¿Cómo identificar contaminantes en el aceite del transformador?

El aceite para transformadores juega un papel crucial en el funcionamiento eficiente y la longevidad de los transformadores eléctricos, que son componentes esenciales de los sistemas de distribución de energía en todo el mundo. Garantizar la pureza y la integridad del aceite para transformadores es fundamental para mantener la salud y el rendimiento generales de estos activos vitales. Un aspecto de preservar la calidad del aceite de transformador es la identificación y mitigación de contaminantes que pueden comprometer su efectividad. Aquí se presentan varios métodos y técnicas utilizados para identificar contaminantes comunes en el aceite de transformador.

Contaminantes comunes que se encuentran en el aceite de transformador

Antes de realizar la prueba, es esencial conocer qué materiales causarán contaminación al aceite del transformador .

1.Agua

La contaminación del agua es uno de los problemas más frecuentes y perjudiciales que enfrentan los transformadores.

Hay varias fuentes a través de las cuales el agua puede ingresar al aceite del transformador, como la humedad atmosférica, fugas en los sistemas de enfriamiento, empaquetaduras o sellos defectuosos y manejo inadecuado durante el mantenimiento. Además, también se puede formar humedad debido a la oxidación del aceite o como producto. subproducto de reacciones químicas dentro del transformador.

Posteriormente, el agua en el aceite de transformador provoca numerosos problemas.

En primer lugar, perjudica la rigidez dieléctrica del material aislante que rodea a los conductores y devanados. A medida que las moléculas de agua se acumulan dentro de estos materiales aislantes, crean vías microscópicas por las que fluye la corriente eléctrica. Esta corriente de fuga puede provocar un calentamiento localizado y, en última instancia, provocar una rotura del aislamiento.

Además, la contaminación del agua aumenta el proceso de envejecimiento del aislamiento del papel de celulosa utilizado en los transformadores. La humedad acelera la tasa de degradación del papel de celulosa, reduciendo su resistencia mecánica y comprometiendo su capacidad para soportar tensiones eléctricas con el tiempo. Este deterioro puede comprometer el rendimiento general y la longevidad del transformador.

2.Material particulado

Las partículas se refieren a diversos contaminantes sólidos que se pueden encontrar suspendidos o asentados dentro del aceite del transformador.

Estos contaminantes incluyen partículas de polvo del medio ambiente (como suciedad o polen), desechos resultantes del envejecimiento de componentes o roturas del aislamiento (como fibras de celulosa), partículas metálicas derivadas del desgaste de piezas móviles o eventos de arco interno (por ejemplo, virutas de cobre), y incluso objetos extraños introducidos inadvertidamente durante las actividades de mantenimiento. La presencia de partículas plantea un riesgo significativo para el rendimiento y la eficiencia de los transformadores debido a su naturaleza abrasiva y su potencial de causar cortocircuitos o puntos calientes dentro de las superficies de los devanados.

Los diferentes tipos de partículas contaminantes tienen distintos efectos en los componentes de un transformador. Por ejemplo, las partículas de polvo ejercen abrasión en las superficies aislantes con el tiempo; esta abrasión no solo degrada el aislamiento sino que también aumenta la fricción dentro de las piezas móviles, como los casquillos, lo que provoca un desgaste excesivo. puentes conductores entre conductores que causan sobrecalentamiento localizado durante el funcionamiento normal o incluso provocan fallos de arco en determinadas condiciones. Es fundamental identificar dichos contaminantes con prontitud para poder tomar las medidas adecuadas antes de que se produzcan daños importantes. ocurre.

3. Gases

El aceite de transformador a menudo contiene varios gases disueltos. Los ejemplos comunes incluyen oxígeno (O2), nitrógeno (N2) e hidrógeno (H2). Estos gases pueden ingresar al sistema a través de la exposición durante los procesos de fabricación, el arrastre de aire durante las operaciones de llenado o mediante reacciones de descomposición. La contaminación por gas que se produce dentro del propio equipo tiene consecuencias adversas en el rendimiento de un transformador, principalmente debido a su impacto en las propiedades de aislamiento, particularmente en la rigidez dieléctrica, que es vital para un funcionamiento eficiente y sin averías.

Técnicas convencionales para identificar contaminantes en aceite de transformador

1. Inspección visual

Color y claridad: Inspeccione el aceite para detectar cualquier decoloración o turbidez. El aceite limpio del transformador suele ser transparente y el aceite oscuro o turbio puede indicar contaminación.

Sedimentos y partículas: busque partículas o sedimentos visibles en el fondo de la muestra de aceite, que puedan indicar contaminantes sólidos.

2. Análisis de gases disueltos (DGA)

Este método implica analizar los gases disueltos en el aceite del transformador, como hidrógeno, metano, etano y acetileno. La presencia de ciertos gases puede indicar tipos específicos de fallas o contaminación, como sobrecalentamiento o formación de arcos.

3. Análisis del contenido de agua

Dos métodos principales utilizados para medir el contenido de agua en el aceite de transformador son la valoración Karl Fischer y los sensores de humedad.

La valoración Karl Fischer es una técnica de laboratorio precisa que implica valorar el agua con reactivos especializados para determinar su concentración en partes por millón (ppm). Por otro lado, los sensores de humedad brindan monitoreo en tiempo real midiendo los cambios en la conductividad eléctrica causados ​​por la presencia de agua.

Técnicas avanzadas para identificar contaminantes  en aceite de transformador

La cromatografía es una poderosa técnica analítica ampliamente utilizada en la identificación de contaminantes específicos en el aceite de transformadores. Al separar y analizar los componentes presentes en una muestra en función de sus propiedades moleculares, la cromatografía permite la detección precisa de contaminantes como furanos o bifenilos policlorados (PCB). ). La cromatografía de gases (GC) y la cromatografía líquida (LC) son métodos comúnmente empleados en el análisis de aceite de transformadores.

1. Cromatografía de gases (GC)

La GC es particularmente eficaz para identificar compuestos volátiles como los furanos, que son indicativos de degradación térmica en el aislamiento de los transformadores. Un cromatógrafo de gases separa mezclas complejas en componentes individuales, que luego son detectados por un espectrómetro de masas para proporcionar datos cualitativos y cuantitativos sobre la presencia de furánicos. compuestos Esta información es crucial para evaluar el grado de envejecimiento del aislamiento y predecir riesgos potenciales de falla.

2. Cromatografía líquida (LC)

Por otro lado, la LC es fundamental para detectar contaminantes no volátiles, como los PCB, que pueden haberse filtrado en el aceite del transformador desde equipos más antiguos.

La cromatografía líquida separa a los analistas según su afinidad por una fase estacionaria y una fase móvil, lo que permite una identificación y cuantificación precisas de los congéneres de PCB presentes en la muestra de aceite. Este análisis detallado ayuda a determinar la fuente de contaminación y a implementar estrategias de remediación para mitigar riesgos adicionales.

Conclusión

Identificar contaminantes en el aceite de transformador es esencial para garantizar el funcionamiento confiable de los transformadores  y prevenir fallas. Al emplear una combinación de inspecciones visuales, análisis de gases disueltos (DGA), análisis del contenido de agua y técnicas cromatográficas, los operadores e ingenieros pueden evaluar de manera efectiva la calidad de los mismos. aceite del transformador y tomar las medidas necesarias para mitigar los riesgos de contaminación. Si se detecta contaminación significativa, puede ser necesario filtrar, purificar o reemplazar el aceite del transformador para restaurar el rendimiento óptimo. resultados precisos de pruebas y análisis.