Introducción
A los transformadores se les conoce como el corazón del sistema de energía y los materiales aislantes actúan como el sistema inmunológico de este corazón. Dentro de un transformador, decenas de miles de componentes trabajan juntos en condiciones extremas-soportando altas temperaturas, altos voltajes y fuertes fuerzas electromagnéticas.
En este artículo, presentaremos los siete materiales aislantes más utilizados en transformadores. Esta descripción general explica qué constituye el sistema de aislamiento de un transformador-y por qué es tan importante.
1. Cartón prensado aislante
El tablero prensado aislante eléctrico está hecho de pulpa de madera de sulfato 100% puro. Mediante el secado al vacío, se puede secar completamente, desgasificar, impregnar-con aceite y luego ofrece excelentes propiedades eléctricas y mecánicas.
| Base de clasificación | Categoría | Especificaciones/Parámetros |
| Espesor | / | 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 8 mm |
| Tamaño de hoja | / | 1000 mm × 2000 mm, 2030 mm × 4200 mm, 2100 mm × 3200 mm, 3200 mm × 4200 mm, 3200 mm × 6100 mm |
| Densidad | Tablero de baja-densidad | 0,75-0,9 g/cm³ |
| Tablero de densidad-media (estándar) | 0,95-1,15 g/cm³ | |
| Tablero de alta-densidad | 1,15-1,3 g/cm³ |
Tablero de baja-densidad
Presenta resistencia y propiedades mecánicas relativamente bajas. Pero ofrece una buena conformabilidad, lo que lo hace principalmente adecuado para componentes moldeados.
Tablero de densidad-media
Proporciona mejor dureza y mayor resistencia eléctrica, y se utiliza principalmente para piezas aislantes generales, como cilindros, espaciadores y bloques aislantes, así como productos laminados.
Tablero de alta-densidad
Presenta un rendimiento eléctrico y mecánico excelente y se aplica principalmente en piezas que no se doblan, como placas de presión, placas de respaldo y espaciadores de separación de aceite.
2. Madera laminada
La madera laminada eléctrica se fabrica a partir de madera de alta-calidad, como arce, abedul y fresno, que no contaminan el aceite del transformador. El proceso implica vaporización, corte rotatorio, secado, recubrimiento con resina aislante y luego curado a alta temperatura y presión. Tiene las ventajas de densidad moderada, alta resistencia mecánica, facilidad de secado al vacío y fácil procesamiento mecánico. Su constante dieléctrica es cercana a la del aceite de transformador y puede usarse durante mucho tiempo en aceite de transformador a 105 grados.
| Origen | Tamaños de hoja | Rango de espesor |
| Doméstico | 1500 mm × 1500 mm 2000 mm × 2000 mm 1500 mm × 3000 mm |
A partir de 20 mm, aumentando en incrementos de 5 mm. |
| Importado | 1000 mm × 2000 mm (Tamaño máximo hasta 4200 mm × 3400 mm) |
6mm-200mm |
La madera laminada se utiliza principalmente para fabricar placas de presión, placas de soporte, placas de refuerzo, soportes de plomo, bloques de sujeción y moldes para piezas aislantes formadas. Actualmente, la madera laminada doméstica también se presenta en forma de anillos y barras. Los anillos se producen mediante un nuevo proceso que garantiza una resistencia a la flexión vertical uniforme en todos los puntos de la pieza en bruto, lo que da como resultado una alta resistencia mecánica general y un alto módulo de elasticidad. Se utilizan principalmente para fabricar placas de presión y de soporte. Las barras grandes suelen tener especificaciones de 50 mm × (50, 60 o 70 mm) × 3000 mm y se utilizan principalmente para procesar abrazaderas de alambre.
3. Papel adhesivo
El papel adhesivo de doble-cara está disponible en dos niveles de contenido de adhesivo. Un tipo tiene un mayor contenido de adhesivo y se utiliza principalmente para prensar cartón prensado laminado. Cuando se utiliza, se coloca una hoja de papel adhesivo de doble cara entre dos tableros prensados, reemplazando el cepillado tradicional del adhesivo de resina fenólica. Este método simplifica la operación y elimina el tiempo de secado requerido para el adhesivo cepillado. El otro tipo tiene un menor contenido de adhesivo y se utiliza principalmente para fabricar placas protectoras, donde se coloca entre cartón prensado aislante y papel semi-conductor.
4. Adhesivo aislante
| Tipo | Aplicación primaria |
| Adhesivo adhesivo caliente- | |
| Adhesivo de resina fenólica | Para prensar cartón prensado laminado. |
| Adhesivo de unión en frío- | |
| PVA | Para unir papel con papel, cartón prensado con papel, cartón prensado con cartón prensado, cartón prensado con cartón prensado laminado, cartón prensado con madera laminada y cartón prensado con cartón prensado laminado. |
| Pegamento blanco eléctrico resistente al calor- | Para unir madera laminada con madera laminada, madera dura con madera dura y materiales metálicos con papel. |
| Pegamento Mowiol | Para unir cartón prensado a cartón prensado, madera laminada a madera laminada, cartón prensado a cartón prensado y piezas aislantes-impregnadas con aceite. |
| Adhesivo PVB | Para unir papel NOMEX a otros componentes. |
| Pegamento de caseína | Un adhesivo-de origen animal con buena fluidez, fuerte adherencia inicial y tiempo de secado rápido; seleccionados en función de los requisitos específicos del producto. |
5. Papel para cables
El papel para cables se fabrica a partir de pulpa de madera con sulfato puro. Posee alta resistencia mecánica y rigidez dieléctrica. Este tipo de papel se utiliza principalmente para aislamiento vuelta-a-vuelta y aislamiento de capas de conductores de devanado de transformadores, así como para aislar cables, conexiones de grifos, anillos electrostáticos y para enrollar tubos aislantes.
6. Papel crepé
El papel crepé aislante se produce crepando papel aislante de grado eléctrico-. Tiene arrugas en todo su ancho, que se pueden estirar durante el uso. Los diferentes procesos de crepado producen papeles con distintos niveles de alargamiento. El papel crepé se utiliza con frecuencia para el aislamiento envuelto en transformadores, como para aislar los extremos de los devanados, cables y anillos electrostáticos.
7. epoxi Laminado de tela de vidrio
El laminado de tela de vidrio epoxi- se fabrica impregnando una tela de fibra de vidrio con resina epoxi y curándola bajo calor y presión. Presenta una alta resistencia mecánica a temperaturas medias y propiedades eléctricas estables a temperaturas elevadas. Se utiliza principalmente para fabricar conductos de aceite entre-marcos y cuñas de ajuste durante el ensamblaje final.
Conclusión
Estos materiales clave forman la estructura central de los sistemas modernos de aislamiento de transformadores. Cada material posee sus ventajas únicas y escenarios aplicables. Es tarea de los diseñadores de transformadores seleccionar y optimizar estos materiales en función de los niveles de voltaje, la capacidad, el entorno operativo y las consideraciones de costos.