Por qué es importante
El corazón humano está controlado por impulsos eléctricos, y cualquier interrupción de estos impulsos por corrientes externas puede causar fibrilación ventricular y, en casos extremos, la muerte. Dado que es mucho lo que está en juego, garantizar que ninguna corriente pueda llegar al cuerpo humano es un objetivo primordial de la seguridad eléctrica. En los productos eléctricos, el flujo de corriente se conduce a través de cables recubiertos de material aislante. Este material aislante está diseñado para bloquear la corriente y, por tanto, mantener la energía eléctrica en el circuito, lejos del usuario. Sin embargo, en determinadas condiciones, este material aislante puede fallar.
Qué es la ruptura dieléctrica
La ruptura dieléctrica es un fenómeno complejo que afecta al material aislante de un circuito. En pocas palabras, la ruptura dieléctrica hace que un aislante se convierta en conductor. Esto significa que en lugar de atrapar la corriente en el interior del conductor metálico, el propio aislante se convierte en el material conductor.
La corriente eléctrica fluye por el movimiento de electrones a través de una banda prohibida. En conductores como el alambre de cobre, hay electrones libres que se mueven con facilidad. Tienen muy poca resistencia y no se necesita un gran campo eléctrico para mover los electrones en un conductor. En un aislante, como el caucho o los revestimientos de plástico, no hay electrones libres y se necesita una tensión muy alta para sacar a los electrones de su estado estable. Cuando se aplica esta alta tensión, denominada ruptura dieléctrica, se produce una transformación física de los valores conductores dentro del aislante. Esta ruptura dieléctrica interrumpe el flujo de corriente dentro del circuito y puede provocar descargas eléctricas a través del arco eléctrico (electricidad que salta del producto al usuario a través del aire) o del contacto directo con el material aislante.
Prueba de tensión dieléctrica soportada
Como se ha indicado anteriormente, la ruptura dieléctrica se produce tras la exposición del material aislante a una tensión excepcionalmente alta. Uno de los ensayos exigidos en muchas normas UL es el ensayo de resistencia a la tensión dieléctrica, cuyo objetivo es crear las condiciones que podrían provocar una ruptura dieléctrica en el producto de ensayo. Si la ruptura dieléctrica no se produce en estas condiciones, significa que el aislamiento y el diseño del producto son resistentes a este peligro, incluso a tensiones extremadamente altas.
La prueba de tensión dieléctrica soportada se realiza a menudo en coordinación con otros requisitos, como una prueba de lluvia o de acondicionamiento de grasa. Durante una prueba de lluvia, un producto se expone a agua pulverizada desde arriba para determinar si hay un fallo en el aislamiento del producto que permita al agua actuar como un conductor extraño. Acondicionamiento a la grasa, como se muestra en, pero no limitado a, UL 507, la norma para ventiladores eléctricos, aborda el riesgo de rotura del aislamiento por acumulación de grasa en las campanas extractoras de las cocinas para determinar si afecta a las propiedades eléctricas del producto. Nuestros colegas de Institutos de investigación de UL desarrolló el siguiente vídeo para demostrar una prueba de tensión dieléctrica soportada en acción.
Pruebas y normas
En una norma se exigen ensayos para ayudar a abordar riesgos y peligros muy específicos presentes en un producto. Estos peligros se determinan y, a continuación, se implementa una prueba o directriz específica dentro de una norma para abordar ese peligro. Esta mentalidad basada en los peligros es evidente en el diseño y la aplicación de la prueba de tensión dieléctrica soportada.
Durante la ruptura dieléctrica, puede producirse un incendio cuando la corriente en el material aislante puentea la banda prohibida en el aire, provocando una chispa. Si esto ocurre, la chispa puede arquear el cuerpo humano o cualquier material circundante y provocar un incendio o una descarga eléctrica. Las descargas eléctricas también pueden producirse por contacto directo. Si un usuario sujeta el producto por un material aislante que se ha vuelto conductor, la corriente pasaría directamente al usuario. Al exigir ensayos que mitiguen el riesgo de que se produzca una ruptura dieléctrica, UL Standards & Engagement ayuda a avanzar en nuestra misión conjunta de UL de trabajar por un mundo más seguro.