El medidor de hidrógeno en aceite dieléctrico es una herramienta indispensable para las empresas energéticas interesadas en la diagnosis oportuna de los transformadores.

Métodos de detección de defectos que pueden desarrollarse en los transformadores

El medidor de hidrógeno en aceite dieléctrico se utiliza ampliamente en el sector energético, ya que los gases disueltos ayudan a identificar hasta el 80% de todos los defectos en los transformadores. Esto se debe a que los procesos térmicos o de descarga en la aislación del transformador conducen a su deterioro y a la formación de gases disueltos. Los gases más comunes son hidrógeno, oxígeno (O2), nitrógeno (N2), metano, etano, etileno, acetileno, monóxido de carbono y dióxido de carbono. El estándar ASTM D3612 describe tres métodos para la extracción de gases disueltos del aceite.

El primer método utiliza extracción al vacío e implica el uso de mercurio, que es peligroso para la salud. El aparato es complejo, contiene muchas válvulas y se necesitan vacuómetros costosos para detectar fugas en el sistema. Sin embargo, la principal desventaja de este método es que requiere mucho tiempo. Para determinar casi todos los gases disueltos en la muestra de aceite, es necesario realizar dos o tres extracciones, lo que a menudo se omite en muchos laboratorios y afecta la calidad de los resultados. El segundo método según ASTM D3612 utiliza una columna de destilación con una gran superficie, pero tiene baja precisión y casi no se utiliza. El método más común es el uso de cromatografía de gases.

Método de análisis cromatográfico de gases disueltos en aceite dieléctrico

El análisis cromatográfico es el método más utilizado para la detección temprana de cambios en la aislación del transformador y sus posibles fallos. Según el estándar ASTM D3612, la muestra de aceite preparada se inyecta en el cromatógrafo. Al pasar a través de la columna del cromatógrafo, los componentes dieléctricos se separan según sus propiedades químicas. Luego pasan por un detector que registra su presencia para un análisis posterior y la determinación de las concentraciones.

Los resultados de la cromatografía de gases permiten diagnosticar las principales causas de la degradación de la aislación, que se dividen en seis problemas típicos con las siguientes consecuencias visibles:

• Descarga parcial;
• Descarga de baja energía;
• Descarga de alta energía;
• Daño térmico (hasta 300 °C);
• Cortocircuito térmico (superior a 300 °C);
• Cortocircuito térmico (más de 700 °C).

A menudo sucede que un fenómeno pasa a otro o que dos fenómenos ocurren simultáneamente. Una vez que se conocen las concentraciones de ciertos gases, se puede elegir el método para interpretarlos. Existen muchos métodos de interpretación, como el método de los coeficientes de Rogers, el método derivado IEC, el coeficiente de Dornenburg, el triángulo de Duval y otros. Todos utilizan las relaciones de gases para determinar varios estados del transformador.

Las principales ventajas de este método de análisis son que el cromatógrafo es comercialmente accesible y bastante preciso en la eliminación de gases. Entre las desventajas, el estudio lleva cierto tiempo, primero para la extracción de gases y luego para el cálculo de sus concentraciones.

Medidor de hidrógeno en aceite dieléctrico

Cada tipo de análisis del aceite dieléctrico tiene su periodicidad. Así, la acumulación de compuestos ácidos y la formación de furanos ocurren muy lentamente, por lo que el análisis para su detección se puede realizar una vez cada pocos años. Mientras que la liberación de una gran cantidad de gases que indican fallos puede ocurrir en pocas horas.

Incluso el estándar IEEE C57-104-2019 ha revisado sus requisitos, recomendando aumentar la frecuencia del análisis de gases disueltos de anual a diario. Estas recomendaciones se basan en estudios de casos que describen situaciones en las que este análisis detectó un fallo progresivo que los técnicos podrían haber pasado por alto durante el análisis anual.

Sin embargo, no todas las empresas tienen la capacidad de realizar análisis cromatográficos diariamente. Las pruebas llevan cierto tiempo, aumentan la carga del laboratorio, lo que también prolonga el tiempo de obtención de resultados. La solución que ofrece GlobeCore es el medidor de hidrógeno en aceite dieléctrico TOR-2.

El tester permite determinar rápidamente el contenido de hidrógeno, un gas clave para el análisis cromatográfico, en el aceite dieléctrico. Esto se debe a la química de la descomposición; a medida que aumenta la temperatura en presencia de daño, el hidrógeno se forma en el aceite durante todos los daños térmicos. Otros gases aparecen y desaparecen con el cambio de temperatura, pero la cantidad de hidrógeno en el aceite dieléctrico solo aumenta.

Por lo tanto, al observar un aumento en la cantidad de hidrógeno en los resultados del análisis rápido, los técnicos pueden tomar decisiones más rápidamente sobre la realización de un análisis cromatográfico completo u otras medidas si es necesario.

Ventajas y beneficios del uso del medidor de hidrógeno en aceite dieléctrico TOR-2

El medidor de hidrógeno en aceite dieléctrico TOR-2 está diseñado para el análisis rápido del contenido de humedad y de hidrógeno en aceites aislantes. El dispositivo combina un par de sensores capacitivos y de estado sólido para proporcionar una medición directa de hidrógeno y humedad en el aceite. Esto permite obtener resultados rápidos y precisos, incluso durante la operación en campo, sin gastos en materiales consumibles y mantenimiento.

El medidor de hidrógeno en aceite dieléctrico TOR-2:

• Permite medir el hidrógeno directamente en condiciones de campo;
• Calcula el contenido de humedad e hidrógeno en partes por millón (ppm);
• Utiliza sensores especiales que no son sensibles a los contaminantes en el aceite;
• No tiene membranas ni otros materiales consumibles;
• No requiere mantenimiento especial.

El medidor de hidrógeno en aceite dieléctrico TOR-2 es una herramienta efectiva para monitorear el nivel de hidrógeno en el aceite dieléctrico. Proporciona mediciones rápidas y precisas de la concentración de hidrógeno y agua, lo que permite reaccionar rápidamente a cualquier desviación y realizar un diagnóstico preliminar del estado del transformador. Este tipo de monitoreo de gas disuelto en aceite dieléctrico es un elemento importante de la gestión de subestaciones y garantiza la fiabilidad del funcionamiento del transformador y del sistema energético.