A arborização elétrica

A arborização elétrica começa e gradualmente espalhada quando um material dielétrico sólido é submetido ao estresse de um campo elétrico levantado e divergente por um longo tempo. As características da arborização dependerão da tensão elétrica usada, do material dielétrico e até variações na morfologia produzida por diferentes proporções de mistura ou variações de temperatura. Também pode ocorrer dentro dos materiais dopados semicondutores quando eles são polarizados em uma direção de não condução, o que piorará drasticamente a sua tensão de pico reverso. Observa-se que as arborescências elétricas são iniciadas em pontos do isolamento onde as impurezas, bolhas gasosas, descontinuidades físicas, defeitos mecânicos ou partículas condutivas criam pequenas regiões com um alto esforço ou estresse sobre o material dielétrico. Isso pode ionizar um gás que está dentro de uma descontinuidade da massa dielétrica e produza pequeno choque elétrico entre as paredes da descontinuidade. Uma impureza ou defeito pode até produzir uma fratura parcial do próprio dielétrico. A luz ultravioleta e o ozônio produzido por essas descargas parciais reagirão com o material dielétrico vizinho e vão decompor-lo e degradar sua capacidade como isolante. Os dielétricos degradados freqüentemente liberam gases e, portanto, criam novas descontinuidades físicas e fraturas. Esses defeitos acabarão por empoirar a capacidade de isolamento do material, o estresse elétrico piorará e acelerará o processo de descargas parciais e a degradação.

A figura ramificada tridimensional será formada dentro do dielétrico, parcialmente condutiva de eletricidade. Essa arborização às vezes pode crescer até o ponto de causar a falha completa do material isolante. Este é geralmente um mecanismo habitual de falha a longo prazo em cabos subaquáticos de alta tensão isolados com polímeros. Às vezes, essa falha é iniciada pela penetração da umidade no material isolante, que produzirá um fenômeno chamado arborescência aquosa, a. Árvore higroscópica ou de água, que seguirá uma arboridão elétrica que será sobreposta à imagem de arborescência aquosa.

De forma semelhante, arborescências elétricas bidimensionais podem aparecer na superfície dos isoladores submetidos a um grande estresse elétrico, ou cuja superfície estava contaminada com poeira, sais minerais ou umidade. A estrada elétrica superficial, às vezes chamada mesmo em espanhol para seus nomes em inglês “rastreamento” ou “bandas secas”, é um mecanismo típico de fracasso nos isoladores elétricos aéreos de poder submetidos à contaminação com nevoeiro salino, como na proximidade do marítimo costa.

Às vezes, esses desenhos que seguem bi e padrões ramificados tridimensionais são chamados de figuras de Lichtenberg. Este nome é usado, acima de tudo, quando as arborescências ocorrem intencionalmente para fins artísticos.

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