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Aislamiento de transformadores

Aislamiento de transformadores

 

El aislamiento en la mayoría de los transformadores de potencia se compone tanto de aceite como de la celulosa (papel/cartón prensado). El aislamiento sólido se divide en estructuras de aislamiento principales y secundarias. El sistema de aislamiento principal incluye barreras, separadores y pinzas, mientras que el secundario consiste en el aislamiento de los bobinados.

 

El aislamiento celulósico para transformadores cumple tres funciones. En primer lugar, sirve de elemento dieléctrico, almacenando carga eléctrica cuando el transformador está energizado y aislando los componentes del transformador a diferentes bobinados. También cumple una función mecánica al sostener los bobinados, y contribuye a mejorar el estado térmico del transformador al crear conductos de refrigeración para el aceite.

 

El aceite debe proporcionar suficiente rigidez dieléctrica y suficiente enfriamiento, preservar el conjunto de núcleo y bobina llenando vacíos en los materiales aislantes, y minimizar el contacto del oxígeno con la celulosa y otros materiales que presentan riesgo de oxidación.

El aislamiento funciona mejor cuando está limpio, seco, relativamente libre de vacíos y se utiliza dentro de un determinado rango de temperatura. Las siguientes pruebas de campo eléctrico proporcionan información acerca de la integridad del aislamiento del transformador.

 

Diagnóstico de aislamiento

  • Tangente delta/factor de disipación/capacidad (a frecuencia de línea). La prueba de factor de disipación proporciona una idea general de cómo de limpio, seco y relativamente libre de vacíos está el sistema de aislamiento, confirmando que las características eléctricas del sistema no han empeorado con el tiempo y las tensiones de funcionamiento y, por tanto, una impresión general de la eficacia del aislamiento eléctrico.  La capacidad refleja la cantidad de carga eléctrica que está siendo efectivamente almacenada por el aislamiento y se ve afectada por los cambios en los atributos físicos del sistema de aislamiento sometido a prueba.
  • Factor de disipación/factor de potencia a frecuencia variable (VFPF). La prueba de factor de potencia a frecuencia variable proporciona el contexto para una medición del factor de potencia/factor de disipación a frecuencia de línea para una obtener una evaluación mejor informada del sistema de aislamiento.  Específicamente, al medir el factor de potencia/factor de disipación a frecuencias adicionales, el comprobador confirma que un factor de potencia/factor de disipación a frecuencia de línea aparentemente bueno es realmente bueno (lo que a veces podría no ocurrir), detecta problemas antes de lo que lo haría en una prueba de factor de potencia/factor de disipación a 50/60 Hz, y mucho más.
  • Tip-up de tangente delta/factor de potencia/factor de disipación. Sirve para determinar si existe algún problema asociado a la tensión en el dieléctrico de un transformador.  Una indicación positiva podría sugerir la presencia de un problema localizado, como trazas conductivas (siempre que el sistema de aislamiento sometido a prueba no sea prohibitivamente grande, lo que merma la sensibilidad de la prueba) o actividad de tipo descarga parcial.
  • Respuesta de frecuencia dieléctrica (DFR/FDS). Las mediciones de la respuesta dieléctrica proporcionan una evaluación de la conductividad de humedad y aceite de los transformadores. Se trata de una prueba aceptada internacionalmente, cuyo uso está aumentando. De los dos principales métodos de respuesta dieléctrica, un método CA llamado frecuencia de respuesta dieléctrica (DFR, también llamada espectroscopia en el dominio de la frecuencia o FDS) es el preferido debido a su robustez frente al ruido.
  • Corriente de excitación. La prueba de corriente de excitación proporciona información con respecto a la integridad del aislamiento entre espiras del bobinado y de trazas conductivas en el aislamiento del transformador (por ejemplo, trazas conductivas en algún punto a lo largo del circuito de espira a tierra del bobinado o entre fases).
  • Descarga parcial (PD).
  • Resistencia de aislamiento de CC.
  • Prueba de ruptura dieléctrica en aceite.Como líquido aislante, la propiedad más importante del aceite es su alta rigidez dieléctrica.  La tensión de ruptura dieléctrica del aceite es una medición importante del esfuerzo eléctrico que un aceite aislante puede soportar sin fallar.  Esta prueba verifica que la tensión de ruptura dieléctrica del aceite en el depósito principal está por encima de un umbral mínimo.  Puede hacerse en laboratorio o en campo.
  • DGA
  • TRAX (con el accesorio opcional TDX120) puede realizar las siguientes mediciones de transformadores:
    • Medición de aislamiento de CA
    • Tangente delta
    • Capacidad
    • Pruebas Tip-up
    • DFR con rango de frecuencia de 1-505 Hz
  • S1 puede realizar las siguientes mediciones en transformadores
    • Resistencia de aislamiento (IR)

    • Relación de absorción dieléctrica (DAR)

    • Índice de polarización (PI)