Las Excelentes Propiedades del Nomex® 410 Proporcionan Confiabilidad a Largo Plazo

El DuPont™ Nomex® 410, la forma original del papel Nomex®, se utiliza ampliamente en la mayoría de las aplicaciones de equipos eléctricos.  Esto se debe a que, gracias a las propiedades del producto Nomex® 410, esta es la opción ideal para prácticamente todas las aplicaciones de aislamiento de placas eléctricas conocidas.

Las excelentes propiedades de Nomex® 410, entre las que se incluyen alta resistencia dieléctrica inherente, resistencia mecánica, estabilidad térmica, flexibilidad y elasticidad, hacen que este sea un producto estándar con el que se comparan todos los demás materiales de aislamiento.

El producto Nomex® 410 está disponible en 11 grosores diferentes, que varían entre los 0,05 mm y los 0,76 mm 

(2 mil y 30 mil), con pesos específicos que varían entre los 0,72 g/cm2 y los 1,1 g/cm2.  Como sucede con todos los materiales de aislamiento eléctrico, el grosor y la densidad tienen un impacto en las propiedades eléctricas, mecánicas y térmicas típicas del producto Nomex® 410.  Por consiguiente, en las tablas que se muestran aquí de las propiedades típicas del Nomex® 410 se describen los valores de cada grosor disponible y la densidad correspondiente.

Propiedades Eléctricas Típicas

El Nomex® 410 resiste tensiones eléctricas de corto plazo de entre 18 kV/mm y
34 kV/mm (460 V/mil y 870 V/mil), según los grosores.  Estos valores son diferentes en cuanto al potencial de resistencia a largo plazo.  DuPont sugiere que las tensiones constantes en los transformadores no deben exceder los 1,6 kV/mm (40 V/mil), con el fin de reducir el riesgo de descargas parciales (corona).

Efecto de la Temperatura, Frecuencia y Humedad en las Propiedades Eléctricas

Dentro de temperaturas de uso normales, la temperatura solo afecta mínimamente la resistencia dieléctrica y la constante dieléctrica del producto Nomex® 410. 

Las variaciones en la frecuencia de hasta 104 Hz no tienen prácticamente ningún efecto en la constante dieléctrica del producto Nomex® 410. 

:Artículo No.: IA-55

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La humedad tiene un efecto relativamente menor en las propiedades eléctricas del Nomex® 410. 

Efecto Corona

Al igual que otros materiales aislantes orgánicos, el papel Nomex® se erosiona gradualmente cuando es atacado por descargas corona.  La intensidad de la corona es una función de la tensión del voltaje, lo que a su vez depende casi totalmente de los parámetros de diseño, como el espaciado entre los elementos del circuito, los contornos lisos o filosos, etc. 

Aunque la corona no se produce durante el funcionamiento normal de los equipos eléctricos diseñados correctamente, cualquier dispositivo puede estar sujeto a sobrevoltajes ocasionales que producen breves descargas corona.  Es importante que el aislante no presente fallas prematuras en estas condiciones. 

La resistencia al voltaje o el plazo previo a las fallas por ataques corona del producto Nomex® 410 es superior al de otros aislantes orgánicos usados comúnmente, e incluso presenta ventajas en comparación con algunas composiciones inorgánicas.

Propiedades Mecánicas Típicas

Los productos Nomex® densificados son resistentes, elásticos (en el caso de los productos más finos), flexibles y tienen buena resistencia a las roturas y la abrasión.

Efecto de la Temperatura y la Humedad en las Propiedades Mecánicas

Las temperaturas elevadas tienen solo un efecto menor en la fuerza de tensión y elongación del producto Nomex® 410. 

A temperaturas muy bajas, el papel Nomex® también retiene buenas propiedades mecánicas.  En el punto de ebullición del nitrógeno líquido (77 K), la fuerza de tensión del producto Nomex® 410 (0,25 mm [10 mil]) excede el valor de la temperatura ambiente entre un 30 % y un 60 %, según la dirección, mientras que la resistencia a la ruptura es un 3 % superior, por lo que este producto es mejor que la mayoría de los materiales inorgánicos a temperatura ambiente.  Gracias a esto, el Nomex® 410 tiene un buen rendimiento en las aplicaciones criogénicas.

Aunque la humedad tiene un efecto negativo menor en la fuerza de tensión del producto Nomex® 410, las propiedades de alargamiento, resistencia a los desgarros y dureza son mejores en los contenidos más altos de humedad.

Propiedades Térmicas

En los gráficos de Arrhenius del comportamiento con el paso de los años, Underwriters Laboratories (UL) y otros organismos certificados describen los aspectos básicos para el reconocimiento del papel Nomex® como aislante a 220 °C. Estas curvas también se pueden extrapolar a temperaturas más elevadas.  Por ejemplo, las mediciones muestran que el Nomex® 410 mantendrá la resistencia dieléctrica de 12 kV/mm (300 V/mil) durante varias horas a 400 °C. 

Las propiedades térmicas excepcionales del producto Nomex® 410 se confirman gracias a los más de 50 años de experiencia comercial.

 

Los valores de conductividad térmica del producto Nomex® 410 son similares a los de los papeles celulósicos, lo que se determina, principalmente, según el peso específico (densidad).  Por consiguiente, los papeles Nomex® 410 más finos tienen un poco menos de conductividad, mientras que los papeles más gruesos tienen mayor conductividad.  Es importante tener en cuenta que la construcción total del sistema podría afectar la conductividad térmica general.  Por consiguiente, se debe tener precaución al utilizar las fichas de datos individuales en situaciones reales.

Estabilidad Química

La compatibilidad de los papeles y cartones prensados Nomex® con prácticamente todas las clases de adhesivos y barnices eléctricos, como poliamidas, siliconas, epoxis, poliésteres, acrílicos, productos felónicos, gomas sintéticas, etc., así como también otros componentes de equipos eléctricos, se vio demostrada por los diferentes sistemas fabricados con productos Nomex® reconocidos por UL.

 

Los papeles Nomex® poseen un amplio uso comercial y también son totalmente compatibles con los fluidos para transformadores, como aceites minerales, aceites de silicona y otros sintéticos, y con los aceites lubricantes y refrigerantes que se utilizan en los sistemas herméticos.

 

Los solventes industriales comunes, tales como alcohol, cetona, acetona, tolueno y xileno poseen un efecto de leve suavización e hinchazón en los productos Nomex® 410, similar al del agua.  Estos efectos son, en gran parte, reversibles cuando se retira el solvente.

Resistencia a las Llamas

El índice de limitación de oxígeno (LOI, Limiting Oxygen Index) del Nomex® 410 a temperatura ambiente varía entre el 27 % y el 32 %, según el grosor y la densidad.  A 220°C, el LOI del Nomex® 410 varía entre el 22 % y el 25 %.  Los materiales con un LOI superior al 20,8 %, el valor crítico de combustión en el aire, no permiten la combustión.

Resistencia a las Radiaciones

Esencialmente, el papel Nomex® 410 no sufre los efectos de una radiación ionizante de 800 megarads (8 Mgy) y conserva sus propiedades útiles mecánicas y eléctricas luego de una exposición ocho veces mayor. En comparación, un laminado con una película de poliéster y un colchón de poliéster con el mismo grosor, impregnado en su totalidad con epoxi, se destroza si se lo expone a 800 megarads (8 Mgy).  Se observan resultados similares en la exposición a las radiaciones gama.

Gracias a la notable resistencia a las radiaciones del producto Nomex® 410, este se utiliza en equipos de control crítico en instalaciones de energía nuclear.

Las propiedades que se mencionan en este artículo son valores típicos o promedio que no se deben utilizar como límites de especificación.  A menos que se especifique lo contrario, todas las propiedades se midieron en el aire bajo condiciones "estándar" (en equilibrio a 23 °C, 50 % de humedad relativa).  Tenga en cuenta que, al igual que otros productos de tecnología de fabricación de papel, los papeles Nomex® poseen diferentes propiedades en la dirección de la máquina (MD, Machine Direction) de fabricación de papel en comparación con la dirección transversal (XD, Cross Direction).  En algunas aplicaciones, tal vez sea necesario orientar el papel en la dirección óptima para obtener el máximo rendimiento posible.

 

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