IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - March/April 2023 - 79

La intensidad del campo eléctrico en el extremo del material
compuesto no lineal es significativamente inferior a la de la hoja
metálica del boquilla tradicional.
cientos de granos de ZnO. Los microvaristores de ZnO pueden
añadirse a la matriz polimérica para preparar el compuesto
no lineal. Teniendo en cuenta que la conductividad
no lineal del compuesto a base de microvaristores de ZnO
procede del límite de grano dentro de los rellenos y no de la
superficie de contacto entre los rellenos, como muestran las
líneas verdes de la figura 5(b), la estabilidad de la conductividad
no lineal del compuesto a base de microvaristores
de ZnO es mucho mejor que la de los otros compuestos no
lineales a base de rellenos.
Para cumplir los requerimientos de aplicación de las
boquillas de HVdc para diferentes niveles de tensión, la
conductividad no lineal del compuesto no lineal debe ajustarse
con flexibilidad. El valor del umbral de conmutación es
un parámetro de gran importancia que determina el entorno
de campo eléctrico aplicable para el compuesto no lineal. El
número del límite de grano y de la interfaz de contacto en
el canal conductor afecta directamente al valor del umbral
de conmutación. Cuanto menor sea el número, menor será
el valor del umbral de conmutación. Podemos adaptar el
valor umbral de conmutación del compuesto controlando el
tamaño de los microvaristores y los granos de ZnO, como se
muestra en la figura 5(e). Los números tanto del límite de
grano como de la interfaz de contacto alcanzan su máximo
cuando se añaden rellenos con granos pequeños en el compuesto.
Se elegirán rellenos grandes con granos grandes si se
necesita un valor umbral de conmutación bajo del compuesto
no lineal.
Compuesto
no lineal
Capa aislante
(a)
No obstante, la fracción de volumen de microvaristores
de ZnO en el compuesto influye en el canal conductor. Una
fracción de volumen más alta dará lugar a un canal conductor
más recto, disminuyendo así el número del límite de grano y
la interfaz de contacto. Las vistas esquemáticas de los métodos
que pueden realizar el ajuste no lineal de la conductividad
de los compuestos basados en microvaristores de ZnO
se muestran en la figura 5(e). Además, la matriz polimérica,
la forma de los rellenos y la adición de un segundo tipo de
relleno también contribuirán al ajuste no lineal de la conductividad.
La conductividad no lineal con un amplio rango
de valores de umbral de conmutación de los compuestos a
base de microvaristores de ZnO se puede obtener adoptando
los métodos anteriores. En la figura 5(f), se muestran las
conductividades no lineales de seis fórmulas diferentes de
los materiales compuestos, denominadas del tipo 1 al 6. En
resumen, el compuesto a base de microvaristores de ZnO es
la primera opción a adoptar en la boquilla de HVdc para la
gradación adaptativa del campo eléctrico debido al coeficiente
no lineal alto, la conductividad no lineal estable y la
conductividad no lineal ajustable.
(b)
figura 7. Aspecto de las boquillas con estructura de
gradación adaptativa del campo eléctrico: (a) boquilla
de transformador de ±100 kV y (b) boquilla de pared de
±200 kV.
marzo/abril 2023
Estructura de gradación adaptativa del
campo eléctrico en boquillas de HVdc
Como se muestra en la figura 1, el núcleo capacitivo con
múltiples hojas metálicas concéntricas se utiliza para gradar
el campo eléctrico entre el conductor central y la brida en
la boquilla de alta tensión tradicional. En la figura 6(a), se
muestra la estructura del núcleo capacitivo en la boquilla.
Teniendo en cuenta que el material compuesto no lineal puede
conseguir una gradación adaptativa del campo eléctrico con
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