Análisis de la Condición en Aisladores de Potencia

Los transformadores son parte esencial de la infraestructura de generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica, donde los bushings son componentes claves de un transformador de potencia permitiendo transferir energía de un medio a otro. Los bushings pueden clasificarse según el tipo de aislamiento interno como sigue:

Bushings capacitivos
Aislador Capacitivo By: Study Electrical
  • RBP (resin bonded paper): Control del campo eléctrico con láminas de aluminio y cuerpo capacitivo formado por un tejido sintético impregnado en resina.
  • RIP (resin impregnated paper): Control de campo eléctrico con láminas de aluminio y cuerpo capacitivo formado por papel crepe impregnado en resina.
  • OIP (oil impregnated paper): Control de campo eléctrico con pintura conductiva o láminas en aluminio y cuerpo capacitivo formado por papel impregnado en aceite.
Bushings no capacitivos
Aislador no capacitivo By: Study Electrical
  • Núcleo solido o capas alternas de aislamiento sólido y líquido.
  • Material aislante solido homogéneo (porcelana solida)
  • Llenos en Gas inerte.

Los costos de los bushings de un transformador de potencia representan solo una fracción (típicamente entre el 4 y 9%) del coste total instalado del equipo. Sin embargo el fallo de uno de éstos bushings puede resultar catastrófico y dar lugar a la pérdida total del activo con grandes pérdidas económicas.

Falla en bushings By: inmr

En un estudio de accidentes en transformadores de potencia entre 2000 y 2014 realizado en México, se ha demostrado que los bushings son a menudo el eslabón débil de la cadena y también la segunda causa principal de tales fallas.

Los datos históricos muestran que el 27.7% de todas las fallas en transformadores de potencia se debieron directamente con problemas en los bushings.  (Estudio: Experience in mexico evaluating HV bushings retired from service; realizado por: INMR 24 Years).

Para evitar fallos, es por lo tanto importante que los bushings sean sometidos a pruebas e inspecciones periódicamente para detectar tempranamente el daño del aislamiento debido al envejecimiento u otros problemas. Las pruebas estándar para la verificación de la condición de los bushings se describen como sigue:

Factor de potencia a frecuencia de línea y capacitancia:

Es una de las pruebas más utilizadas con el objetivo de detectar humedad que pudo haber entrado a través de empaques con fugas u otras aberturas. También se detecta cambios en la capacitancia para así verificar cortocircuitos entre las capas o entre el derivador y tierra.

Tapa del derivador
Factor de potencia a frecuencia variable:

Esta prueba es una colección de mediciones de factor de potencia realizadas en un subconjunto de frecuencias estandarizadas. Contaminantes existentes en el aislamiento líquido y en los conductores se ven fácilmente a frecuencias bajas por debajo de 15 Hz, mientras que los problemas tales como un terminal suelto en la parte superior pueden detectarse en las frecuencias más altas (500 Hz). Un estudio realizado por la compañía Omicron revela los cambios existentes entre 6 bushings a diferentes frecuencias, verificando el comportamiento distinto en su factor de potencia, aunque ningún aislador presenta peligro de rotura dieléctrica se aprecian claras diferencias muy superiores a las que habría a 60 Hz; a bajas frecuencias es muy evidente los cambios así que se recomienda la medición en este intervalo.

Gráfica comparativa de 6 bushings By: Omicron
Termografía infrarroja:

En el análisis de la condición de aisladores de potencia, la termografía juega un papel importante ya que con éste análisis se pueden verificar deficiencias térmicas. En transformadores de alta tensión al comparar el juego de bushings en un mismo termograma se puede verificar si existe alguna diferencia de temperatura entre los mismos, en caso de existir tal diferencia puede ser evidente una falla en el conjunto Conductor-Terminal-Bushing.

Termografía bushings de potencia

Estas son algunas de las pruebas utilizadas para la determinación de la condición de los bushings, pero en el mercado se ofrece otras complementarias como:

  • Hot-Collar
  • Cromatografía de gases disueltos en el aceite
  • Análisis de contenido de PCB´s
  • Factor de potencia Tip-Up
  • Respuesta en frecuencia dieléctrica (DFR)
  • Entre otras

La decisión de los ensayos a realizar en los bushings de potencia radica en que tan completa y fiable se requiera el análisis de la condición del mismo. El ensayo que nos verifica la calidad del aislamiento como primera instancia es el de factor de potencia a frecuencias variables, así que se recomienda realizarla periódicamente como lo especifica el fabricante del aislador.

 

Freddy Daniel Cabra
Profesional en Formación
Transequipos S.A.

Un comentario en “Análisis de la Condición en Aisladores de Potencia

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