8/17/2019 Pruebas de Rigidez Dieléctrica

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Pruebas de

RigidezDieléctrica

Subestaciones Eléctricas

González Rivas José

 Antonio

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Introducción

Como parte de un programa integral proactivo

de mantenimiento eléctrico en transformadores,

se requiere necesariamente incluir un análisisperidico del aceite aislante!, antes de que el

aceite colapse " ocasione da#os severos en el

transformador!

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Objetivo

Conocer la importancia de la rigidez dieléctrica

para verificar la capacidad que pueden soportar

los esfuerzos dieléctricos sin fallar!

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¿Qué es la Rigidez Dieléctrica?

$a rigidez dieléctrica o rigidez electrostática es el

valor l%mite de la intensidad del campo eléctrico en

el cual un material pierde su propiedad aisladora "

pasa a ser conductor!&ambién podemos definirla como la má'ima

tensin que puede soportar un aislante sin

perforarse! A esta tensin se la denomina tensin

de rotura de un dieléctrico

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Rigidez Dieléctrica

$as pruebas de rigidez dieléctrica se (acen

durante la fase de puesta en servicio del

transformador, en los periodos demantenimiento o cuando se presentan fallas!

)e los resultados de estas pruebas se obtienen

resultados para realizar acciones, "a sea paramantenimiento o para reparaciones!

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El valor de la rigidez esta representado por el

volta*e al que se presenta la ruptura dieléctrica

del aceite entre los electrodos de prueba, ba*ociertas condiciones predeterminadas!

+ara la realizacin de la prueba se usa una

maquina que contiene un trasformador elevador,un vltmetro de medida, el equipo de

interrupcin " los electrodos dentro de la copa

estándar!

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Equipo " diagrama de los principales componentes

de un probador de rigidez dieléctrica

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¿Por qué que se realizan

pruebas?El aceite dieléctrico realiza

dos grandes funciones- sirve

como elemento aislante para

poder soportar los altosvolta*es que se generan

internamente dentro del

transformador! Además de

servir de elemento trasmisorde calor para poder disipar el

calor generado por los

bobinados " n.cleo del

transformador!

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El aceite debe mantener e'celentes propiedades eléctricas

para poder soportar la degradacin térmica " la o'idacin!

$as razones para realizar pruebas peridicas al aceite

dieléctrico son las siguientes-

$as pruebas indicaran las condiciones internas del

transformador, muestra si tiene lodo "a que si penetra "ocasiona da#os en los bobinados " las superficies

interiores del transformador!

/asado en le (ec(o de que el aceite se degrada de una

manera predecible, las pruebas peridicas a"udarán deuna manera bastante segura para poder anticipar

cualquier condicin negativa del aceite dieléctrico, esto

permite realizar comparaciones entre tasas de decremento

normales " anormales!

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Tipos dePruebas

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Pruebas de Rigidez Dieléctrica

n!lisis de la rigidez

dieléctrica" #étodos

$or%alizados &T# D'()(*

+ D'),,"

El volta*e asociado con larigidez dieléctrica, es una

medida importante de los

esfuerzos dieléctricos que el

aceite dieléctrico podrá soportar

sin que llegue a fallar! Ademásde indicar la presencia de

contaminantes particularmente

la (umedad " demás elementos

slidos " semislidos!

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n!lisis de la Tensión inter-acial" #étodo

nor%alizado &T# D'.,("

$a tensin interfacial entre le aceite aislante " el agua,es una medida de la fuerza de atraccin molecular

entre las moléculas " se e'presa en dinas por cm! $a

prueba proporciona un medio de detectar

contaminantes polares solubles " productos de

deterioro!

n!lisis del color en el ceite #étodo

$or%alizado &T# D (/00

El significado primario del color es la de observar unatasa de cambio a lo largo del tiempo en un

transformador! 0bscurecimientos del aceite en un

per%odo de tiempo, indica tanto la contaminacin como

el deterioro del aceite!

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n!lisis de la gravedad espec1-ica" #étodos

$or%alizados &T# D'(2.)"

$a gravedad especifica de un aceite aislante, es larelacin de los pesos a igual volumen de aceite "

agua a 12 34! $a gravedad especifica es pertinente

para confirmar las caracter%sticas del aceite usado

versus el nuevo!

n!lisis de la viscosidad" #étodos

$or%alizados &T# D')3"

$a viscosidad del aceite aislante, es la resistencia aun flu*o continuo sin turbulencias, inercia " otras

fuerzas! Se mide usualmente mediante la medicin

del tiempo del flu*o de una dad cantidad de aceite

ba*o condiciones controladas!

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4actor de Potencia del 5iquido 64actor de Disipación7

#étodo $or%alizado &T# D .28

E5 factor de potencia del l%quido es una prueba e'celente paramonitorear el aceite del transformador en servicio! Esta prueba

es .til para evaluar el aceite nuevo ofrecido por un proveedor "

para evaluar el aceite nuevo instalado en el equipo! 6ientras

que el aceite está en servicio, e'isten ciertas condiciones que

degradan el aceite, lo cual se evidencia en modificaciones en

los resultados del factor de potencia del l%quido!

n!lisis del contenido de 9u%edad en el ceite #étodo

$or%alizado &T# D (/33

Este método de prueba determina el contenido de (umedad del

aceite aislante mediante un titulador coulométrico automático

7arl 4isc(er! Se in"ecta una muestra de aceite en el

dispositivo, el cual a#ade reactivos de forma automática (asta

alcanzar el punto final!

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n!lisis del contenido de P:; 6s

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$os beneficios que un análisis de gases 8)GA

 Anal"sis9 puede proporcionar, son los siguientes-

;! Advertencia temprana de las fallas en desarrollo!

transformadores!

=! >erificacin del a condicin de unidades nuevas,reparadas " en uso!

?! +rogramacin adecuada de reparaciones!

:! 6onitoreo de unidades sometidas a sobrecarga!

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@ases presentes en las -allas

$as causas que originan las fallas, pueden ser

divididas en = categor%as- corona o descargasparciales, pirlisis o calentamiento térmico " arcos

eléctricos!

Esas = categor%as difieren principalmente en la

intensidad de energ%a que liberan en por unidad detiempo " por unidad del volumen de la falla !$a

intensidad de la energ%a va de menor a ma"or

partiendo con la corona " siendo mas alto en el

arqueo!

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$ista de los gases dentro del transformador son los siguientes =

grupos-

;! @idrgeno e (idrocarbonos

6etano C@?

Etano C )i'ido de Carbono C0<

=! Gases no ocasionando fallas

itrgeno <

0'igeno 0<

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$os gases " sus cantidades presentes, son una funcin de la

naturaleza de los materiales aislantes involucrados en la falla "

por supuesto también dependen de la falla en sui misma!

;! Corona o descargas parciales

a! Aceite @<

b! Celulosa @< , C0 , C0<

a! Aceite

/a*a temperatura C@? , C

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E'isten < grandes opciones para realizar un

preciso análisis de gases- Cromatograf%a de gases

" la espectrometr%a foto ac.stica!

:ro%atogra-1a de gases"B$a cromatograf%a de

gases es una técnica cromatográfica en la que la

muestra se volatiliza " se in"ecta en la cabezade una columna cromatográfica! $a elucin se

produce por el flu*o de una fase mvil de gas

inerte! El gas portador cumple básicamente dos

propsitos- &ransportar los componentes de lamuestra, " crear una matriz adecuada para el

detector!

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>spectroscopia In-rarroja 4otoacAstica!

Representa una nueva generacin de equipos de

prueba para análisis de gases disueltos en elaceite! Estos equipos utilizan la tecnolog%a

avanzada espectroscopia infrarro*a 4otoac.stica "

son capaces de detectar gases claves " la

(umedad directo en el campo en una operacinque no dura más de

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Procedi%iento de la prueba

$a prueba se efect.a en un aparato

que consiste en un transformador

de potencial, un regulador de

tensin, un vltmetro indicador, un

interruptor " la copa estándarpatrn de la prueba!

Esta copa patrn, consiste en un

recipiente de baDelita o de vidrio

refractario, dentro de la cual, se

alo*an dos electrodos en forma dediscos de perfectamente paralelas!

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$a prueba se lleva a cabo llenando la copa con aceite (asta

que los discos o electrodos queden cubiertos completamente!

+osteriormente, se cierra el interruptor del aparato, el cual

previamente se (abrá conectado a una fuente de ;

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:riterios de ceptación

Cuando un aceite rompe a menos

de , se procede a su

acondicionamiento por medio de

un filtro prensa " una bomba

centr%fuga para aceite, o unaunidad regeneradora de aceite al

vac%o!

 Al filtrar un aceite, éste debe subir

su valor de rigidez dieléctrica a un

nivel de m%nimo para

transformadores de distribucin

que "a (an estado en uso!

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:onclusión

$a seguridad eléctrica, continuidad del servicio,

disminucin de costos de mantenimiento, es

absolutamente indispensable monitorear

frecuentemente la condicin del aislantedieléctrico, para tomar acciones preventivas "

algunas posibles correctivas a que (alla lugar

antes de que le aceite alcance un grado de

deterioro más allá del punto donde la falla es

inevitable!