Evidencia de una fuerte correlación entre la acumulación de carga espacial y la ruptura en el aislamiento de cables

A lo largo de los años se han considerado muchos procesos para explicar el origen de la ruptura en el aislamiento de cables. Efectos como la acumulación de carga espacial, el crecimiento de árboles, la inyección de carga, etc. han sido discutidos. Varias técnicas están disponibles ahora para medir, de manera no destructiva, las distribuciones de carga espacial en aislantes. Estas técnicas, por ejemplo, el método de propagación de ondas de presión (PWP), se pueden utilizar bajo tensión eléctrica aplicada y, por lo tanto, permiten seguir el desarrollo de la carga espacial en regiones seleccionadas de los aislantes. En este documento presentamos nueva evidencia que vincula la acumulación de carga espacial, el crecimiento de árboles y la ruptura en XLPE. Hemos utilizado el método PWP para monitorear la distribución de carga como función del tiempo bajo estrés de corriente continua en cables de grosor aislante alto. Mostramos que para ciertos sistemas de aislamiento, la acumulación de carga espacial puede aumentar el campo local a un valor que es más de 8 veces el campo eléctrico aplicado, lo que lleva a la ruptura. El análisis post-mortem seguido de microscopía óptica muestra la presencia de árboles eléctricos, siendo el canal de ruptura centrado en uno de ellos. El estudio de la evolución de la carga espacial en aislamientos prácticos permite entender el papel de la carga espacial en las rupturas de corriente continua. Esta comprensión permite el desarrollo de tecnologías para suprimir este efecto y, por lo tanto, realizar cables de transmisión de DC XLPE prácticos.