La amenaza de Corona para el aislamiento polimérico

Los ingenieros eléctricos tomaron prestada la palabra latina 'corona' (corona) para describir el brillo alrededor de un conductor sujeto a un voltaje suficientemente alto. Este brillo es causado por la ionización del gas y la posterior liberación de la luz cuando los electrones que ganaron energía del alto campo eléctrico vuelven a su estado estable original. Dado que la descarga no cubre el espacio entre los electrodos, la corona a veces se denomina descarga parcial. La razón por la que el brillo se localiza solo alrededor de la fuente es que el aislamiento proporciona una barrera para una mayor ionización. Además, el campo eléctrico decae rápidamente al aumentar la distancia y no puede mantener la ionización.

A todos los efectos prácticos, la corona no se puede ver ni escuchar sin un equipo especializado. Cualquier degradación resultante en un material se inicia a nivel molecular. Los dieléctricos inorgánicos como la porcelana y el vidrio, que poseen fuertes enlaces químicos, son más resistentes a la degradación que los polímeros orgánicos. Pero esto no debe llevar a suponer que la vida útil de los aisladores compuestos en las líneas de transmisión siempre estará limitada por este fenómeno. Corona puede mitigarse o incluso eliminarse mediante un buen diseño y fabricación. No obstante, es importante darse cuenta de que, en caso de que haya una actividad corona sostenida cerca de las carcasas de los aisladores poliméricos, la vida útil efectiva puede acortarse significativamente.

Desde hace mucho tiempo se sabe que la corona puede provocar fallas en el aislamiento. Sin embargo, no todos los aspectos del problema se comprenden por completo y todavía se están investigando, incluida la magnitud y la duración de la corona para iniciar la degradación, los mejores métodos de detección y el desarrollo de pruebas adecuadas para predecir el rendimiento en su presencia. Cuando se trata de aisladores compuestos, la actividad corona puede originarse en el hardware, los vacíos dentro del material o los defectos interfaciales. La mayor parte de la luz producida por dicha corona tiene una longitud de onda inferior a 400 nm y, por lo tanto, cae en el rango UV. Por el contrario, la mayor parte de la radiación solar se encuentra en el rango visible de 400 a 700 nm, las longitudes de onda más cortas filtradas por la capa de ozono de la Tierra. De hecho, algunos picos en la región UV del espectro de la corona igualan o superan a los del rango solar.

Corona rompe las moléculas estables de oxígeno (O2) para crear radicales que se combinan con las moléculas para formar ozono (O3). El ozono luego ataca los sitios de enlace doble y triple en materiales elastoméricos como el caucho de silicona o EPDM. El resultado es agrietamiento. Incluso pequeñas cantidades de ozono en el rango de ppm son suficientes para iniciar grietas, sin embargo, el tiempo requerido para esto depende de la formulación del material. Aunque la mayoría de los elastómeros modernos están estabilizados contra esta amenaza, algunos finalmente sucumben a los ataques del ozono si su concentración llega a ser lo suficientemente alta. Corona también produce ácidos oxálico y nítrico en presencia de humedad superficial por humedad, rocío o niebla. Dependiendo del pH, esto también puede degradar localmente los polímeros. Corona puede incluso 'perforar' agujeros en un material, lo que sugiere que la degradación no se debe únicamente al ataque químico del ozono. De hecho, los investigadores calcularon la temperatura en la punta de la descarga y demostraron que es lo suficientemente alta como para causar la "evaporación" incluso de materiales inorgánicos. También existe la sugerencia de ataques mecánicos, como el arenado, debido al impacto de descargas repetidas sobre un material. De hecho, es raro en la ingeniería energética que cualquier fenómeno físico pueda desencadenar tantos modos posibles de degradación.

Referencia: www.inmr.com/coronas-threat-to-polymeric-insulation