Definiciones

 

Cartón, cartón kraft, cartón aislante, cartones

papel - cartón (de la Electropedia IEC)

cellulosic paper of certain types, frequently characterized by their relatively high rigidity
Note – In general the term paper is used for cellulosic papers if not otherwise specified.[fuente]

Kraft paper – cartón kraft (de Wikipedia)

Electrical insulation paper (de Wikipedia)

(paper) board – cartoni, cartogeni (dall’Electropedia IEC)
generic term applied to certain types of cellulosic paper frequently characterized by their relatively high rigidity
Note – For some purposes, materials of grammage (mass in grammes per square meter surface area) less than 225 g/m2 are considered to be paper, and materials of grammage of 225 g/m2 or above are considered to be board.[fuente]

Nomex, TUP (thermal upgraded paper)

Nomex (de la Electropedia IEC)

TUP (de la IEC 62874:2015)
thermally upgraded kraft paper

 

Degree of polymerization (of a polymer) (de la Electropedia IEC)

the average value of the number of monomeric units in the molecules of a polymer
Note – Different average values (number, mass, or viscometric average) can be determined for the same material.[fuente]

 

Degradation - degradación (of performance) (de la Electropedia IEC)

an undesired departure in the operational performance of any device, equipment or system from its intended performance
Note – The term “degradation” can apply to temporary or permanent failure.IEV ref.161-01-19 [fuente]

 

Power transformer - transformador de potencia (de la Electropedia IEC)

a static piece of apparatus with two or more windings which, by electromagnetic induction, transforms a system of alternating voltage and current into another system of voltage and current usually of different values and at the same frequency for the purpose of transmitting electrical power – IEV ref 421-01-01 [fonte]

 

Mineral insulating oil - aceite mineral, natural esters - ésteres naturales , Synthetic organic ester - éster sintético

Mineral insulating oil

insulating liquid derived from petroleum crudes
Note – Petroleum crude is a complex mixture of hydrocarbons with small amounts of other natural chemical substances.
IEV ref.212-17-02 [fuente]

Natural esters (dalla IEC 62770)
vegetable oils obtained from seeds and oils obtained from other suitable biological materials and comprised of triglycerides
IEC 62770, ed.1.0 (2013-11)

Synthetic organic ester (de la Electropedia IEC)
insulating liquid produced from acids and alcohols by chemical reaction
Note – These esters include mono-, di- and polyol-esters.
IEV ref.212-17-08 [fuente]

 

Reclaim - regeneración, reconditioning - tratamiento físico

Reclaiming (del Glossario IEC)
elimination of soluble and insoluble contaminants from an insulating liquid or gas by chemical adsorption means, in addition to mechanical means, in order to restore properties as close as possible to the original values or to the levels proposed in this standard
Published in:IEC 60480, ed.2.0 (2004-10) – Reference number:3.3.5 – Source:IEV 212-09-05 (modified) [fuente]

Reconditioning (del Glossario IEC)
process that eliminates or reduces gases, water and solid particles and contaminants by physical processing only
Published in:IEC 60422, ed.4.0 (2013-01) – Reference number:3.5 [fuente]

Depolarization (del Glossario IEC)
process of removing electrical polarization from an electrical insulating material until the depolarization current is negligible
NOTE Depolarization is generally recommended before measuring the resistive properties of an electrical insulating material.
Published in:IEC 62631-1, ed.1.0 (2011-04) – Reference number:3.12 [fuente]

 

 

Introducción

 

Aislamiento eléctrico

[ALT img.:Degradación de los cartones aislantes]

En los transformadores eléctricos, el aislamiento está garantizado principalmente por la suma del material sólido, como por ejemplo, el kraft, y los fluidos aislantes, principalmente en aceites minerales.Esta importante innovación fue inventada y reivindicada por el famoso científico Nikola Testa a partir de la patente n. 655,838 "Method of Insulating Electric Conductors” del 14 agosto de 1900 "my invention any kind of fluid capable of meeting the requirements (75…) as oil, may be used (130…)" y por muchas otras patentes.

El aislante sólido, llamado también cartón aislante, derivado principalmente de los procesos de producción del cartón kraft (ver definiciones para profundizar).El resultado es un producto que ofrece propiedades sorprendentes tanto desde el punto de vista mecánico como eléctrico.En este sector, el cartón kraft ha encontrado una de sus aplicaciones más importantes, en particular en el aislamiento de los equipos eléctrico hasta voltajes muy altos.Con el tiempo, gracias a la utilización de aditivos específicos, el cartón kraft se ha mejorado especialmente en su comportamiento en relación con la temperatura, dando origen a los cartones TUP (Thermal Upgraded Paper).En el mercado también hay productos disponibles a base de polímeros sintéticos, por ejemplo, el material Nomex de Dupont, un compuesto a base de metaaramida.

En cuanto al líquido aislante, además de otros aceites minerales, también hay ésteres naturales, ésteres sintéticos, fluidos de silicona y en el pasado, también Askarel a base de PCB.

 

 

Cartón kraft

Los papeles aislantes se impregnan con aceite u otros líquidos aislantes.Al final del ciclo de impregnación (típicamente en vacío, 60-80 °C, y al menos durante 72 horas), el cartón kraft llega a impregnarse de aceite hasta el 150-180% de su masa inicial.
El cartón kraft recubre los conductores de cobre o aluminio, para aislarlos eléctricamente, y por lo tanto, está expuesto a estrés térmico, eléctrico y mecánico.
Las propiedades principales del cartón es el DP (IEC 450:1974), grado de polimerización.Este parámetro caracteriza las propiedades del material que son principalmente: resistencia a la tracción, alargamiento, resistencia a la flexión, módulo de elasticidad, factor de pérdida, resistividad específica.Un típico cartón kraft nuevo tiene un DP comprendido entre 1000 y 1500.
Durante el ciclo de vida real del transformador, el valor de aproximadamente 200 (reducción del 80% respecto al nuevo) al que convencionalmente corresponde el término de la vida "térmica".En esta condición, el cartón pierde sus propiedades mecánicas, pero no las eléctricas, que en su lugar, permanecen adecuadas para garantizar el aislamiento requerido.

[ALT img.:Degradación de cartones aislantes | corazón]

El aislamiento eléctrico puede considerarse el corazón del transformador, si es menos que la consecuencia directa es fallo eléctrico (metafóricamente como un infarto).En presencia de fuertes arcos eléctricos de potencia, el fallo puede desencadenar el aceite aislante, que es combustible, determinando explosiones e incendios del transformador y posibles accidentes graves.

 

 

La vida térmica de los cartones

Simplificando mucho, podríamos decir que la vida térmica de los aislantes sólidos (a base de cartón kraft sin aditivos específicos antienvejecimiento) se estiman aproximadamente 160.000 horas de carga nominal del transformador.
En concreto, para un transformador de generación tipo elevador (GSU) de una central térmica, con una disponibilidad operativa de 7500 horas/año y un perfil de carga media del 80%, en ausencia de criticidades específicas se estima una vida térmica convencional de unos 25 años.Para el mismo transformador, instalado en una central hidroeléctrica, y con un perfil de carga medio del 40% (estacionalidad del agua), en ausencia de criticidades específicas, se estima una vida térmica convencional de unos 50 años.En cambio, los reactores shunt invence, están dimensionados para funcionar intensivamente con valores cercanos a la carga nominal, y por tanto, con una vida térmica esperada más baja.

La vida útil del transformador no depende solamente de la vida térmica de los cartones, sino también de otros cofactores como por ejemplo, los defectos eléctricos que, desarrollándose en fallos eléctricos, interrumpen el funcionamiento de la máquina.En presencia de esta criticidad, también es necesario evaluar la opción de sustitución del transformador; en este caso es oportuno elegir una máquina que responda a estos requisitos de ecodiseño, en particular, en términos de reducción de las pérdidas en vacío y reducción de las emisiones en términos de CO2 equivalente.(enlace a la directiva)

 

 

La degradación del papel

Los procesos de degradación térmica del cartón son el resultado de la interacción de 3 mecanismos: hidrólisis, oxidación y pirólisis.
Los procesos de degradación del cartón son de por sí extremadamente complejos, si sumados los efectos de la degradación del aceite (debido a la interacción aceite-cartón), se derivan mecanismos influenciados por muchos factores críticos de difícil formalización cuantitativa.Los factores críticos que determinan el envejecimiento de los cartones aislantes son la temperatura, el agua, el oxígeno, si el sistema está cerrado o abierto, los ciclos térmicos y la relación con el perfil de carga del transformador.

Sea Marconi ha llevado a cabo una serie de experimentos para determinar la relación entre la degradación del cartón y la del aceite.Una de estas pruebas, de acuerdo con IEC 61535 (en un vial de 20 ml, con 10 ml de aceite, se introduce una muestra de cobre de unos 3 g de peso, envuelto con aproximadamente 23 g de cartón, a 150 °C durante 72 horas), ha mostrado una pérdida progresiva del peso del cartón (hasta el 25%) y una reducción del DP (hasta el 80% respecto al valor nuevo y del 60% menos respecto a un aceite inicialmente no ácido) al aumentar la acidez del aceite analizado (TAN).(ver gráfico a continuación).

[ALT img.:Degradación cartones aislantes | gráfico DPcartón acidez]

Pérdida de peso de los cartones y disminución PD al aumentar la acidez

Los principales productos de degradación de los cartones aislantes son: agua, ácido, CO2, CO, compuestos furánicos, metanol, etanol y partículas.Estos compuestos se mezcla con los lodos derivados del envejecimiento del aceite formando el lodo total.

[ALT img.:Degradación cartones aislantes | enemigos del aislamiento]

 

 

Haga clic aquí para acceder a las principales publicaciones Sea Marconi sobre el tema:

Marco reglamentario

Principales referencias normativas

• IEC TR 62874:2015, “Guidance on the interpretation of carbon dioxide and 2-furfuraldehyde as markers of paper thermal degradation in insulating mineral oil”
• CIGRE Technical Brochure 227, 2003 “Life Management Techniques for Power Transformer”
• CIGRE Brochure 323, 2007 “Ageing of cellulose in mineral-oil insulated transformers”
• CIGRE Brochure 343,2008 “Recommendations for condition monitoring and condition assessment facilities for transformers”
• CIGRE Technical Brochure 349, 2008 “Moisture Equilibrium and Moisture Migration within Transformer Insulation Systems”
• CIGRE Technical Brochure 445, 2011 “Guide for Transformer Maintenance”
• CIGRE Technical Brochure 494, 2012 “Furanic compounds for diagnosis”
• IEC 60076-7:2005 Ed.1, “Power Transformers – part 7 loading guide for oil immersed power transformer”
• CIGRE WG A2-30, 2007 “Moisture equilibrium and moisture migration within transformer insulation systems”

 

 

Causas

La criticidad "Degradación cartones aislantes" es causada principalmente por mecanismos de envejecimiento normal y por particulares condiciones de estrés térmico, eléctrico y mecánico de los cartones aislantes.

 

Causas en relación con las fases del ciclo de vida

 

Causas de la criticidad "Degradación cartones aislantes" | Cuando pueda producirse (fases del ciclo de vida)

Falta de los requisitos de compra de los cartones aislantes | Requisitos y compra

Carencia en el control de calidad de los lotes individuales o suministros individuales de cartón aislante (ejemplo DP inicial antes de la impregnación) | Aceptación cartones aislantes

Deficiencia en los procedimientos analíticos para la verificación de la degradación de cartones aislantes | Aceptación de aceite, pruebas de fábrica, instalación y preactivación, ejercicio, envejecimiento, post mortem

Perdida del gas de protección y acumulación de la humedad en los aislantes sólidos | Transporte del transformador

Deficiencia en los tratamientos de deshumidificación de los cartones (ej. procesos vapour phase).Un buen cartón aislante tiene un valor de agua impregnada comprendido entre 0,5 y 1% en masa | Instalación y preactivación, ejercicio, envejecimiento

Acumulación de aire y humedad (por ejemplo, durante el cambio del aceite u otras intervenciones de mantenimiento electromecánico) | Pruebas de fábrica, instalación y preactivación, ejercicio, envejecimiento

 

 

Los factores críticos que determinan el envejecimiento de los cartones aislantes son la temperatura, el agua, el oxígeno, si el sistema está cerrado o abierto, los ciclos térmicos y la relación con el perfil de carga del transformador.Los procesos de degradación de los cartones sumergidos en aceite son extremadamente complejos, dependen de muchos factores y cuestionan los mecanismos de difícil formalización cuantitativa.Los procesos de degradación térmica del cartón son el resultado de la interacción de los siguientes tres mecanismos:

1.Hidrólisis.Este fenómeno, para la desorción del cartón y para la rotura de las cadenas celulósicas, genera agua como producto principal de degradación (en presencia de puntos calientes típicamente a temperaturas <150 °C).

2.Oxidación.Este fenómeno se produce normalmente en presencia de puntos calientes, a temperaturas comprendidas entre los 150 y los 300 °C, y se caracterizan por un incremento de la demanda de oxígeno.El resultado es una disminución de la concentración de oxígeno en el aceite (para un transformador de respiración con sílica gel se pasa de 2000 µl/l a valores de unos 5000 o 10.000 µl/l) que se combina con el carbono originado por la degradación de la celulosa, formando CO2 y CO.Este proceso original al mismo tiempo otros subproductos de la celulosa, incluyendo los compuestos furánicos (en particular el 2FAL), el metano y el etanol.

3.Pirólisis.Se trata de un mecanismo de descomposición termoquímica que ocurre típicamente en presencia de puntos calientes, a temperaturas superiores a los 300 °C, tales como para romper las moléculas del cartón con formación de partículas, agua, metanol, etanol y otros gases característicos.

Los productos de degradación del cartón son compuestos sólidos, líquidos y volátiles (gas).Entre estos, se encuentran los solubles en aceite (furanos, metanol, etanol) y los insolubles en aceite (partículas, lodos) que se mezclan con el lodo derivado del envejecimiento del aceite.El lodo resultante del aceite y el equivalente al cartón se combinan para formar el lodo total.

 

 

[ALT img.:Degradación cartones aislantes |Impact of Temperature]
Diagrama esquemático que muestra la tasa de envejecimiento k, en función de los diversos mecanismos de degradación (fig. 1 tomada de la IEC TR 62874:2015)

[ALT img.:Degradación cartones aislantes | Impact pf Humidity and Oxygen]
Relación entre las propiedades mecánicas del cartón aislante y el grado de polimerización de los cartones (fig. 2 tomada de la IEC TR 62874:2015)

 

 

Signos (inspección visual) - Síntomas (análisis)

Signos (inspección visual)

Los signos visuales directos de esta criticidad destacan solamente mediante una inspección interna del transformador.En caso de fallo (o final de la vida) de las máquinas gemelas, por ejemplo, es una buena práctica realizar un diagnóstico de los cartones (a través del muestreo, análisis e interpretación) con el fin de determinar una referencia experimental para el transformador interesado.En presencia de "degradación de cartones aislantes" destacan:

- signos de fragilización del cartón (pérdida de las propiedades mecánicas),
- depósitos insolubles (ejemplo de lodo o sulfuro de cobre) en los cartones aislantes
- construcciones de los conductos de circulación del aceite utilizados para la refrigeración de los devanados y de los propios cartones.

El aceite aislante, por efecto del contacto íntimo con los cartones aislantes, se convierte en un vector incalculable para diagnosticar indirectamente del estado de los cartones en sí.Mediante el análisis del aceite es posible identificar y cuantificar los productos de degradación de los cartones para evaluar la vida térmica consumida.

 

La degradación del cartón determina una pérdida de su masa, los aprietes pueden aflojarse con un aumento progresivo de las vibraciones.Con el tiempo, el estrés mecánico que sigue va a sumarse al estrés eléctrico y al estrés térmico, aumentando significativamente la probabilidad de fallo (ruido del transformador).

 

 

Muestreo representativo

Cuando se decida realizar una inspección interna del transformador, como resultado de un fallo o con el fin de realizar una investigación a fondo, se recomienda la toma de muestras representativas de los papeles aislantes de acuerdo con los protocolos y procedimientos adecuados.En particular, se aconseja retirar los papeles en la parte superior, inferior y media de los devanados individuales, tanto del primario como del secundario, para cada fase, tomando más muestras de papel en las zonas con mayor oscurecimiento o fragilidad del mismo papel.

 

Es importante que se utilicen los protocolos de muestreo adecuados y que se utilicen los kits de muestreo capaces de garantizar la conservación de la muestra hasta la fase de preanálisis.Del mismo modo, es importante que el kit proporcione los instrumentos adecuados para la recogida de datos (datos de la placa de identificación, numeración progresiva de cada muestra, indicaciones del punto de muestreo con mapeo tridimensional de los conductos, etc.).

 

Durante el ciclo de vida normal de los equipos es necesario tomar muestras representativas del aceite aislante de acuerdo con la norma de referencia y las instrucciones de funcionamiento suministradas con el kit de muestreo (leer más).

 

Síntomas (análisis)

El síntoma específico de la criticidad "Degradación cartones aislantes" se relaciona con la presencia de los valores del aceite no conformes con las siguientes recomendaciones diagnósticas:

 

Abrir

• Agua en el aceite (IEC 60814)
• Oxígeno
• CO2 - dióxido de carbono
• CO - monóxido de carbono
• 2FAL - 2fulfuraldehído y otros compuestos furánicos
• Metanol
• Etanol
• Partículas (IEC 60970)
• Gas sintomático de puntos calientes (metano, etano, etileno)

Donde se añaden los indicadores diagnósticos derivados del análisis de los cartones aislantes (como resultado de la inspección interna y el muestreo):

• DP
• Agua en los cartones
• Metales depositados (ej.: cobre)

hay otros cofactores útiles para completar el cuadro diagnóstico (derivados del análisis del aceite):

• Acidez TAN (IEC 62021-1)
• Factor de disipación (IEC 60247)
• Tensión interfacial (ASTM D971, EN 14210)
• Aditivos:Pasivadores (BTA, Irgamet 39, Irgamet 30); inhibidores de la oxidación (DBPC, PAD)
• DBDS (IEC 62697-1)
• Metales disueltos (ASTM D 7151)
• Estabilidad a la oxidación (IEC 61125)
• Sedimentos y lodos (Anexo C de la norma IEC 60422 Ed.4-2013)
• Huella digital del aceite

 

Los informes de prueba Sea Marconi están de acuerdo (EN ISO/IEC 17025) con las indicaciones de la incertidumbre en la medida (excepto por el aspecto que no hay una prueba numérica, y por el código ISO de las partículas).

 

Con el análisis del aceite
es posible identificar los productos de degradación de los cartones para evaluar la vida térmica consumida.

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Diagnosis

Para el diagnóstico de la criticidad "Degradación cartones aislantes", Sea Marconi emplea su propia métrica diagnóstica, a saber:

• se interpretan las señales visuales en el transformador (y los de cualquier inspección interna);
• mediante el análisis de los cartones (si están disponibles como resultado de la inspección interna) y del aceite, se identifican los síntomas y sus valores.En particular, para algunos indicadores como 2FAL y CO2, la norma (IEC 62874:2014) indica los valores típicos en función de la edad del equipo, del tipo de equipo eléctrico y del tipo de aceite.En cuanto a los otros indicadores sintomáticos no "cubiertos" por la norma, se recomienda obtener los valores típicos, de alerta y de alarma mediante el análisis estadístico de la propia flota;
• gracias a la base de datos se estudian los antecedentes familiares o subjetivos (en busca, por ejemplo, de defectos y/o fallos en las máquinas gemelas);
• se examinan y supervisan los factores de incertidumbre, la velocidad y la evolución en el tiempo (trend) de los indicadores sintomáticos durante las fases del ciclo de vida;
• de acuerdo con la evaluación de estos factores clave, la criticidad específica se clasifica en términos de tipo y prioridad, definiendo al mismo tiempo el tipo y la prioridad de las acciones correctivas.

 

Cambiando el fluido aislante cambiando las evaluaciones diagnósticas y los procesos de degradación.Por ejemplo, los fluidos ésteres naturales tienen una capacidad de disolver el agua mucho más rápido respecto a un aceite mineral.

 

Ejemplo real

Transformador cat. A (ver tab. 2 IEC 60422), de generación de tipo elevador GSU (respiración con conservador y sílica gel)
Tensión:400 kV, Potencia:250 MVA
50.000 kg de aceite mineral de base parafínica no inhibida
acidez total de 0,25 mgKOH/g aceite (valor "poor" respecto a la tab. 5 IEC 60422),
factor de disipación eléctrica = 0,27 (valor "poor" respecto a la tab. 5 IEC 604222)
tensión interfacial = 20 mN/m (valor "poor" respecto a la tab. 5 IEC 60422)
cobre disuelto = 0,98 mg/kg (valor "poor" respecto a la tab. 5 IEC 60422)
color = 6 dark (valor "poor" respecto a la tab. 5 IEC 60422)

a los indicadores de la degradación del aceite mencionados, se añaden los que identifican la degradación de los cartones

CO2 => 16.500 µl/l (superior al valor típico, indice "high ageing rate" 98° percentil)
2FAL = >6,5 mg/kg (superior al valor típico, índice "high ageing rate" 98° percentil)
metanol = 1.200 µg/kg (superior al valor típico de la familia del transformador)
etanol = 300 µg/kg (superior al valor típico de la familia del transformador)

El DP de este transformador se ha reducido en 35 años de 1000 a 200, entendido como un valor medio, que corresponde convencionalmente al final de la vida térmica.Paralelamente, se estima una pérdida de masa del cartón del 25%, su peso ha pasado de 2.500 kg iniciales a 1875 kg.
Los cartones aislantes están impregnados con aceite parafínico no inhibido.Al final del ciclo de impregnación (típicamente en vacío, 60-80 °C, y al menos durante 72 horas) el cartón kraft llega a impregnarse de aceite hasta el 150-180% de su masa inicial, con un rango de peso entre 2.812 kg y 3.375 kg (respecto a los 1.875 kg en seco).
El aceite de impregnación no puede ser totalmente drenado, típicamente el 10-15% permanece en el interior del transformador absorbido en el cartón y en los intersticios y los puntos muertos de la máquina.Esto significa que en caso de cambio de aceite, el aceite nuevo de relleno se contaminaría por el viejo no drenado.

 

 

Prevención

La "Degradación de los cartones aislantes" es un proceso irreversible que se puede prevenir o mitigar mediante acciones específicas.
Al establecer las prácticas de funcionamiento apropiadas, (ej. el control analítico del aceite, el tratamiento del aceite y de los cartones, la gestión del perfil de carga y la refrigeración de la máquina), es posible reducir la probabilidad y prolongar la vida operativa del transformador en examen.En el caso de que el transformador pertenezca a una familia de equipos afectados por un fallo de la misma criticidad, se pueden definir las prácticas operativas ad hoc, optimizando los diversos factores críticos (metafóricamente es como sugerir una dieta personalizada combinada con una mayor actividad física en un sujeto diabético).

 

El coste de sustitución de un transformador elevador (GSU) de 250 MVA, 400 kV, puede ser realista del orden de 2.000.000 €, esta suma incluye el fuera de servicio, el vaciado del aceite, la logística para la disminución y la eliminación de residuos, la adquisición de un transformador nuevo (y aceite nuevo), el transporte, la instalación y las pruebas).

 

Acciones preventivas en el curso del ciclo de vida del transformador

• Seguimiento de los indicadores sintomáticos (ver síntomas más arriba).En caso de que aparezcan los primeros síntomas de la criticidad, como por ejemplo, una elevada tasa de envejecimiento de los cartones en un transformador con menos de 10 años de vida, es posible predecir científicamente que la máquina, con las mismas condiciones de operación, tendrá un ciclo de vida mucho menor de los esperado y, por lo tanto, es aconsejable planificar en los próximos 3-5 años una profunda revisión del transformador, o más probablemente, su sustitución.En esta condición, se recomienda aumentar la frecuencia de los análisis de los indicadores sintomáticos con el fin de controlar la evolución.
• Realizar los tratamientos del aceite para reducir los factores críticos y, en particular, para mantener baja la humedad en los aislantes sólidos, así como la acidez, el oxígeno y el lodo y reducir los posibles efectos catalizados como los metales en el aceite.

 

Entre las acciones sugeridas se incluyen:

 

Tratamiento físico

Se trata de un proceso que se realiza en el sitio, manteniendo el transformador en servicio (y bajo carga) sin la necesidad de vaciarlo.Esta intervención se realiza con Unidades Modulares de Descontaminación (DMU), especialmente realizadas por Sea Marconi.El transformador está conectado a la a través de mangueras flexibles; el aceite degradado es aspirado desde la parte inferior del transformador, a continuación, termina en la DMU que lo calienta, la filtra, lo desgasifica y lo deshumidifica para luego bombearlo a la parte superior del transformador.De esta manera se crea un circuito cerrado que paso a paso es capaz de restaurar los valores de los principales parámetros físicos del aceite (agua, gas, partículas).(leer más)

 

Despolarización

[ALT img.:Degradación de los cartones aislantes | DMU]

Se trata de un proceso que se realiza en el sitio, manteniendo el transformador en servicio (y bajo carga) sin la necesidad de vaciarlo.Esta intervención se realiza con Unidades Modulares de Descontaminación (DMU), especialmente realizadas por Sea Marconi.El transformador está conectado a la a través de mangueras flexibles; el aceite degradado es aspirado desde la parte inferior del transformador, a continuación, termina en la DMU que lo calienta, la filtra, lo desgasifica, lo deshumidifica y lo despolariza para luego bombearlo a la parte superior del transformador.Esto crea un circuito cerrado y paso a paso, los compuestos de degradación se eliminan y al mismo tiempo, el aceite vuelve a las condiciones óptimas.(leer más)

Por ejemplo, la IEC 60422 considera el parámetro de acidez crítica si >0,15, >0,20, >0,30 mgKOH/g aceite en función de las diferentes categorías de transformadores.Sin embargo, ya con una acidez comprendida entre 0,07 y 0,10 mgKOH/g aceite se evidencian fenómenos de corrosión de metales disueltos (C4) y formaciones peligrosas de lodos.Por consiguiente, sería apropiado intervenir con un tratamiento de despolarización antes de que el aceite alcance los umbrales de acidez indicados y que contribuya a la reducción de la vida térmica de los cartones aislantes.

 

Aplicación de los cartuchos para la deshumidifación del transformador

Esta actividad se realiza mediante una unidad que se coloca en el transformador y opera de forma continua en circuito cerrado bajo carga y tiene columnas con tamices moleculares para la adsorción selectiva de la humedad y de otros compuestos polares.(más información)

 

Cambio de aceite

A pesar de cambiar el aceite, el 10-15% de la antigua carga de aceite contaminado permanece impregnado, es decir, absorbido, en los papeles del transformador, que lo liberan con el tiempo (la condición de equilibrio se alcanza en unos 90 días).Así, el aceite usado contamina el nuevo, por lo que es imposible eliminar por completo los contaminantes con un único cambio de aceite.(más información)

El aceite de impregnación no se puede drenar completamente (típicamente el 10-15% permanece en el interior del transformador absorbido en los cartones, aproximadamente el 6-7%, y en los intersticios y puntos muertos de la máquina), como resultado, en caso de cambio del aceite, el aceite nuevo de llenado se contamina con el viejo no drenado.

Evaluar cualquier criticidad vinculada con la compatibilidad/miscibilidad como consecuencia al uso de líquidos diferentes del de la impregnación original.

 

 

También se recomienda modificar las prácticas de mantenimiento con respecto a:

- la elaboración de los requisitos de compra tanto en los aceites como en los equipos eléctricos para las aplicaciones específicas con un énfasis en los criterios de diseño/dimensionamiento
- la aceptación de los aceites y de los equipos utilizando las mejores prácticas de supervisión y control, de acuerdo con los métodos prescritos.Solicitar al proveedor un certificado de conformidad con las propiedades del aceite y de los cartones aislantes

 

Se recomienda actualizar las informaciones estratégicas a través de un "inventario dinámico" de los aceites y de los transformadores, con indicación de los valores de marcadores sintomáticos.

En caso de fallo en un transformador gemelo, se recomienda una inspección interna del transformador en análisis.De hecho, de la tasa de muestreo del cartón, del posterior análisis de laboratorio y de la interpretación de los resultados, es posible identificar las causas de fallo y prevenir el mismo evento en máquinas de la misma familia.Precisamente en estas últimas se recomienda llevar a cabo una investigación exhaustiva, incluyendo una prueba de naturaleza eléctrica y térmica para identificar posibles defectos en el diseño o la construcción del transformador.

 

¿Cuáles son las acciones de prevención en los equipos eléctricos con líquidos aislantes distintos a los minerales?
En cuanto a los aceites de ésteres naturales y los ésteres sintéticos, las acciones de prevención son las mismas, pero se recomienda elegir las contramedidas después de las cuidadosas evaluaciones en términos de coste-beneficio, coste-eficacia y de impacto ambiental (biodegradabilidad y seguridad contra incendios).Para los aceites de siliconas, los tratamientos recomendados por la norma (IEC 60944:1988) son el "tratamiento en vacío y la filtración" y los "tamices moleculares y filtración".

 

 

Tratamientos

No hay ninguna terapia capaz de "curar" la criticidad "degradación de los cartones aislantes".La degradación es un proceso irreversible que puede estar gestionado solo mediante las acciones de prevención y/o mitigación adecuadas.
La sustitución de los cartones no es una opción practicable debido a que el coste de la actividad estaría cerca del coste de la completa sustitución del transformador.
Cuando el DP del cartón alcanza un valor cercano a 200, que convencionalmente representa el fin de la vida térmica, es apropiado planificar la sustitución del transformador y modificar las prácticas de mantenimiento que pueden haber contribuido al envejecimiento de los cartones aislantes.

 

La prioridad es evitar la degradación interviniendo de antemano en los indicadores sintomáticos.

 

 

Advertencias

• El muestreo del aceite, y el de los cartones, debe realizarse de acuerdo con los protocolos y los procedimientos por operadores cualificados
• Los análisis de laboratorio deben llevarse a cabo utilizando los métodos establecidos por las normas de referencia, tal como garantizan los laboratorios acreditados
• las medidas de prevención de la criticidad "Degradación de los cartones aislantes", en este caso y en el tratamiento de despolarización del aceite y las inspecciones internas del transformador deben realizarse
  - con tecnologías seguras y adecuadas para tal fin, que satisfagan los requisitos de BAT y BEP
  - con personal en posesión de competencias y formación específica en el campo
  - confiando en los operadores capaces de demostrar una amplia casuística aplicativa y capaces de certificar las intervenciones realizados en garantía de calidad (ISO 9001)