La humedad y expectativa de vida de transformadores eléctricos

Es sabido que la vida útil de los transformadores inmersos en aceite está en la estructura aislante sólida, en papel. Y esta se ve afectada principalmente por la presencia de oxígeno, humedad y productos de degradación en los aislantes tanto líquidos como sólidos.

Por lo anterior se precisa hacer especial énfasis en conceptos como contenido de humedad (PPM´s) y temperatura del aceite. La relación que existe entre ellas nos permitirá conocer el porcentaje de humedad en el papel del transformador, de esta forma poder concretar las mejores actividades que permitan prolongar la vida útil del mismo. Un solo valor de las anteriores variables es insuficiente para generar un diagnóstico preciso.

Contenido de humedad (PPM´s y % de humedad)

La celulosa es el material normalmente usado en la estructura aislante en los transformadores y es mucho más higroscópica que el aceite, por esta razón más del 98% de la humedad del transformador se aloja en ella, y el restante 2% de la humedad se encontrara en el aceite.

El contenido de humedad se expresa en % del peso con respecto a la aislación solida (Papel), mientras que la humedad el aceite se expresa en partes por millón (ppm).

Normalmente para determinar el porcentaje de humedad en el papel se utilizan tablas de correlación, para ello se hace necesaria una muestra de aceite y por medio de un análisis fisicoquímico nos mostrara el contenido de humedad en PPM´s y de acuerdo a la temperatura de la muestra ubicamos el valor en la siguiente tabla:

Curvas de Correlación humedad en el aceite y en el papel. (PPM vs. % agua en peso de papel seco).

El contenido de agua en papel cuando el transformador es recién fabricado su valor típicamente es menor que 0.5 %. Este valor se incrementa no solo debido al ingreso de humedad desde la atmósfera sino también al deterioro térmico de la misma. Diferentes normativas coinciden en catalogar a un transformador en condición de humedad cuando el porcentaje de humedad en el papel es superior al 2%. Por lo que conviene mantenerlo por debajo de este valor, cuando este valor es considerable alto la expectativa de vida se ve directamente afectada, este es un hecho potencialmente destructivo y  se debe tener en cuenta cuando se decide sobrecargar un transformador.

Humedad según normas – Expectativa de vida y su dependencia con temperatura y humedad.

La humedad de esta forma se convierte en una de las principales preocupaciones no solo por el impacto que tiene en la vida útil del activo sino también por las afectaciones que tienen con respecto al voltaje de ruptura del transformador ya que este decrece considerablemente, dejando el activo expuesto a fallas ya que no tiene la misma capacidad de soportar estas variaciones.

Voltaje de Ruptura para diferentes gradientes de temperatura

Por lo tanto, las acciones para mantener una buena expectativa de vida del activo, o prologarla deben estar estrechamente relacionadas a los siguientes puntos:

  • Impedir o minimizar el ingreso de humedad del ambiente al transformador: En este caso se recomienda el uso de filtros de silica, garantizando que esta no se encuentre saturada y programar su cambio antes de que esta situación se presente, también se recomienda el uso de filtros de silica autorregenerables.
  • Reducir el contenido de humedad en el aceite y papel aislante: Existen varias metodologías de secado orientadas a las diferentes situaciones que se pueden presentar en sitio teniendo en cuenta la duración del proceso, si en online o si el equipo debe ser desenergizado, costos operativos, traslados de maquinaria, disturbios en gases disueltos (DGA), efectividad del secado entre otros, se recomienda realizar un diagnóstico particular a cada transformador ya que existen múltiples variables en cada equipo que indicaran cual es el método mas apropiado
  • Realizar Secado permanente online: Existen soluciones en el mercado de secado permanente que hace que la condición de humedad en el transformador se mantenga en valores óptimos de forma controlada, son procesos lentos poco invasivos y telegestionados.

Si desea conocer el estado en el que se encuentran sus transformadores inmersos en aceite, es conveniente que cuente con la asesoría y acompañamiento de expertos en las diferentes actividades, desde el análisis, diagnóstico y solución a esta problemática tan importante en sus equipos. ¡Cuente con nosotros!

Sitio Web Transequipos

Ing. William Alonso Pachón
Líder de Soluciones
Transequipos S.A.

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