¿Conoces los análisis de gases para la prevención oportuna de fallas en los Transformadores?


Marzo 2020, por Josué Rodríguez Díaz/José Eulalio Contreras de León/ Elisa Zambrano


Similar a los análisis de sangre, los cuales son utilizados para detectar problemas en la salud, el análisis de gases disueltos en el aceite puede ser útil para detectar de manera anticipada fallas en el transformador.

La degradación de los materiales aislantes utilizados en los transformadores provoca que se liberen gases combustibles dentro de la unidad. Por lo tanto, antes de que un aparato presente un problema que lo haga salir de operación, los niveles de gases disueltos en el aceite pueden ayudar al usuario a detectar fallas potenciales de manera anticipada.

Para realizar la prueba de gases disueltos (DGA, por sus siglas en inglés) se requiere tomar una muestra de aceite como parte de su mantenimiento de rutina, siguiendo los métodos establecidos para no alterar los resultados.

Posteriormente, se extraen los gases del aceite y se realiza una cromatografía de gases, donde se detecta el volumen de cada uno en partes por millón (ppm). Con esto se puede entender qué está pasando internamente en el aparato sin la necesidad de tener que desenergizarlo y abrirlo, ya que la distribución de gases encontrados en el aceite es indicativa del tipo de falla eléctrica que se puede presentar.

Los 9 principales gases que se encuentran son: • Gases Atmosféricos: Nitrógeno y Oxígeno • Óxidos de Carbono: Monóxido y Dióxido de carbono • Hidrocarburos: Acetileno, Etileno, Metano, Etano • Otros: Hidrógeno

La concentración de un gas está relacionada a la temperatura alcanzada, así como el volumen de aceite a dicha temperatura. Por lo que el nivel de concentración del gas sí está ligado a la severidad de la falla.

Las siguientes fallas se pueden detectar en los transformadores con aceite mineral: • Los aislamientos de celulosa deteriorados por el sobrecalentamiento generan altos niveles de dióxido y monóxido de carbono. • El sobrecalentamiento del aceite resulta en la producción de gases hidrocarburos. • Las descargas parciales se pueden detectar con niveles altos de hidrógeno. • El arco eléctrico entre partes energizadas se puede detectar con la presencia de acetileno. • Los problemas de hermeticidad en el tanque se pueden evidenciar con la presencia de nitrógeno y oxígeno.

Los aceites minerales para transformadores son compuestos formados por grupos químicos con enlaces carbono-carbono y/o carbono hidrógeno en donde la ruptura de algunos de estos enlaces es el primer indicador disponible de un probable mal funcionamiento del equipo que pudiera conducir a una falla si no se detectan y corrigen a tiempo. Los aceites minerales son sin duda los fluidos más utilizados en la industria eléctrica por su costo, disponibilidad y propiedades que ofrece. A diferencia de estos aceites, los ésteres naturales y sintéticos han sido algunas de las alternativas para sustituir este tipo de aceites como solución amigable con el ambiente, que si bien contienen en su estructura química carbono, hidrógeno y oxígeno, tienen un acomodo molecular diverso de manera que se obtienen características diferentes y desempeños similares, por lo que la generación de gases también se ve afectada.

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