Los instrumentos de ensayos al aceite dieléctrico son uno de los métodos más rápidos y accesibles para evaluar el estado de un transformador. Esto se debe a que el aceite de transformador contiene aproximadamente un 70 % de la información diagnóstica sobre el estado del equipo.
Para mantener sus transformadores en condiciones óptimas en diversos sectores, desde la energía municipal hasta la industrial, el análisis del aceite de transformador puede ayudar a comprender problemas actuales de rendimiento o prevenir fallas y posibles problemas en el futuro.
En este artículo, le explicaremos las particularidades de las pruebas del aceite de transformador y por qué es importante realizar su análisis.

Papel del líquido dieléctrico en los transformadores

El aceite de transformador, también llamado aceite aislante, es un líquido especial que se distingue por sus fuertes propiedades de aislamiento eléctrico y estabilidad a altas temperaturas. Este aceite se utiliza principalmente en transformadores de potencia llenos de aceite, cumpliendo varias funciones importantes. Entre ellas se encuentran proporcionar aislamiento, reducir la probabilidad de aparición de descargas de arco y corona, así como disipar el calor de manera eficiente, actuando como refrigerante para mantener un rendimiento óptimo del transformador.

Además, el aceite protege el núcleo y los devanados del transformador que se encuentran dentro de él, evitando la interacción directa del oxígeno atmosférico con la celulosa, minimizando así el proceso de oxidación. También ayuda a disipar el calor del núcleo y, en última instancia, proporciona información sobre el estado del transformador.

Propiedades del aceite de transformador

Para determinar la idoneidad del aceite de transformador para su uso, se deben considerar varios tipos de propiedades: eléctricas, químicas y físicas.

Propiedades eléctricas

Las propiedades eléctricas del aceite aislante incluyen la resistividad específica, la rigidez dieléctrica (BDV) y el factor de disipación dieléctrico (tan δ).

• Rigidez dieléctrica (BDV): indica la capacidad del aceite para soportar tensión eléctrica sin romperse. Un valor bajo indica la presencia de humedad y sustancias conductoras. Se mide mediante electrodos sumergidos en el aceite en una celda protegida, aumentando gradualmente el voltaje hasta que aparece una chispa. Un buen aceite debe tener un BDV de al menos 30 kV.

• Resistividad específica: caracteriza la resistencia a la corriente continua por unidad de volumen de aceite. Debe ser alta tanto a temperatura ambiente como a altas temperaturas de funcionamiento. Los valores mínimos a 27°C y 90°C se establecen en 1500 × 10^12 Ω·cm y 35 × 10^12 Ω·cm, respectivamente.

• Factor de disipación dieléctrico (tan δ): refleja la imperfección de las propiedades dieléctricas. Un valor alto indica contaminación, mientras que un valor bajo es deseable para un aislamiento eficaz.

Propiedades químicas

Incluyen el contenido de agua, acidez, presencia de sedimentos, análisis de compuestos de furanos (envejecimiento de la celulosa) y análisis de gases disueltos (DGA).

• Contenido de agua: afecta negativamente las propiedades dieléctricas y el aislamiento de papel, que absorbe agua del aceite reduciendo su eficacia. La solubilidad en agua aumenta con la temperatura del aceite, afectando la liberación de humedad del papel.

• Acidez: acelera la oxidación del aceite, daña el aislamiento y fomenta la aparición de óxido. Se mide en mg KOH necesarios para neutralizar el ácido por gramo de aceite.

Propiedades físicas

Incluyen tensión interfacial, viscosidad, densidad y color.

• Tensión interfacial (IFT): caracteriza las fuerzas de atracción entre las moléculas de agua y aceite. Un valor alto indica aceite de alta calidad, mientras que los contaminantes oxidativos lo reducen.

• Punto de inflamación: es la temperatura a la que los vapores del aceite forman una mezcla inflamable con el aire. Una alta temperatura de inflamación (>140°C) mejora la seguridad contra incendios.

• Punto de congelación: es la temperatura mínima a la que el aceite puede fluir. En climas fríos es vital para garantizar la circulación adecuada y la refrigeración del aceite en los transformadores.

• Viscosidad: una baja viscosidad favorece la circulación y refrigeración del aceite. Mantener la estabilidad de la viscosidad con cambios de temperatura es fundamental.

Análisis del aceite de transformador

Existen un total de 17 métodos comunes de prueba del aceite de transformador. Algunos forman parte de las pruebas regulares necesarias, mientras que otros, como la determinación de furanos y azufre corrosivo, permiten un diagnóstico más profundo o son necesarios para obtener ciertos certificados.

Diversas pruebas definidas por normas internacionales, como ASTM, miden diferentes propiedades del aceite. Las pruebas más comunes incluyen medición de hidrógeno, humedad, BDV y tan δ. Estas pruebas permiten determinar si el aceite sigue siendo apto, si requiere regeneración o filtración, reducir costos y prevenir fallas prematuras.

Con las pruebas adecuadas del aceite aislante y un diagnóstico dirigido, puede:

• Detectar fallas y anomalías en el funcionamiento.

• Reconocer problemas en etapas tempranas y prevenir su aparición.

• Planificar medidas de mantenimiento y evaluar el estado de todo el parque de transformadores.

• Garantizar el máximo rendimiento de los transformadores y prolongar su vida útil.

Instrumentos de ensayos al aceite dieléctrico GlobeCore y sus características

GlobeCore ha desarrollado instrumentos de ensayos al aceite dieléctrico, es decir, equipos para medir sus parámetros principales.

Contenido de agua

La humedad en el aceite de transformador es uno de los indicadores más importantes, ya que el agua deteriora significativamente sus propiedades de aislamiento y puede provocar corrosión de los componentes metálicos. La emulsión acuosa es especialmente peligrosa, ya que puede causar un desgaste rápido del material aislante.
El instrumento TOR-1 de GlobeCore permite determinar la cantidad de humedad disuelta en el aceite, incluso si es mínima. Utiliza un sensor capacitivo para el análisis de humedad y es compacto, lo que permite realizar mediciones directamente en el sitio de operación del transformador. Esto es ideal para el monitoreo operativo y la detección inmediata de problemas relacionados con la humedad.

Medición del contenido de hidrógeno

El hidrógeno es uno de los gases más importantes en el análisis cromatográfico del aceite de transformador. Su formación puede indicar defectos de origen eléctrico. Aunque el análisis cromatográfico completo requiere mucho tiempo, GlobeCore ofrece el tester TOR-2 para un análisis rápido del contenido de hidrógeno. El equipo es portátil, se puede usar en campo y permite tomar decisiones rápidas sobre el mantenimiento del transformador.

Tensión de ruptura

La tensión de ruptura indica el potencial eléctrico máximo que el aceite de transformador puede soportar sin perder sus propiedades. Este indicador ayuda a garantizar la fiabilidad y seguridad en la operación de transformadores de alta tensión. Los equipos TOR-60, TOR-80 y TOR-100 de GlobeCore están especializados en medir este parámetro. Son portátiles, permiten pruebas hasta 60, 80 y 100 kV respectivamente, y automatizan el proceso de medición con precisión mínima de error. Además, pueden incluir batería para realizar análisis en campo.

Factor de disipación dieléctrico

El factor de disipación dieléctrico refleja las pérdidas de energía en el aceite de transformador causadas por contaminantes y envejecimiento. Un cambio en este valor indica deterioro de la calidad del aceite y la necesidad de reemplazo o limpieza. El tester TOR-3 de GlobeCore está diseñado para medir con precisión el tan δ. Es portátil y fácil de mover dentro del laboratorio, permitiendo evaluar rápidamente el estado del aceite, automatizando la medición y el almacenamiento de resultados.

Ventajas de los instrumentos TOR para el análisis del aceite de transformador de GlobeCore

Los instrumentos de ensayos al aceite dieléctrico TOR ofrecen alta precisión en el análisis, lo cual es crucial para la seguridad y eficiencia de los transformadores. Su diseño compacto y ergonómico facilita el transporte y uso, especialmente en instalaciones con espacio limitado. Los testers permiten realizar pruebas rápidas del aceite, proporcionando resultados inmediatos y garantizando la operación estable de los transformadores. La optimización del mantenimiento reduce riesgos de reparaciones imprevistas y prolonga la vida útil de los transformadores. Los equipos son aptos tanto para laboratorios como para uso en campo, permitiendo el análisis de muestras de aceite directamente en el sitio.

El uso regular de los instrumentos de ensayos al aceite dieléctrico ayuda a identificar problemas potenciales de manera efectiva, previniendo fallas y manteniendo la confiabilidad del suministro eléctrico.