Determinación del tiempo de vida útil remanente de transformadores a través del análisis de compuestos furánicos (parte 1)

Los transformadores son equipos de gran importancia dentro de la red de transmisión de energía eléctrica, algunos de ellos tienen valores elevados y respaldan procesos importantes económicamente para una industria o inclusive para una región o el país. Por esta razón es importante determinar el tiempo de vida útil que pueda tener, con el fin de poder planear con tiempo su cambio y evitar posibles paradas de procesos; ahí la importancia del análisis de contenido de furanos que veremos en este artículo, con relación a los tipos de falla.

Es importante conocer las diferentes partes de estos equipos, con el fin de planear posibles inversiones a futuro.

Partes-Transformador-Electrico-Potencia

Los transformadores están constituidos principalmente por dos sistemas de aislamiento, el sólido y el líquido. El aislamiento líquido es un tipo de aislamiento de fácil tratamiento y mantenimiento para recuperar sus propiedades, e incluso si está muy deteriorado cambiarlo con un costo moderado. Sin embargo, el aislamiento sólido envuelve milímetro a milímetro el cobre, por lo que no es pensable el sustituirlo o tratarlo. La no accesibilidad del aislamiento sólido del transformador hace muy difícil su diagnóstico, por lo que dicho diagnóstico se realiza a través del aceite aislante.

El papel es el aislamiento sólido que utilizan los grandes transformadores de potencia. El papel que se utiliza en los transformadores es conocido como papel Pressboard, un cartón prensado de muy alta calidad fabricado 100% de pulpas de madera seleccionadas mediante el proceso Kraft. El aislamiento a partir de pura celulosa “kraft” proporciona excelentes características de impregnación de aceite, por lo tanto un excelente rendimiento en los campos eléctricos, tiene una buena estabilidad geométrica en aceite, es fácil de moldear, de alta densidad, uniforme, alta rigidez mecánica, buena flexibilidad, alta rigidez dieléctrica (mayor que la del aceite mineral) y es, con mucho, el aislamiento sólido más económico para la refrigeración en aceite de transformadores de potencia. El pressboard se fabrica en dos versiones, papel fino que envuelve los conductores y planchas gruesas de cartón o cilindros gruesos que aíslan unos arrollamientos de otros.

Papel-Aislante-Pressboard

La vida de los transformadores se dice que viene determinada por el deterioro de la resistencia mecánica del aislamiento de papel. Por lo que será muy importante y necesario estimar el grado de deterioro del papel.

Composición del papel aislante

El papel aislante no es más que un material formado por fibras embutidas. Estas fibras pueden ser de origen natural (celulosa, algodón, lino) o de origen sintético (nylon, nomex). La celulosa para la producción de papel aislante se obtiene de la madera, ésta contiene aproximadamente entre el 50% y 56% de celulosa alpha (1200 unidades de glucosa en una cadena), entre el 15% y el 25% de hemicelulosa (por debajo de las 200 cadenas de glucosa en una cadena) y entre 27% y 29 % de lignina, un “cemento” químico que une entre sí las fibras. Tanto la hemicelulosa como la lignina son sustancias amorfas [4]. En el proceso de fabricación de celulosa, la hemicelulosa y lignina son parcialmente eliminados. La composición típica de kraft sin blanquear es en torno a 75%-85% de celulosa, 10%-20% de hemicelulosa, 2%-6% de lignina y menos del 0,5% de compuestos inorgánicos. La celulosa es un polímero de condensación lineal que consiste en anhidroglucosas unidas entre sí por enlaces glucosídicos.

Composicion-Papel-Aislante-Estructura-Celulosa

Ver parte 2 del artículo

Químico Herney Londoño Diaz
Jefe Laboratorio
Transequipos S.A.

2 comentarios en “Determinación del tiempo de vida útil remanente de transformadores a través del análisis de compuestos furánicos (parte 1)

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