Termodinámica de No-Equilibrio: Aplicación Al Proceso de Pre-Ruptura En Dieléctricos Sólidos

EasyChair Preprint 6744

Abstract

El presente trabajo constituye un intento de modelar el proceso de ruptura dieléctrica incluyendo el efecto de la presencia de humedad, que se difunde a través de las ramas del árbol eléctrico y puede contribuir a su formación incipiente. El proceso de pre-ruptura antecede a la destrucción ocasionada por la ruptura dieléctrica, que en equipos de alta tensión, ocasiona severos daños. Existen varios modelos y teorías para comprender el origen del problema, entre ellos la generación de descargas parciales que dan lugar a la formación de micro-canales llamados “árboles eléctricos”. En nuestro trabajo consideramos, además, la difusión de iones formados a partir de la ionización de H2O , impulsados por un gradiente de concentración dentro de los nombrados micro-canales, que ha de acoplarse al gradiente de potencial eléctrico. Nuestro análisis se centra en la producción de entropía en el marco de la Termodinámica de No-equilibrio, teniendo en cuenta los efectos simultáneos del campo eléctrico (actuando sobre el aislante) y la difusión de iones provenientes de la ionización de H2O (dentro de los micro-canales o ramas del árbol dieléctrico). Es decir, considerando el acoplamiento de: flujo de materia-flujo de carga eléctrica mediante los coeficientes fenomenológicos de Onsager. Debido a que la ruptura dieléctrica es un claro ejemplo de proceso de no equilibrio, creemos que la originalidad de este trabajo radica en la combinación de: un modelo estocástico basado en el DBM (Dielectric Breakdown Model para la descripción del campo y el aporte puramente eléctrico) y otros efectos asociados al proceso de ruptura dieléctrica, como la conducción iónica o electrónica dentro de los micro-canales o la presencia de humedad en el material aislante y el efecto de temperatura sobre la producción de entropía.

Keyphrases: Entropía, No-equilibrio, dieléctricos

@booklet{EasyChair:6744,
  author    = {María Sol Ruiz Pollet and Luciano Enciso and Adrian Razzitte},
  title     = {Non-Equilibrium Thermodynamics: Application to the Pre-Breaking Process in Solid Dielectrics},
  howpublished = {EasyChair Preprint 6744},
  year      = {EasyChair, 2021}}