1

AASSPPEECCTTOOSS GGEENNEERRAALLEESS SSOOBBRREE PPRRUUEEBBAASS DDEE AACCEEIITTEE

TTRRAANNSSFFOORRMMAADDOORREESS DDEE PPOOTTEENNCCIIAA

El tipo de mantenimiento predictivo más importante para un transformador de potencia son las pruebas físicoquímicas y cromatográficas a su aceite aislante.

Son varias y en conjunto dan un diagnóstico del estado tanto del aceite como del transformador.

Entre las mas importantes y representativas tenemos las siguientes:

11.. RRIIGGIIDDEEZZ DDIIEELLÉÉCCTTRRIICCAA

Es una prueba que muestra la presencia de agentes contaminantes

(agua, polvo, partículas conductoras) en el aceite, las cuales pueden ser representativas si se presentan valores bajos de rigidez. Cuando un aceite está muy contaminado tiende a presentar valores bajos de

rigidez los cuales disminuyen el aislamiento del transformador. La prueba consistente en aplicar un voltaje de C.A. entre dos

electrodos sumergidos en aceite a una distancia de 2.54 mm o 2.0 mm dependiendo de la norma a ser utilizada. Esquemáticamente:

2

El valor de tensión en kilovoltios a la que se presenta descarga entre

los electrodos se le conoce como rigidez dieléctrica y como norma general es el promedio del resultado de 5 pruebas sobre la misma

muestra espaciadas un minuto. Las normas utilizadas y los valores límites permitidos para esta

prueba son las siguientes:

ASTM D-877: Electrodos planos separados 2.54 mm, Tensión

Mínima 25 kV

ASTM D-1816: Electrodos semiesféricos separados 2.0,

Tensión mínima 50 kV.

22.. NNÚÚMMEERROO DDEE NNEEUUTTRRAALLIIZZAACCIIOONN,, NNoorrmmaass AASSTTMM DD--666644

yy DD--997744

Dependiendo del origen, proceso de refinación o deterioro en servicio

de los aceites aislantes, estos pueden presentar características ácidas o alcalinas, el número de neutralización expresado como número ácido es una medida de la cantidad de estas sustancias; por

lo que podríamos decir que la acidez de un aceite nos da una idea del cambio o deterioro de su condición aislante.

Una acidez alta indica presencia de lodos, que implica obstrucción de los ductos de refrigeración y por lo tanto disminución de la capacidad

del transformador para disipar temperatura o sea disminución de la capacidad de potencia.

Los valores típicos y límites para esta prueba son los siguientes:

Aceite nuevo: 0.03 mg KOH/gr Aceite usado: Entre 0.1 y 0.2 mg KOH/gr

A regenerar: Mayor a 0.2 mg KOH/gr

3

33.. TTEENNSSIIÓÓNN IINNTTEERRFFAACCIIAALL ,, NNoorrmmaa AASSTTMM DD--997711

La tensión interfacial es un fenómeno físico-químico que se produce por las fuerzas de atracción que existen entre las moléculas de dos líquidos. En los aceites aislantes se utiliza para detectar presencia de

productos de oxidación, no detectables con la prueba de acidez, por lo que podríamos concluir que es una prueba complementaria a esta.

La prueba consiste en medir el rompimiento de la interfase en dinas por centímetro entre las superficies conformadas por el aceite a ser

probado y agua destilada.

Los valores mínimos permitidos son los siguientes:

Aceite nuevo: 45 dinas/cm Aceite usado: 25 dinas/cm Agua destilada: 70 dinas/cm

44.. RREELLAACCIIÓÓNN DDEE AANNÁÁLLIISSIISS EENNTTRREE TTEENNSSIIÓÓNN IINNTTEERRFFAACCIIAALL YY

AACCIIDDEEZZ

La tensión interfacial y el número de neutralización son dos pruebas

complementarias ya que una disminución en el valor de la tensión interfacial generalmente está seguida por un aumento en el valor de la acidez. Dividiendo estos dos valores se obtiene un número (sin

unidades) que es un excelente medio para evaluar la condición del aceite, este valor se conoce como “Indice de MEYER o Indice de

Calidad (I.C.) del aceite. La siguiente tabla muestra el estado del aceite dependiendo del valor

del índice de calidad, así como sus valores típicos para la tensión interfacial y la acidez.

4

INDICE DE

CALIDAD

ACIDEZ TENSION

INTERFACIAL

ESTADO DEL

ACEITE

300-1500 0.01-0.1 30-45 Muy bueno

160-299 0.11-0.15 24-29 Aceptable

45-159 0.16-0.40 18-23 Malo

55.. CCOONNTTEENNIIDDOO DDEE HHUUMMEEDDAADD,, NNoorrmmaa AASSTTMM DD--11553333

Esta prueba consiste en medir la cantidad de agua en partes por millón presente en una muestra de aceite.

El aceite tiende a entregar agua al aislamiento del devanado del

transformador cuando su temperatura baja (condición peligrosa si la humedad es alta ), por lo tanto la mayor cantidad de humedad en un transformador se concentra allí.

Los valores máximos permitidos dependiendo del aceite son los

siguientes: Aceite nuevo: 10 partes por millón

Aceite usado: 30 partes por millón

66.. IINNDDIICCEE CCOOLLOORRIIMMÉÉTTRRIICCOO ((CCOOLLOORR )) ,, NNOORRMMAA AASSTTMM DD--11550000

Esta prueba es utilizada para el control de los aceites en el proceso

de refinación, no es una guía para determinar la calidad del aceite, pero en conjunción con las otras pruebas permite determinar el grado de deterioro.

La prueba consiste en comparar el color del aceite con unos colores

patrones que van numerados de 0.5 a 8.0 siendo 8.0 el más oscuro. Los valores típicos son 0,5 aceite nuevo y 1,5 aceite usado.

5

77.. CCRROOMMAATTOOGGRRAAFFÍÍAA DDEE GGAASSEESS DDIISSUUEELLTTOOSS

NNoorrmmaa AASSTTMM DD--33662211

Es una prueba de trascendental importancia para detectar que pudo haber pasado ó que puede estar pasando en la parte interna de un transformador.

Consiste en analizar que tipo de gases están disueltos en una muestra de aceite.

Los gases dentro de un transformador se producen y disuelven en el

aceite por múltiples causas entre las que tenemos : altas temperaturas, descargas parciales, arcos eléctricos, humedad, etc.

El equipo utilizado para realizar esta prueba es el cromatógrafo de gases el cual por medio de calentamiento extrae los gases a la

muestra de aceite , los separa y cuantifica en partes por millón. Los gases de interés y que mejor información suministran a cerca del

estado del transformador son los siguientes : Hidrógeno H2

Nitrógeno N2 Oxígeno O2

Monóxido de carbono CO Dióxido de carbono CO2

Metano CH4

Etano C2H6 Etileno C2H4 Acetileno C2H2

AANNAALLIISSIISS DDEE RREESSUULLTTAADDOOSS ::

Existen varios métodos de análisis para evaluar el estado de un

transformador a partir de la cantidad de gases encontrados en una muestra de su aceite aislante. Entre los mas utilizados tenemos los siguientes:

6

MMEETTOODDOO DDEE AANNAALLIISSIISS CCUUAALLIITTAATTIIVVOO

GASES PRESENTES ESTADO DEL TRANSFORMADOR

CO, CO2, H2O Calentamiento del papel CO, CO2 Papel quemado

C2H4, C2H6, CH4 Calentamiento de aceite

Por encima de 500°C

CO2 calentamiento de aceite hasta 400°C

H2O Calentamiento del aceite hasta 200°C

H2, C2H2, CH4, C2H4, C2H6 Arco Eléctrico

MMÉÉTTOODDOO DDEE CCAANNTTIIDDAADD DDEE GGAASSEESS CCOOMMBBUUSSTTIIBBLLEESS TTOOTTAALLEESS

CANTIDAD DE GASES EN PPM ESTADO DEL TRANSFORMADOR

0-500 Normal

500-1000 Hacer seguimiento

1000-2500 Investigar Más de 2500 Sacar de servicio

e inspeccionar

7

MMEETTOODDOO DDEELL GGAASS CCLLAAVVEE

GAS CLAVE ACETILENO : Indica arco eléctrico interno.

GAS CLAVE HIDROGENO : Indica descarga parcial corona

ARCING IN OIL

0

10

20

30

40

50

60

CO H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2

%C

OM

BU

STI

BL

E

(60)

(30)

(3,3)(1,6)

(5)

(0,01)

CORONA IN OIL

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

CO H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2

%C

OM

BU

STI

BL

ES

(0 ,2 ) (0 ,5) (0 ,2 ) (0 ,1)

(13)

(86 )

Casi siempre indica presencia de arco eléctrico.

8

GAS CLAVE ETILENO : Indica sobrecalentamiento del aceite

GAS CLAVE MONOXIDO DE CARBONO: Indica sobrecalentamiento Del papel aislante

OVERHEATED OIL

0

10

20

30

40

50

60

70

CO H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2

% C

OM

BU

ST

IBLE

(63)

(<0,01)

(16)

(2)

(17)

(2)

OVERHEATED CELLULOSE

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

CO H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2

%C

OM

BU

STI

BL

ES

92

(6,7)

(1,2) (<0,01) (<0,01) (<0,01)