An experimental, analytical and numerical study of the mechanical failure of the cellulosic insulation of continuously transposed conductors in power transformers under the influence of short circuits and thermal ageing
- Oria Alonso, Carmela
- Alfredo Ortiz Fernández Director/a
- Diego Ferreño Blanco Codirector/a
Universidad de defensa: Universidad de Cantabria
Fecha de defensa: 30 de septiembre de 2020
- Isidoro Iván Cuesta Segura Presidente
- José Antonio Casado del Prado Secretario/a
- Pedro Llovera Segovia Vocal
Tipo: Tesis
Resumen
El papel dieléctrico de un transformador de potencia está sometido a un proceso de envejecimiento, producido por altas temperaturas y reacciones químicas en el aceite dieléctrico. Las fuerzas electromagnéticas que afectan a los conductores pueden producir la rotura del papel, llegando a causar el fin de la vida útil del transformador. Para mejorar la comprensión de estos fenómenos, un conductor continuamente transpuesto (CTC) con cuatro capas de dieléctrico (papel Kraft ordinario y tipo crepe) fue impregnado en aceite nafténico y envejecido durante diferentes periodos, representando toda su vida útil. Muestras del CTC fueron sometidas a deformaciones de flexión compatibles con un cortocircuito, analizándose las grietas generadas en el papel. El papel dieléctrico envejecido fue caracterizado mecánicamente (a tracción, compresión y tangencialmente), y el ensayo a flexión se simuló numéricamente en ANSYS Static Structural, para estimar las deformaciones en el papel. Dos criterios analíticos de fallo (máxima deformación y criterio de Norris) fueron adaptados para predecir las regiones del papel dieléctrico susceptibles de fallar para un estado de envejecimiento y deformación impuesta determinados, obteniendo predicciones coherentes con los resultados experimentales y validando así el enfoque de Norris.