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PAPEL ARAMIDA NOMEX TIPO 410
El Tipo 410 es un papel satinado de aislamiento que ofrece altos valores inherentes de resistencia dieléctrica
tenacidad mecánica, flexibilidad y resiliencia. El Tipo 410 es la forma original de papel NOMEX y se emplea
ampliamente en la mayoría de las aplicaciones de equipos eléctricos. Disponible en 10 espesores (0,05 hasta
0,76 mm), el Tipo 410 se utiliza en prácticamente todas las aplicaciones conocidas de aislamiento eléctrico
por placa.
PROPIEDADES ELECTRICAS
Los valores típicos de las propiedades eléctricas del papel de Tipo 410, se indican en la Tabla 1. Los datos
de resistencia dialéctica con rapidez CA de la tabla 1 representan los niveles de esfuerzo de tensión
resistidos durante periodos de 10 a 20 segundos a una frecuencia de 60 Haz Estos valores difieren del
potencial de resistencia a largo plazo. DuPont recomienda que los esfuerzos continuos en los
transformadores, no excedan de 1,6 kv/mm con objeto de minimizar el riesgo de descargas parciales
(corona). Los datos de resistencia dieléctrica con impulso de Onda Completa de Tabla 1 fueron generados en
placas planas, como las de las aplicaciones de capa y barrera. La geometría del sistema incide en los valores
reales de resistencia de impuso del material.
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ESTABILIDAD QUIMICA:
La compatibilidad de papel y cartón prensado en aramida NOMEX con prácticamente toda clase de barnices
y adhesivos eléctricos (poliamidas, siliconas epoxidos, poliéster, acrílicos, fenolicos, cauchos sintéticos,
etc.) así como otros componentes de los equipos eclécticos, esta avalada por los numerosos sistemas que
incluyen NOMEX con homologación UL, y por una larga experiencia comercial. Los papeles NOMEX también
son totalmente compatibles ( y actualmente en uso comercial) con los líquidos de transformadores (aceites
minerales y de silicona y otros sintéticos) y con los aceites de lubricación y los refrigerantes empleados en
los sistemas herméticos. Los solventes industriales de uso corriente (alcoholes, cetonas, acetona, tolueno,
xileno) tienen un leve efecto reblandesedor e hinchador sobre el papel de Tipo 410 parecido al efecto del
agua. Dichos efectos son reversibles en su mayor parte al eliminar solvente.
El índice de oxigeno critico (LOI) del papel NOMEX Tipo 410 a temperatura ambiente es de 27 al 32% (en
función del espesor y la densidad), y a 220°C entre el 22 y el 25%. Los materiales con un LOI superior al
20,8% (aire ambiente) no soportan la combustión. NOMEX Tipo 410 debe calentarse entre 240°C y 250°C
(siempre en función del espesor) antes de que su LOI descienda por debajo del umbral de inflamabilidad. Los
datos LOI para el Tipo 410 - 0,13 mm se indican en la Figura 11.
El efecto de 6400 mega radios (64 Mgy) de radiación beta 2 MeV en las propiedades mecánicas y eléctricas
del papel NOMEX Tipo 410 se indican en la tabla V. /En comparación, un laminado formado por película
poliéster y un mat. De poliéster del mismo espesor impregnado de epoxido al 100%, se desmorono a partir de
800 mega radios, o 8 Mgy). Se obtuvieron resultados similares bajo exposición a radiación gama. La
destacada resistencia a la radiación del papel NOMEX ha resultado en su empleo en los críticos equipos de
control de las centrales nucleares.
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La conductividad térmica del papel de Tipo 410 - 0,25 mm se indica en la Figura 10. Estos valores son
similares a los de los papeles celulósicos e igual que en el caso de la mayoría de los materiales, son
determinados principalmente por el peso específico (densidad). Así, dos grados mas delgados del papel de
Tipo 410, que son algo menos densos, presentan una conductividad algo mas reducida, los grados mas
gruesos, que son mas densos, presentan mayores conductividades, según se indica en la Tabla 1V. El
sistema constructivo total puede afectar la conductividad térmica global, y por consiguiente debe observarse
la debida precaución al aplicar valores puntuales de las hojas de datos a las situaciones concretas. Por
ejemplo, los aislamientos de dos placas con idéntica conductividad térmica pueden tener efectos muy
distintos sobre la transferencia térmica desde una bobina, debido a diferencias de rigidez o de tensión de
arrollamiento, indicado en el espaciado entre las capas de aislamiento.
PROPIEDADES TERMICAS:
Los efectos de la exposición a altas temperaturas a largo plazo sobre importantes propiedades eléctricas y
mecánicas del Tipo 410 - 0,25 mm se indican en las Figuras 7,8 y 9. El comportamiento de envejecimiento
forma la base para la homologación del papel NOMEX como aislamiento 220°C por Underwriters Laboratorie s
(UL), LA Marina de los Estados Unidos, y otras instituciones y son confirmados por más de 25 años de
experiencia comercial.
Estas curvas también pueden extrapolarse a mayores temperaturas. Las mediciones demuestran, por
ejemplo, que el papel NOMEX Tipo 410 mantendrá una resistencia dialéctica 12 kv/mm durante varias horas a
400°C que representa el comportamiento previsto por el trazado Arrhenius.
PROPIEDADES MECANICAS:
Propiedades mecánicas del papel Tipo 410 se indican en la Tabla 111. Los efectos de las altas temperaturas
sobre la resistencia a la fracción y al alargamiento se indican en la Figura 5. Los papeles aramida NOMEX
también mantienen buenas propiedades mecánicas a temperaturas muy bajas. Al punto de ebullición del
nitrógeno (1-196°C O 77k), la resistencia a la frac ción del papel del Tipo 410 - 0,25 mm excede su valor a
temperatura ambiente de un 30 a 60% (en función del sentido) mientras el alargamiento hasta la rotura es
mayor del 3% (mejor que la mayoría de los materiales inorgánicos a temperatura ambiente). Esto permite el
buen funcionamiento del Tipo 410 en las aplicaciones criogénicas.
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El agua constituye un plastificante suave para el papel NOMEX. Los efectos de la humedad sobre la
resistencia a la fracción y al alargamiento se indican en la Figura 6, igual que el alargamiento, la resistencia
al desgarro y la tenacidad del papel Tipo 410 son mejores a mayores contenidos de humedad.
Las dimensiones del papel Tipo 410 en estado totalmente seco y expuesto a condiciones con una humedad
relativa del 95% aumentaran como máximo un 1% en el sentido de la maquina y un 2% en el sentido
transversal (debido a la absorción de humedad). Este hinchamiento es en gran medida reversible al volver a
secarse el papel. La velocidad de cambio de dimensiones estará en función, por supuesto, del espesor y de
la configuración del papel (por ejemplo, las placas individuales frente a las bobinas fuertemente enrolladas).
Las variaciones de humedad ambiental producirán normalmente unos cambios dimensionales menores del
1% Sin embargo, incluso las pequeñas modificaciones de dimensiones, y especialmente si son irregulares,
pueden producir o pronunciar la no planicidad ( saco, abridores etc) de la placa, que puede causar
problemas en operaciones criticas como el laminado o el crepado. Por consiguiente, el papel NOMEX
destinado a las mencionadas aplicaciones deberá mantenerse herméticamente cerrado en su envoltorio
protector de polietileno con el objeto de mantener un contenido uniforme de humedad hasta el momento de
su utilización.
Igual que los demás materiales de aislamiento, el papel aramida NOMEX se erosiona paulatinamente bajo
ataque por descargas de corona. La intensidad de corona es función del esfuerzo de tensión que, a su vez
depende casi totalmente de parámetros de diseño como el espaciado entre los elementos del circuito, los
contornos suaves o agudos, etc. Aunque no se produce el efecto corona durante el funcionamiento normal
de los equipos eléctricos debidamente diseñados, cualquier dispositivo puede ser objeto de sobretensiones
ocasionales que producen breves descargas de corona. Es importante breves descargas de corona. Es
importante que no falle prematuramente el aislamiento bajo estas condiciones.
La resistencia a la tensión (el tiempo hasta la rotura bajo ataque corona) del papel NOMEX Tipo 410 es mayor
que la de otros aislamientos orgánicos de uso corriente e incluso puede compararse favorablemente con la
de algunas composiciones inorgánicas, tal como se indica en la Figura 4 adjunta. Los datos indicados fueron
obtenidos en todos los casos en capas sencillas de materiales de 0,25 mm y a temperatura ambiente, con
humedad relativa del 50% y una frecuencia de 360 Hz. Los tiempos hasta la rotura a 60 Hz son
aproximadamente 6 veces mayores que los indicados típicos y no se recomienda el uso de los mismos con
fines de diseño. Pueden facilitarse valores de diseño bajo demanda.
La temperatura tiene poco efecto sobre la resistencia dialéctica y la constante dieléctrica, según se indica en
la Figura 1.
Las variaciones de frecuencia de hasta 10 Hz no tienen efecto significativo alguno sobre la constante
dieléctrica del papel de Tipo 410, Los efectos de la temperatura y de la frecuencia sobre el factor de
disipación del papel de Tipo 410 -0,25 mm en seco se indican en la figura 2.
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Los factores de disipación a 630 Hz de papeles mas delgados son esencialmente los mismos que para 0,25
mm a temperaturas de hasta 200°C.
A temperaturas y frecuencias mayores, los papeles de mayor espesor presentan factores de disipación algo
mas altos que los que se indican para 0,25 mm.
Las resistividades superficiales y volumétricas del papel de Tipo 410 - 0,25 mm en seco se indican en la
Figura 3 en función de la temperatura. Los valores correspondientes de otros espesores del Tipo 410 son
muy similares.
Los efectos relativamente leves de la humedad sobre las propiedades eléctricas del Tipo 410 - 0,25 mm se
indican en la Tabla 11.
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