acuerdo a substancia y materiales, b) De acuerdo a su temperatura

a) Clasificación de Materiales Aislantes de acuerdo a substancia y materiales: (i) Materiales Aislantes Sólidos (Inorgánicos y Orgánicos) Mica, madera, vidrio, porcelana, goma, algodón, seda, rayón, terileno, papel y celulosa, etc.. (ii) Materiales Aislantes Líquidos Aceites minerales de hidrocarbonos refinados, aceite de linaza, varníces sintéticos y espirituosos. (iii) Materiales Aislantes Gaseosos Aire seco, Dióxido de Carbono, Argón, Nitrógeno, etc..

b) Clasificación de Materiales Aislantes de acuerdo a su temperatura: Los materiales aislantes son clasificados principalmente de acuerdo a su límite térmico. La performance de su aislamiento depende de su temperatura de operación. Mientras mas alta es la temperatura, mas alto será el rango de su degradación térmica, por lo tanto, mas baja será su vida útil, como se muestra en la Fig. 1.1. Si se espera una vida de aislamiento larga razonable, su temperatura de operación debe ser mantenida baja. Entonces es necesario determinar los limites de temperatura para el aislamiento, que asegurara operación segura a través de la duración de su expectativa de vida.

Entonces los materiales aislantes se agrupan en diferentes clases: Y, A, B, y C con temperaturas limite de 90ºc, 105ºc y 130ºc para las primeras tres clases y sin limite especificado para la clase C. Las clases Y y A cubren varios materiales orgánicos con y sin impregnación respectivamente. Mientras que las clases B y C cubren materiales inorgánicos, respectivamente con y sin aglutinante. Con el advenimiento de materiales nuevos, por ejemplo, los plásticos y las siliconas durante los años 50, se necesito organizar reorganizar la clasificación de los materiales aislantes. Esta clasificación se muestra en la Fig. 1.2. Esto llevo a la IEC (International Electrotechnical Commision) a producir nuevas categorías a saber:

Clase Y:

90º C Papel, algodón, seda, goma natural, Clorido de Polivinilo, sin impregnacion.

Clase A: 105º C Igual a la clase Y pero impregnado, mas nylon. Clase E: 120º C Polietileno de teraftalato (fibra de terileno, film melinex) triacetato de celulosa Enamel-acetato-polivinilo Clase B: 130º C Mica, fibra de vidrio (Borosilicato de alumino libre de alcalinos), asbestos bituminizados, baquelita, enamel de poliester. Clase F: 155º C Como los de la clase B pero con alkyd y resinas basadas en epoxy, poliuretano. Clase H: 180º C Como los de clase B con algutinante resinoso de siliconas, goma siliconada poliamida aromatica (papel nomex y fibra), film de poliamida (enamel, varniz y film) y enamel de estermida.

Clase C: >180º C Como la clase B pero con aglutinantes inorgánicos apropiados (Teflon Mica, Mecanita, Vidrio, Ceramicos, Politetrafluoroetileno).

En esta clasificación los materiales no-impregnados, que absorben humedad de la clase Y no son generalmente usados para el aislamiento de motores eléctricos, ya que absorben humedad facilmente y su calidad se degrada rápidamente. Los materiales de la clase C, son por lo general, quebradizos, asi que por lo general tampoco son aptos para motores. Los materials de las clases A y B han sido usados por largo tiempo para aislamiento. En épocas recientes se estan usando mas los aislamientos de la clase F y H.