Pruebas de factor de disipación en aislamientos de transformadores
Realizamos pruebas y rentas de equipos de factor de disipación o factor de potencia en aislamientos de transformadores.
Definimos aquí las pruebas que se realizan a los transformadores de potencia. Dos índices son los factores básicos para juzgar las condiciones del aislamiento: el índice de absorción y el índice de polarización (cuanto mayores son, mejor es la condición del aislamiento). Estas son las pruebas:
a) Prueba de factor de potencia
Se recomienda para detectar humedad y es el criterio principal para juzgar el aislamiento de los devanados de un transformador.
El factor de potencia es la relación entre las pérdidas (miliwatts) y la carga (milivoltamperes). El valor obtenido depende únicamente de la humedad y de la temperatura del equipo en sus condiciones de operación, no del espesor ni del área del aislamiento. Como la temperatura de la unidad bajo prueba hace variar las lecturas, deben corregirse a una Tº de referencia de 20ºc; por eso esta es una prueba de corriente alterna.
Criterios para considerar un valor aceptable de factor de potencia, siempre referido a 20ºc: desde 0.5 % en un transformador nuevo hasta 2.0 % en un transformador contaminado o con aislamiento degradado. Si el valor supera 2%, se requiere investigar la causa del aislamiento débil (por ejemplo, penetración de agua en el aceite aislante).
b) Prueba de resistencia de aislamiento
Es la resistencia (en Megohms) que ofrece un aislamiento al aplicarle un voltaje de corriente directa durante un tiempo dado. Se mide aplicando una tensión constante durante la prueba. Resulta una pequeña corriente de fuga a través del aislamiento del equipo bajo prueba, que se reduce hasta un valor mínimo constante.
Valores mínimos de resistencia de aislamiento (a 20ºc): para 15.0 KV: 410 MEGOHMS; para 34.5 KV: 930 MEGOHMS; para 230/115 KV: 3100 MEGOHMS.
c) Prueba de relación de transformación
La relación de transformación es la relación de espiras o de tensiones entre los devanados del transformador (primario y secundario). El TTR es el método más usado para esta prueba. El equipo TTR consta básicamente de:
- Un transformador de referencia con relación ajustable de 0 – 130
- Una fuente de excitación de corriente alterna
- Un voltímetro
- Un amperímetro
- Un galvanómetro detector de corriente nula
- Un juego de terminales para su conexión
La prueba detecta cortocircuitos entre espiras, polaridad, secuencia de fases, circuitos abiertos, etc.
d) Prueba de resistencia óhmica a devanados
Se realiza para calcular las pérdidas totales de un transformador e identificar falsos contactos o puntos de resistencia elevada en los devanados. Se puede aplicar a transformadores de potencia, de distribución, de instrumentos, autotransformadores, reguladores de voltaje, etc. El aparato empleado es un óhmetro con rangos desde 10 micro-ohms hasta 1999 ohms.
Los resultados deben ser similares entre las 3 fases de los devanados. Si hay divergencias, hay un falso contacto interno en la fase con mayor valor, que calienta el equipo y a la larga produce un daño que obliga a retirarlo del servicio para repararlo.
e) Prueba de alto potencial o rigidez dieléctrica
Permite conocer las condiciones de servicio del aceite aislante. La rigidez dieléctrica del aceite es la tensión mínima a la cual se produce un arco entre dos electrodos metálicos; indica la capacidad del aceite para soportar esfuerzos eléctricos sin fallar. Si es baja, hay contaminación con agua u otros contaminantes. El aparato para esta prueba consiste en:
- Un transformador
- Un regulador de voltaje (0-60 kV)
- Un interruptor
- Un voltímetro
- Una copa de prueba con dos electrodos planos
El valor mínimo permitido de rigidez dieléctrica para un aceite en operación es de 25 kV. La prueba de resistividad es básica al investigar un transformador con una resistencia de aislamiento anormalmente baja y estancada, cuya causa puede ser una baja resistividad del aceite.