Cuando se aplica tensión eléctrica moderada entre dos caras de un aislante el campo eléctrico que aparece produce una pequeña corriente de fuga debido a los pocos electrones libres que tiene el material. Además, los átomos se ven sometidos fuerzas que afectan a las órbitas de sus electrones ligados. Si la tensión y, por lo tanto, la intensidad del campo eléctrico, aumentan y superan cierto límite los electrones empiezan a abandonar sus átomos y algunos de ellos chocan con otros átomos provocando un aumento de temperatura y la separación de nuevos electrones.

    Se produce así un efecto acumulativo denominado descarga que provoca la pérdida permanente (perforación del aislante) o temporal (descargas parciales) de las cualidades aislantes del material. Se denomina rigidez dieléctrica de un aislante a la intensidad del campo eléctrico máxima que puede soportar el aislante sin que se produzca su perforación. Es decir, cuando la intensidad del campo eléctrico en el interior del material aislante supera a su rigidez dieléctrica, este deja de ser aislante y se convierte en conductor.

    Esta magnitud se determina experimentalmente mediante ensayos normalizados en los que se aplica una tensión entre dos electrodos colocados en caras opuestas de una muestra del aislante. La tensión se va aumentando gradualmente hasta provocar la perforación del aislante.

    La rigidez dieléctrica se expresa como cociente entre la tensión de perforación del material y el espesor de la pieza aislante y se mide en kV/mm. En el caso de que la tensión que se aplica al aislante sea alterna hay que especificar si se utiliza su valor eficaz o el de cresta (valor máximo). Usualmente se utiliza el valor de cresta.

    El valor de la rigidez dieléctrica depende de las condiciones en las que se realiza el ensayo del material: dimensiones y forma de los electrodos, espesor del aislante, duración de la aplicación del voltaje, frecuencia, forma de la onda de tensión, condiciones ambientales, etc.

    También existe la rigidez dieléctrica superficial cuando la tensión se aplica entre dos puntos de la superficie del aislante. En este caso la rigidez eléctrica es el cociente entre la tensión de perforación y la distancia entre los electrodos.

    La rigidez dieléctrica superficial también se mide en kV/mm, pero ahora, si la tensión es alterna, se utiliza su valor eficaz. Los materiales aislantes sumergidos en aceite tienen mejor rigidez dieléctrica que los que se encuentran al aire.

    Fuente: AISLANTES Y CONDUCTORES UTILIZADOS EN LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS
    Miguel Angel Rodríguez Pozueta
    UNIVERSIDAD DE CANTABRIA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÉTICA