Profesor: Sampayo Arteaga Galdino. Prueba de resistencia óhmica a devanados. La medición de resistencia de devanados es una prueba común en transformadores de potencia. Sirve para verificar que no existen problemas de conexión y/o daño en los devanados. Esta prueba es también conocida como resistencia óhmica de devanados y se realiza de conformidad con el estándar de pruebas IEEE C57 e IEEE C62. La prueba se realiza en CD.1 Devanado abierto. Pruebas de aislamiento. El aislamiento en la mayoría de los transformadores de potencia se compone tanto de aceite como de la celulosa (papel/cartón prensado). El aislamiento sólido se divide en estructuras de aislamiento principales y secundarias. El sistema de aislamiento principal incluye barreras, separadores y pinzas, mientras que el secundario consiste en el aislamiento de los bobinados. El aislamiento celulósico para cumple tres transformadores funciones. En primer lugar, sirve de elemento carga dieléctrico, eléctrica cuando el energizado y Se realiza para detectar: transformador Contactos flojos o deteriorados. aislando Cambiador de derivaciones en transformador a diferentes bobinados. mal estado. También Espiras en corto del devanado. mecánica al sostener los bobinados, y los está almacenando componentes cumple una del función contribuye a mejorar el estado térmico 1https://kotkoff.com/servicios/prueba-de- resistencia-ohmica/ del transformador al crear conductos impresión general de la eficacia del de refrigeración para el aceite. aislamiento eléctrico. El aceite debe proporcionar suficiente rigidez dieléctrica y suficiente enfriamiento, preservar el conjunto de núcleo y bobina llenando vacíos en los materiales aislantes, y minimizar el contacto del oxígeno con la celulosa y La capacidad refleja la cantidad de carga eléctrica que está siendo efectivamente almacenada por el aislamiento y se ve afectada por los cambios en los atributos físicos del sistema de aislamiento sometido a prueba. otros materiales que presentan riesgo Factor de disipación/factor de potencia de oxidación. a frecuencia variable (VFPF). La El aislamiento funciona mejor cuando está limpio, seco, relativamente libre de vacíos y se utiliza dentro de un determinado rango de temperatura. Las siguientes pruebas de campo eléctrico proporcionan información acerca de la integridad del aislamiento del transformador. Diagnóstico de aislamiento Tangente delta/factor prueba de factor de potencia a frecuencia variable proporciona el contexto para una medición del factor de potencia/factor de disipación a frecuencia de línea para una obtener una evaluación mejor informada del sistema de aislamiento. Específicamente, al medir el factor de potencia/factor de disipación frecuencias adicionales, a el de comprobador confirma que un factor disipación/capacidad (a frecuencia de de potencia/factor de disipación a línea). de frecuencia de línea aparentemente idea bueno es realmente bueno (lo que a La disipación prueba de proporciona factor una general de cómo de limpio, seco y relativamente libre de vacíos está el sistema de aislamiento, confirmando que las características eléctricas del sistema no han empeorado con el tiempo y las tensiones de funcionamiento y, por tanto, una veces podría no ocurrir), detecta espectroscopia en el dominio de la problemas antes de lo que lo haría en frecuencia o FDS) es el preferido una debido a su robustez frente al ruido. prueba de factor de potencia/factor de disipación a 50/60 Hz, y mucho más. Corriente de excitación. La prueba de corriente de excitación proporciona Tip-up de tangente delta/factor de información potencia/factor de disipación. Sirve integridad para algún espiras del bobinado y de trazas problema asociado a la tensión en el conductivas en el aislamiento del dieléctrico de un transformador. Una transformador (por ejemplo, trazas indicación positiva podría sugerir la conductivas en algún punto a lo largo presencia de un problema localizado, del circuito de espira a tierra del como trazas conductivas (siempre que bobinado o entre fases). determinar si existe el sistema de aislamiento sometido a prueba no sea prohibitivamente grande, lo que merma la sensibilidad de la prueba) o actividad de tipo Respuesta de frecuencia dieléctrica (DFR/FDS). Las mediciones de la dieléctrica proporcionan una evaluación de la conductividad de humedad y aceite de los transformadores. Se trata de una prueba aceptada internacionalmente, cuyo uso está aumentando. De los dos principales métodos de respuesta dieléctrica, un método CA llamado frecuencia de respuesta dieléctrica (DFR, del respecto aislamiento a la entre Descarga parcial (PD). Resistencia de aislamiento de CC. Prueba de ruptura dieléctrica en aceite. descarga parcial. respuesta con también llamada Como líquido aislante, la propiedad más importante del aceite es su alta rigidez dieléctrica. La tensión de ruptura dieléctrica del aceite es una medición importante del esfuerzo eléctrico que un aceite aislante puede soportar sin fallar. Esta prueba verifica que la tensión de ruptura dieléctrica del aceite en el depósito principal está En algunos casos, es el propio por encima de un umbral mínimo. fabricante del equipo el que especifica Puede hacerse en laboratorio o en los límites de aceptación. Cuando no campo. se cuenta con esa información, debe recurrirse a la experiencia obtenida en DGA TRAX (con el accesorio opcional TDX120) puede realizar las siguientes mediciones de transformadores: mediciones realizadas en equipos similares. Prueba de puntos calientes Medición de aislamiento de CA Tangente delta Capacidad Pruebas Tip-up DFR con rango de frecuencia (termovisión). La termografía es una técnica que permite determinar temperaturas a de 1-505 Hz distancia y sin necesidad de contacto físico con el objeto o el equipo a analizar, permite captar la radiación infrarroja del espectro Prueba de ducter. electromagnético, utilizando cámaras la prueba de resistencia de contactos térmicas o de termovisión. tiene como oportunamente objetivo los sobrecalentamiento detectar problemas originados de por falsos contactos. Con el fin de detectar anomalías que muy a menudo no se pueden percibir a simple inspección vista, a se las realiza una instalaciones Las conexiones de prueba y los eléctricas. Durante esta inspección se valores máximos aceptables de la capturan resistencia térmicas con el objetivo de detectar de contactos varían imágenes digitales por y dependiendo del tipo y marca de los sobrecalentamiento tornillería equipos bajo prueba. floja, superficies de contacto sucias o no uniformes, soldaduras agrietadas y desbalanceo de fases entre otras causas. Termografía en tableros eléctricos. Por Con su cámara termográfica el técnico cualitativas y por otro las inspecciones de cuantitativas. mantenimiento va a poder examinar cada uno de los elementos que componen el sistema de distribución eléctrica en busca de un lado las inspecciones Las causas del sobrecalentamiento pueden ser debidas a: patrones de calentamiento, lo cual le 1. Conexiones flojas o deterioradas va a permitir detectar y resolver un por falta de torque adecuado debido a posible problema antes de que exista oxidación, lugar a un fallo o interrupción en la eléctricos. línea. o arcos 2. Sobrecargas en conductores por En este sentido podremos hablar de dos sulfatación tipos de inspecciones bien diferenciadas: cargas excesivas para el calibre. 3. Circuitos cercanamente abiertos que desarrollan resistencia. Prueba De Rigidez Dieléctrica (Aceite) El aceite para transformadores es clave en el proceso de refrigeración de un transformador. El estrés eléctrico o térmico, o la contaminación química, pueden provocar fallos y reducir la vida útil de los componentes. líquidos, el cual está integrado por un regulador Para realizar la prueba se utiliza un de tensión, un transformador elevador, un divisor de tensión, un voltímetro y una copa de prueba. El regulador de tensión sirve para incrementar el voltaje de manera gradual y automática. probador de rigidez dieléctrica de El transformador para aislante, pero en este caso tiene la obtener el voltaje de alta tensión función adicional de ayudar a extinguir necesario el arco durante la apertura de sus para se utiliza provocar el arco eléctrico en el aceite. Su salida debe ser de 0 a 60 kV y la velocidad con la que se debe incrementar el voltaje depende de la Norma. contactos Prueba TTR La prueba de relación de transformación tiene como objetivo La copa de pruebas se usa para verificar la polaridad y la relación de contener el aceite que será probado. transformación de los devanados, Tiene integrados un par de electrodos para a los cuales se le aplica el voltaje de cortocircuitos entre espiras ni errores alta tensión. en las conexiones de boquillas y El arco eléctrico se produce asegurar que no existe cambiadores de derivaciones. precisamente en el espacio que queda entre los electrodos. El aceite aislante que se utiliza en los Interruptores y transformadores cumple varias funciones: Transformadores Para el caso de los transformadores, el aceite forma parte del sistema aislante y además actúa como refrigerante para disipar hacia el También se pueden detectar falsos exterior el calor generado por las contactos bobinas y el núcleo. Respecto a la polaridad, permite y circuitos abiertos. verificar el diagrama de conexión de Interruptores Para el caso de los interruptores, el aceite también forma parte del sistema los transformadores o determinarlos cuando la placa se ha extraviado. Las pruebas se realizan con un subestaciones. El fallo de un único probador de equipo de la subestación puede conocido causar un colapso de la red completa, de relación también transformación, como TTR (Transformer Test Ratio). Este equipo está integrado por un transformador patrón con un gran número de derivaciones, lo cual permite obtener una relación de transformación variable. Para modificar la costando mucho tiempo y dinero, de modo que los mantenimiento deben limitar programas de el de subestaciones riesgo de interrupciones inesperadas mediante la identificación y prevención de los problemas potenciales. relación de transformación del patrón, se utilizan los selectores. En la actualidad, los TTR se dividen en dos grupos: monofásicos y trifásicos. Algunos fabricantes ofrecen TTR El mantenimiento de subestaciones monofásicos que son capaces de incluye pruebas eléctricas periódicas medir por fase la relación de vueltas, de los diferentes parámetros del corriente de excitación, desviación de transformador, la fase, resistencia de los enrollamientos de "X" & "H" y polaridad de la conexión de características tales como la relación los enrollamientos "X" & "H" de de transformación, la corriente de transformadores de distribución excitación, índice de polarización, corriente, resistencia de aislamiento, resistencia reguladores de tensión. comprobación siendo común regular de devanados, la impedancia de cortocircuito, análisis a aceites refrigerantes. La necesidad de mantener la fiabilidad de los sistemas de energía requiere un adecuado chequeo rutinario a las así como también y de Pruebas de corriente de excitación. Prueba de análisis cromatógrafo aceite La prueba de Corriente de Excitación, de dieléctrico. en los transformadores de potencia, Los permite detectar daños o cambios en perdiendo la geometría de núcleo y devanados; lentamente, así como espiras en cortocircuito y expuestos juntas o terminales con mala calidad eléctricos y mecánicos, a esto le desde su construcción. llamamos degradación, al suceder materiales dieléctricos sus debido a van características a que esfuerzos están térmicos, esto, se producen gases dentro del Prueba de respuesta a la frecuencia Las pruebas y análisis de respuesta en la frecuencia (FRA) es el método más efectivo para detectar y diagnosticar deformaciones eléctricas y mecánicas en las partes activas del transformador de potencia, se debe aplicar durante pruebas de aceptación en fabrica, previo a la primer puesta en servicio aceite; los gases formados por la descomposición de los materiales aislantes se disuelven total o parcialmente en el aceite, esto permite que mediante la recolección de una muestra, se tenga información sobre todas las partes a las que llega el aceite. del transformador, así como después MEGGER de ocurrida una falla de corto circuito, El Megger, o en realidad Megohmetro, terremoto o mantenimiento mayor, etc. por su nombre genérico, es un para detectar cualquier posible daño o instrumento que sirve para medir la cambio resistencia de aislamiento de: cables y característico transformador de potencia. en el bobinados; puede ser respecto a tierra o entre fases, con el Megger también podrá hallar el índice de polarización. La tensión que aplicará para medir el nivel de aislamiento es poniendo 500 volts para motores que operan por debajo de los 1000 volts (esto incluye los de 380V, 440V, 480V, etc.) ya sean nuevos o en servicio. El valor en poder practicar ensayos simultáneos a mega-Ohmios se observará después alta de 1 minuto. Las normas para seguir tensiones hasta 2500 voltios, esto de son EASA o IEEE. acuerdo con el voltaje de operación de El megger consta de dos partes principales: tensión, hablamos de la nos condición referimos a de la resistencia que existe entre este a movido tierra (RTG, Resistence To Ground, en generalmente a mano (manivela) o inglés). La RTG indica que tan limpio o electrónicamente sano esta un aislamiento. Para que se tipo magnetoeléctrico, utilizarse la máquina bajo prueba. Cuando aislamiento un generador de corriente continúa de pueden electrónico), (Megger que la dé una falla a tierra, deben de ocurrir la dos cosas. Primero debe crearse un del camino de conducción a través del instrumento por medio del cual se aislamiento. Conforme el aislamiento mide el valor de la resistencia que se envejece se fisura y posibilita que se busca. Son dos imanes permanentes acumule rectos, colocados paralelamente entre Segundo, la superficie exterior del sí. El inducido del generador, junto con aislamiento se contamina de material sus piezas polares de hierro, está conductivo montado entre dos de los polos de los corriente a la carcasa o núcleo del imanes paralelos, y las piezas polares motor que está conectado a tierra. corriente para medición, y suministra llevar el a cabo mecanismo y el núcleo móvil del instrumento se sitúan entre los otros dos polos de los imanes. El inducido del generador se acciona a mano, regularmente, aumentándose su velocidad por medio de engranajes. material y conduce conductivo. suficiente Hoy en día los sistemas de aislamiento han mejorado notablemente y son capaces de soportar mayores temperaturas sin sacrificar su vida esperada. La máxima temperatura de operación de un motor / generador Para los ensayos de resistencia de depende aislamiento, la tensión que más se usa materiales usados en su construcción. es la de 500 voltios, pero con el fin de Existen varias clases, pero las más principalmente de los usadas son: · Aislamiento clase B, temperatura, este mismo motor en vez temperatura de durar aproximadamente 15 años, máxima 130°C · Aislamiento clase F, Temperatura máxima 155°C · Aislamiento clase H, temperatura máxima 180°C. Estas temperaturas son las máximas sostenidas a las que se puede someter a esa máquina. duraría alrededor de 3 años. La termografía IR es una herramienta muy útil para detectar un sobrecalentamiento en el motor, y hasta podría precisar el área donde se produce el calentamiento. El determinar la causa raíz de una falla En termografía IR es posible detectar una falla en el aislamiento de un motor si se tiene la clase de aislamiento de en el aislamiento de un motor, puede involucrar alguno de estas causas posibles: · Circuito de potencia: Una conexión de alta resistencia, produce un voltaje de Línea desbalanceada Armónicas: que introducen corrientes de secuencia negativa y sobrecalentando el devanado. Ambiental: este (dato de placa). Generalmente al medir la temperatura de la carcasa del motor, asumimos que el aislamiento está en 20°C más alto que esta. Por ejemplo, si observamos que la temperatura de la carcasa de un motor clase B es de 120°C, podría estar muy Contaminación en el motor. Es fácil diagnosticar una falla en el aislamiento de un motor, pero ¿se deberá realmente por esto? Si se instala nuevamente el motor reparado o uno nuevo, es muy probable que la falla se repita. seguro de que la temperatura del El utilizar un megger es un buen inicio aislamiento está a por lo menos 140°C para probar el aislamiento eléctrico excediendo la temperatura máxima pero no da información completa, otro permitida de aspecto importante de resaltar es que aislamiento. El aislamiento pierde muy el Institute of Electrical and Electronic rápido sus propiedades al aumentar la Engineers (IEEE) basa los límites de para esa clase aislamiento a una temperatura de Montecelos, 40°C. Por ello es muy importante Subestaciones eléctricas. Ediciones hacer Paraninfo, SA. lectura con corrección de temperatura, de otro modo se tendrían valores con variaciones altas y bajas, y no se podría hacer un seguimiento histórico de estos valores (Trending). La norma de la IEEE a la que hacemos referencia es la IEEE 43-2000. También la IEEE indica que se debe realizar el Polarization Index (PI). Esto es el valor de aislamiento tomado a los 10 minutos dividido el valor de 1 minuto. Básicamente da una indicación de la pendiente del perfil del índice de polarización; un PI de 2.0 según IEEE es aceptable para aislamientos clases B, F y H; pero desdichadamente motores / generadores sistemas de con aislamiento aceptables pueden dar valores cercanos, o por debajo a 2.0; por esto recomendamos evaluar el perfil del índice de polarización y no solo su valor. BIBLIOGRAFÍAS. Harper, G. E. (2002). Elementos de Dise√±o de Subestaciones ctricas. Editorial Limusa. El√© J. T. (2015). Gondres, I., Lajes, S., & del Castillo, A. (2007). Nuevo gestión del enfoque sobre la mantenimiento en subestaciones eléctricas. Ingeniería Energética, 28(3), 30-34.