Criterios para determinar el envejecimiento por arborescencia acuosa y arborescencia eléctrica
El envejecimiento en cables de polietileno reticulado (XLPE) de media y alta tensión (MT/AT) se evalúa principalmente mediante la detección de Arborescencias Acuosas y Arborescencias Eléctricas, que representan distintas fases de degradación. La arborescencia acuosa es un fenómeno previo a la ruptura que ocurre en presencia de humedad y un campo eléctrico, caracterizado por estructuras microscópicas difusas en forma de «arbusto» que reducen la rigidez dieléctrica del aislamiento con el paso de los años. Por el contrario, las Arborescencias Eléctricas son el precursor inmediato de la falla del aislamiento; consisten en canales huecos carbonizados formados por descargas parciales (DP). La determinación del envejecimiento implica medir el Tan δ (Factor de Pérdida Dieléctrica), los niveles de Descarga Parcial (DP), y el examen microscópico de cortes de aislamiento para identificar la longitud y densidad de las estructuras de arborescencia.
Comparación técnica: Envejecimiento por arborescencia acuosa vs. arborescencia eléctrica
La siguiente tabla diferencia los parámetros físicos y eléctricos utilizados para categorizar estos dos mecanismos de degradación en cables de polietileno reticulado (XLPE).
| Característica | Envejecimiento por arborescencia acuosa | Envejecimiento por arborescencia eléctrica |
|---|---|---|
| Factor de iniciación | Humedad + Campo eléctrico + Impurezas | Campo eléctrico local elevado + Huecos/defectos gaseosos |
| Estructura física | Microhuecos microscópicos llenos de fluido | Canales ramificados huecos y carbonizados |
| Detección de DP (descarga parcial) | Generalmente indetectable (no destructivo) | Alta actividad de DP (típicamente >5-10 pC) |
| Impacto eléctrico | Disminución gradual de Uo (tensión de ruptura) | Ruptura rápida en horas/días |
| Indicador principal | Aumento de Tan δ y capacitancia | Magnitud de DP y patrones resueltos en fase |
| Reversibilidad | Parcialmente «secable», pero el daño persiste | Irreversible; conduce a la falla total |
Resumen modular de indicadores de degradación
Indicadores de arborescencia acuosa
- Tan Delta (\(\tan \delta\)): Alta sensibilidad al envejecimiento difuso relacionado con la humedad.
- Componente de corriente armónica: La presencia del 3.º armónico en la corriente de fuga indica deterioro no lineal.
- Corriente de relajación isotérmica (IRC): Utilizada para calcular el «factor de envejecimiento» basado en la liberación de carga atrapada.
Indicadores de arborescencia eléctrica
- Descarga parcial resuelta en fase (PRPD): Patrones característicos en forma de «ala» que indican descarga en huecos internos.
- Carbonización visual: Caminos dendríticos originados en la pantalla semiconductora o contaminantes internos.
- Emisión acústica: Ondas sonoras de alta frecuencia generadas por el crecimiento rápido de la arborescencia en zonas de alta tensión.
