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FP7

PDMAN — Resultado resumido

Project ID: 338528
Financiado con arreglo a: FP7-JTI
País: Reino Unido
Dominio: Industria, Energía, Transporte

Desarrollo más rápido y rentable de los equipos de potencia de las aeronaves

Los sistemas de alta tensión, por ejemplo los instalados en las aeronaves eléctricas, son propensos a provocar descargas eléctricas que podrían dar lugar a fallos totales. Un proyecto financiado con fondos europeos contribuyó a marcar directrices para el diseño de componentes de conexión/bobinado nuevos y desarrolló una herramienta que puede emplearse para evaluar el impacto de las descargas parciales en estos sistemas.
Desarrollo más rápido y rentable de los equipos de potencia de las aeronaves
La industria aeronáutica europea se ha comprometido a revolucionar los sistemas energéticos a bordo de las aeronaves mediante la sustitución gradual de los voluminosos sistemas hidráulicos y neumáticos por otros eléctricos. Los nuevos sistemas de energía eléctrica alcanzan tensiones superiores, lo que provoca descargas parciales que constituyen un problema significativo, especialmente en altitudes elevadas. Para mitigar dicho problema, es necesario recurrir a un diseño exhaustivo.

El espaciamiento adecuado de componentes y los espesores del aislamiento son dos factores de diseño importantes para reducir la probabilidad de descarga parcial, a pesar de lo cual no existen directrices para evaluar la capacidad de los materiales de aislamiento y así mantener sus propiedades durante toda su vida útil.

A fin de determinar en qué medida los materiales de aislamiento pueden afectar a las descargas parciales, un equipo investigador en el seno del proyecto PDMAN (Partial discharge management in compact insulation systems), financiado con fondos europeos, realizó numerosos ensayos con los componentes de conexión y bobinado mediante la utilización de diversas ondas de tensión. Los componentes se sometieron a un proceso de envejecimiento acelerado para averiguar en qué punto se produce la rotura por estrés eléctrico y se degrada el rendimiento de los materiales de aislamiento.

Los datos recabados dieron lugar a la redacción de un conjunto de directrices útiles sobre los procesos de diseño y cualificación de los sistemas de aislamiento empleados en las aplicaciones aeroespaciales. Además, el equipo investigador creó una herramienta de diseño que ofrece información crítica sobre la calidad del aislamiento y su impacto en la condición de los componentes. Al permitir a los ingenieros modificar las propiedades de los materiales de aislamiento y controlar en qué medida los cambios afectan a la descarga parcial, la herramienta permite, en una etapa temprana del diseño, adoptar mejores decisiones sobre los requisitos de aislamiento para los componentes de conexión y bobinado.

En concreto, esta herramienta innovadora para la toma de decisiones contribuye a determinar los márgenes de seguridad entre los electrodos no aislados, la tensión inicial de las descargas parciales para los componentes de conexión y bobinado, así como el espesor mínimo de aislamiento para evitar descargas parciales.

Los miembros del proyecto también editaron un documento con información detallada sobre los procedimientos de prueba necesarios para cualificar y evaluar los equipos durante una producción en serie de componentes de conexión y bobinado.

Las directrices propuestas y la nueva herramienta desarrollada por el proyecto PDMAN deberían favorecer una reducción de costes y tiempo de desarrollo del nuevo sistema de energía eléctrica. Los desafíos de probar componentes de bobinado para la realización de descargas parciales en un entorno aeroespacial se presentaron en 2015 tanto en el Congreso sobre Aislamientos Eléctricos de IEEE, celebrado en Seattle, Estados Unidos, como en un seminario celebrado en un centro de la empresa Rolls Royce en el Reino Unido en el mismo año.

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Palabras clave

Aeronave, descargas eléctricas, componentes de conexión/bobinado, sistemas eléctricos, aislamiento, PDMAN
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