¿Qué es el factor de disipación?

¿Qué es el factor de disipación?

El factor de disipación es una prueba eléctrica que ayuda a definir el estado general de un material aislante.

Un material dieléctrico es un material que es mal conductor de la electricidad, pero que favorece eficazmente un campo electrostático. Cuando un material aislante eléctrico se somete a un campo electrostático, las cargas eléctricas opuestas del material dieléctrico forman dipolos.

Un condensador es un dispositivo eléctrico que almacena una carga eléctrica colocando un material dieléctrico entre dos placas conductoras. El sistema Ground Wall Insulation (GWI) entre los devanados del motor y el bastidor del motor crea un condensador natural. El método tradicional para comprobar la GWI consiste en medir el valor de la resistencia a tierra.

Se trata de una medida muy valiosa para detectar puntos débiles en el aislamiento, pero no define el estado general de todo el sistema GWI.

El factor de disipación proporciona información adicional sobre el estado general de la GWI.

En su forma más simple, cuando un material dieléctrico se somete a un campo de corriente continua, los dipolos del dieléctrico se desplazan y se alinean de forma que el extremo negativo del dipolo es atraído hacia la placa positiva y el extremo positivo del dipolo es atraído hacia la placa negativa.

Parte de la corriente que fluye de la fuente a las placas conductoras alineará los dipolos y creará pérdidas en forma de calor y parte de la corriente se filtrará a través del dieléctrico. Estas corrientes son resistivas y gastan energía, es la corriente resistiva IR. El resto de la
corriente se almacena en las placas de corriente y se almacenará descargado de nuevo en el sistema, esta corriente es IC corriente capacitiva.

Cuando se someten a un campo de corriente alterna, estos dipolos se desplazan periódicamente a medida que la polaridad del campo electrostático cambia de positiva a negativa. Este desplazamiento de los dipolos genera calor y gasta energía.

Simplificando, las corrientes que desplazan los dipolos y se filtran a través del dieléctrico es IR resistiva, la corriente que se almacena para mantener los dipolos alineados es IC capacitiva.

El Factor de Disipación es la relación entre la corriente resistiva IR y la corriente capacitiva IC, esta prueba se utiliza ampliamente en equipos eléctricos como motores eléctricos, transformadores, disyuntores, generadores y cableado que se utiliza para determinar las propiedades capacitivas del material aislante de los devanados y conductores. Cuando la GWI se degrada con el tiempo, se vuelve más resistiva y aumenta la cantidad de IR. La contaminación del aislamiento modifica de nuevo la constante dieléctrica de la GWI, haciendo que la corriente alterna sea más resistiva y menos capacitiva, lo que también provoca un aumento del factor de disipación. El Factor de Disipación de un aislamiento nuevo y limpio suele ser del 3 al 5%, un FD superior al 6% indica un cambio en el estado del aislamiento del equipo.

La presencia de humedad o contaminantes en la GWI o incluso en el aislamiento que rodea los devanados provoca un cambio en la composición química del material dieléctrico utilizado como aislamiento del equipo. Estos cambios provocan un cambio en la DF y la capacitancia a tierra.

Un aumento del Factor de Disipación indica un cambio en el estado general del aislamiento, la comparación del DF y la capacitancia a tierra ayuda a determinar el estado de los sistemas de aislamiento a lo largo del tiempo. Medir el factor de disipación a una temperatura demasiado alta o demasiado baja puede desequilibrar los resultados e introducir errores en el cálculo.

La norma IEEE 286-2000 recomienda realizar las pruebas a una temperatura ambiente de 77 grados Fahrenheit o 25 grados Celsius, o alrededor de esta temperatura.