TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓNDEDICATORIA El presente tema de investigación está dedicado a él docente Ing. Holger Meza Delgado, por brindarme su guía y sabiduría que en este andar por la vida, quién influye con sus lecciones y experiencias en formarme como una persona de bien y preparada profesionalmente para los retos que pone la vida. INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNSA Página 1 TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN Contenido INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 5 MISIONES DEL LI QUIDO DIELECTRICO ..................................................................... 6 CARACTERISTICAS DE UN LIQUIDO DIELECTRICO ....................................................... 7 TIPOS DE DIELECTRICOS UTILIZADOS ......................................................................... 8 Aceites .................................................................................................................... 8 Petróleo .................................................................................................................. 8 FACTORES QUE AFECTAN AL MECANIZADO .................................................................. 9 Temperatura del dieléctrico..................................................................................... 9 Grado de limpieza .................................................................................................. 10 Presión de limpieza ................................................................................................ 10 ANALISIS Y APLICACIÓN DEL MATERIAL AISLANTE LIQUIDO EN EQUIPOS ELECTRICOS DE ALTA TENSION ....................................................................................................... 12 TRATAMIENTO DEL ACEITE AISLANTE ................................................... 13 REACONDICIONAMIENTO DEL ACEITE AISLANTE ............................. 13 RECUPERACION O REGENERACION DEL ACEITE AISLANTE .......... 13 ENSAYOS AL ACEITE DIELÉCTRICO............................................................................. 14 ¿POR QUÉ HAY QUE PROBAR EL ACEITE DIELÉCTRICO ? ................ 16 ¿QUÉ PRUEBAS SE REALIZAN FRECUENTEMENTE ? ......................... 18 INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNSA Página 2 TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN PRUEBAS DE MONITOREO DE RUTINA ................................................... 19 Análisis de la gravedad específica. Métodos Normalizados ASTM D-1298. ..... 21 Análisis de gases disueltos en el aceite (DGA análisis) cromatografía de gases Método ASTM No. ASTM D3613 y Espectroscopia Infrarroja foto acústica .... 25 NUEVOS LIQUIDOS DIELECTRICOS ............................................................................. 27 INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 27 PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS ................................................................. 29 PROPIEDADES ELÉCTRICAS ........................................................................ 33 AISLAMIENTO DE CELULOSA ........................................................................ 36 SISTEMAS CELULOSA-FLUIDOS ALTERNATIVOS ....................................... 37 AISLAMIENTO DE ARAMIDA PARA ALTAS TEMPERATURAS .................... 38 SISTEMAS DE AISLAMIENTO HÍBRIDOS ...................................................... 40 NORMATIVA INTERNACIONAL APLICABLE A LOS LÍQUIDOS DIELECTRICOS ................................................................................................. 40 CONCLUSIONES .......................................................................................................... 43 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................ 43 INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNSA Página 3 TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN AISLANTES LIQUIDOS INGENIERÍA ELÉCTRICA - UNSA Página 4 nocivo en particular para los aislantes a base de goma. Se emplean para llenar espacios con dieléctrico homogéneo. como por ejemplo en: transformadores. además está ligada a factores externos como por ejemplo: impureza en suspensión. para disipar el calor y para apagar arcos. generalmente. interruptores y otros aparatos. capacitores. calor específico. es decir de la composición química. dependen de su naturaleza. degradando la característica importante. El aire y otros gases tienen elevadísima resistividad y están prácticamente exentos de pérdidas dieléctricas. El aire tiene una modesta rigidez. cables.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN INTRODUCCIÓN Los aislantes líquidos son materiales que permanecen como tales en las aplicaciones eléctricas (máquinas. en solución. etc.UNSA Página 5 . viscosidad. humedad. aparatos. componentes en general) y que cuando se encuentran en servicio no experimentan ninguna transformación física o química importante. de alrededor de 160 kV/cm a 10 bar y aproximadamente 500 kV/cm a 30 bar. reducen su valor. pero su rigidez dieléctrica. que. Su presencia incrementa la rigidez dieléctrica entre partes pudiéndose observar aislantes sólidos impregnados y aparatos sumergidos en líquido aislante.. su rigidez dieléctrica crece a medida que aumenta la presión. conductibilidad térmica. aisladores pasantes. del orden de 32 kVpico/cm a la presión normal (1 bar). Se destaca que cada descarga en aire produce la formación de ozono activo. INGENIERÍA ELÉCTRICA . La elevada rigidez dieléctrica a las más altas presiones se utiliza en los interruptores de aire comprimido para el apagado del arco. constante dieléctrica. Las propiedades físicas de los dieléctricos líquidos como por ejemplo: peso específico. ya que debido al efecto térmico de las descargas.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN El gas que se ha utilizado y difundido desde los ‘70 en las aplicaciones eléctricas por sus excelentes propiedades es el SF6. en consecuencia se ha impuesto en aplicaciones de alta tensión y recientemente se ha difundido en aplicaciones de media tensión. este baja su resistencia eléctrica bruscamente. cuando se descompone por arcos eléctricos se recombina en tiempo menores. en el aire o en un gas las descargas se dispersarían y no erosionarían tanto.UNSA Página 6 . Una vez terminado el impulso. el líquido debe desionizarse. y la siguiente descarga volverá a ionizarlo y formará el canal de descarga en cualquier otro punto. Con esto se consigue una capacidad de erosión muy superior. en el momento en el que la tensión entre electrodos es lo suficientemente grande para vencer la rigidez dieléctrica del líquido. veámoslas: La principal es concentrar las descargas eléctricas en puntos del GAP. lo que provoca una descarga en forma de avalancha. ocurriendo así un reparto al azar de las descargas sobre la superficie a erosionar. El arrastre de impurezas y virutas de la zona de trabajo durante el proceso de limpieza para evitar problemas de estabilidad en el proceso. Refrigerar electrodo y pieza. tienen tendencia a calentarse durante el mecanizado. que para una misma presión la rigidez es del orden del doble que la que corresponde al aire. además es mejor conductor del calor. Se lo utiliza a una presión de 6 bars referido a una temperatura de 20 ºC para que no se licúe a temperaturas muy bajas (-25 ºC). Otra misión es la de actuar como dieléctrico (aislante entre electrodos). Su ionización es fundamental para el proceso. característica de las descargas erosivas. INGENIERÍA ELÉCTRICA . MISIONES DEL LIQUIDO DIELECTRICO Las misiones del dieléctrico son varias. 8. reconstruir allí las condiciones de aislamiento. Precio no excesivo y buena disponibilidad en el mercado.UNSA Página 7 . 3. La Rigidez dieléctrica suficiente. gases nocivos. Características térmicas adecuadas para poder refrigerar las superficies erosionadas y evitar las dilataciones que originan las altas temperaturas locales en ambos electrodos. 11. Elevado punto de inflamación para evitar el riesgo de incendio. 5.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN CARACTERISTICAS DE UN LIQUIDO DIELECTRICO 1. 4. para no atacar pieza. 6. debe ser mínimamente sensible a las variaciones de temperatura. Conservación de propiedades durante el mecanizado. nunca ácido. 9. electrodo y componentes de la máquina. a los restos de la erosión y a los productos de descomposición resultantes de la acción de las descargas. permitiendo el paso de corriente sólo en forma de descarga. Debe mojar bien para penetrar en todos los rincones del GAP (pasar por espacios inferiores a 5 µm). y después de la descarga poder arrastrar los residuos de la erosión.. Químicamente neutro. 2. 10. irritaciones de piel…). INGENIERÍA ELÉCTRICA . Debe soportar los campos eléctricos debidos a las tensiones (60 a 300 V) entre electrodos. Baja viscosidad y baja tensión superficial. Volatilidad baja para evitar pérdidas dada la gran superficie de contacto entre el líquido y el aire. 7. Cuestiones de seguridad (olor. Rápida desionización y vuelta al estado inicial para mejorar el rendimiento (mayor velocidad de arranque y menor desgaste). Mínima formación de lodos por el cracking. que están separados por el GAP (10 a 200 µm). . Como se ve. Mecanizado de piezas medias y grandes (acabado con rugosidad media 1.12 a 5. y su viscosidad es también menor. lo que unido a su elevado punto de inflamación los hace aconsejables para trabajos de desbaste. Mecanizado de piezas muy pequeñas de acabado muy fino . oscilando entre 120 y 150º C.Aceite de viscosidad 6 a 12 cts.UNSA Página 8 . alrededor de los 2 cts.Petróleo. Sin embargo no son válidos para trabajos de acabado donde el gap es muy pequeño.6 micras) .Petróleo. y debido a su alta viscosidad. Su viscosidad es muy elevada. aunque existen diferencias entre los aceites y el petróleo. Aceites Los que mejor se comportan son los minerales. lo que supone una gran seguridad contra incendios. INGENIERÍA ELÉCTRICA . entre 75 y 80º C. se debería realizar cada operación (desbaste o acabado) con el dieléctrico idóneo para ella. en los que el gap es grande y no suele haber problemas en la circulación del dieléctrico a través del mismo. según las siguientes recomendaciones: Mecanizado de carburo de tugsteno . variando entre 6 y 20 cts. Petróleo Posee un punto de inflamación más bajo que el del aceite. Esto le hace aconsejable para trabajos de acabado en los que la temperatura es baja y el gap es pequeño. ya que su temperatura de inflamación es alta.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN TIPOS DE DIELECTRICOS UTILIZADOS Los líquidos que mejor cumplen con las características anteriores son los hidrocarburos. los aceites no pueden circular por él. FACTORES QUE AFECTAN AL MECANIZADO Además de todo lo dicho. como micromecanizados y en general para máquinas de corte por hilo.Aceite de viscosidad 12 a 20 cts. se elige el apropiado para el tipo de operación y pieza que se va a trabajar. Ello es debido a que al aumentar la temperatura baja la viscosidad del aceite (se hace más líquido) y por ello la limpieza es mejor. INGENIERÍA ELÉCTRICA . Grado de limpieza. este vuelve a disminuir ya que se produce un excesivo desprendimiento de gases que provoca inestabilidades. 5.1). Temperatura del dieléctrico No influye en el rendimiento en los petróleos. Presión de limpieza. Debe estar totalmente desmineralizada. debido al gran volumen que ocupa (100 a 800 litros).TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN Mecanizado de piezas grandes con rugosidad media de acabado mayor a 5. El rendimiento del mecanizado aumenta con la temperatura hasta llegar a ese punto máximo a partir del cual el rendimiento vuelve a disminuir (Fig. Agua Se utiliza como dieléctrico sólo en algunas ocasiones.UNSA Página 9 .6 micras . hay otros factores que afectan al mecanizado. Para aceites existe una temperatura que da lugar a un rendimiento máximo. Como no se puede ir cambiando el tipo de dieléctrico en una máquina. pero a partir del punto de máximo rendimiento. como son: Temperatura del dieléctrico. Lo más habitual es el petróleo. pero conforme aumenta el grado de suciedad el rendimiento baja considerablemente. La figura 5. Para descargas de pequeña intensidad y gap pequeño. En el caso de descargas con intensidades altas y gap mayores el grado de suciedad influye mucho menos ya que la limpieza es más fácil. un grado de suciedad alto en el dieléctrico da lugar a un gran número de cortocircuitos que disminuyen el rendimiento.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN Grado de limpieza El grado de limpieza del líquido dieléctrico influye mucho en el rendimiento del proceso. si está poco sucio el rendimiento es óptimo. Presión de limpieza La limpieza es una de las operaciones más importantes en el proceso de electroerosión. lógicamente la presión a la que se inyecta el fluido influye en el rendimiento del proceso.2 muestra la influencia de la presión en el arranque y en el desgaste relativo del electrodo.UNSA Página 10 . INGENIERÍA ELÉCTRICA . TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN Existe un punto de inflexión. mientras que a altas presiones también se da una pérdida de rendimiento debido a un dieléctrico muy limpio que hace que el gap disminuya produciéndose también cortocircuitos. a bajas presiones el arranque de material disminuye y el desgaste aumenta. esto es debido a que existe mucha suciedad en el dieléctrico y se producen cortocircuitos. INGENIERÍA ELÉCTRICA .UNSA Página 11 . cuales son los métodos que permiten realizar un seguimiento de sus INGENIERÍA ELÉCTRICA .UNSA Página 12 . líquidos y gaseosos) que se involucran en la construcción de un equipo eléctrico. que problemas atentan contra su vida útil. se refiere al subconjunto total de materiales aislantes en sus diferentes estados (sólidos. depende de las condiciones en que tales equipos se encuentren. cumple una función específica de importancia dentro del mismo. El término sistema de aislamiento. Es a partir de estas definiciones. si desde su recepción en campo han sido adecuadamente sometidos a análisis internos a través de ensayos tanto eléctricos como dieléctricos. Los ensayos dieléctricos. y si en consecuencia se ha cumplido estrictamente con los periodos de mantenimiento preventivos recomendados por el propio fabricante. que nace la necesidad de conocer el análisis y la aplicación de los distintos materiales aislantes en los equipos eléctricos de alta tensión. cuales son los métodos aplicados por el fabricante para su evaluación en la producción.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN ANALISIS Y APLICACIÓN DEL MATERIAL AISLANTE LIQUIDO EN EQUIPOS ELECTRICOS DE ALTA TENSION Cada equipo de alta tensión instalado en las subestaciones eléctricas que conforman el Sistema Nacional de Transmisión (SNT). como se encuentran dispuestos internamente en el equipo. que gran parte de la confiabilidad de este sistema. es decir: cuáles son sus características. con la finalidad de interactuar entre sí y brindar una barrera de aislamiento entre sus partes conductoras y entre estas con respecto a la masa sólidamente aterrizada del mismo. si estos han sido correctamente instalados. cual es su función. son los métodos aplicados para evaluar las condiciones actuales en las que se encuentra el sistema de aislamiento de un equipo. De tal forma que podríamos decir. con el propósito de remover por medios mecánicos la humedad. Existen varios métodos para efectuar la recuperación del aceite aislante y estos son: por percolación. contaminantes ácidos y en estado coloidal. manteniendo o incrementando su rigidez dieléctrica.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN condiciones en campo y finalmente. TRATAMIENTO DEL ACEITE AISLANTE Las alteraciones de las propiedades físico químicas que el aceite sufre durante su uso. la centrifugación y la deshidratación al vacío (termovacío). por contacto con arcilla activada y por tratamiento químico con ácido sulfúrico y trifosfato de sodio.UNSA Página 13 . gases y las partículas sólidas en suspensión. con el propósito de eliminar por medios químicos (actividad catalítica). Existen tres métodos para efectuar el reacondicionamiento de líquidos aislantes y estos son: la filtración. Estos métodos de tratamiento son los siguientes: a) Reacondicionamiento del aceite aislante b) Recuperación o Regeneración del aceite aislante REACONDICIONAMIENTO DEL ACEITE AISLANTE Este proceso de tratamiento se lo aplica al aceite contaminado. de adsorción y filtración. pueden ser restauradas a través de métodos adecuados de tratamiento. RECUPERACION O REGENERACION DEL ACEITE AISLANTE Este proceso de tratamiento se lo aplica al aceite deteriorado. que métodos permiten su reacondicionamiento y/o recuperación si fuera posible. INGENIERÍA ELÉCTRICA . logrando que finalmente este líquido aislante vuelva a condiciones iguales e inclusive mejores que las iníciales. los productos de la oxidación. En realidad. el mantenimiento eléctrico y cualquier otro programa que se le asocie. sea industrial ó comercial. es vital mantener operando a los transformadores de manera segura y confiable dentare del sistema eléctrico.. delega en los transformadores la responsabilidad de manejar la energía eléctrica. se requiere necesariamente incluir un análisis periódico del aceite aislante.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN ENSAYOS AL ACEITE DIELÉCTRICO La Como parte de un programa integral proactivo de mantenimiento eléctrico en transformadores. cualquier operación.UNSA Página 14 . debe tomarlos en consideración de manera integral: el transformador y su líquido dieléctrico. Según un estudio realizado por la empresa de seguros Hartford Steam Boiler durante un período de 20 años. representan un vínculo vital en la trasmisión y distribución de energía eléctrica. por ende. Los transformadores de potencia. Debido a esa importancia. antes de que el aceite colapse uy ocasione daños severos en el transformador. 135 de las fallas en transformadores fue ocasionado INGENIERÍA ELÉCTRICA . TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN por un mantenimiento pobre e inadecuado de los transformadores. Debido a que los transformadores tienen muy pocas partes movibles es muy parte no tener al a vista los posibles problemas que se estén presentando. verificación de la presión del gas en transformadores herméticos. mientras que la expectativa de vida de los mismos es entre 25 a 30 años.. verificar la operatividad de accesorios tales como: ventiladores. . Este programa debe forzosamente incluir: temperatura. cambiadores de tomas ( tap changers) inspecciones visuales. bombas. Este número presentado por la empresa de seguros es bastante significativo. considerando el hecho de que el estudio encontró que la edad promedio de un transformador al a fecha de realizado el estudio no sobrepasó los 12 años. nivel de aceite.Establecer un plan de mantenimiento eléctrico preventivo y predictivo en transformadores ayuda enormemente a reducir el numero de interrupciones no programadas causadas por daños en los transformadores. sin embargo es elocuente que esta mentalidad puede ocasionar daños cuantiosos en la vida útil del transformador. INGENIERÍA ELÉCTRICA .UNSA Página 15 .. UNSA térmica y la oxidación. con la finalidad de tomar decisiones a tiempo que eviten las salidas intespectivas de los transformadores. el aceite mineral tiene la función de servir de elemento trasmisor de calor para poder disipar el calor generado por los bobinados y núcleo del transformador. Algunos Página 16 . De tal manera. el aceite debe mantener excelentes propiedades eléctricas para poder soportar la degradación INGENIERÍA ELÉCTRICA . Segundo. El aceite dieléctrico en los transformadores de potencia realiza dos grandes funciones: Primero.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN De manera muy importante hay que recalcar la evaluación periódica de las condiciones del aceite aislante como parte integral del programa de mantenimiento eléctrico preventivo y predictivo. ¿POR QUÉ HAY QUE PROBAR EL ACEITE DIELÉCTRICO ? Uno de los elementos de mayor importancia en un programa de mantenimiento eléctrico preventivo y predictivo . sirve como elemento aislante para poder soportar los altos voltajes que se generan internamente dentro del transformador. lo representa el liquido aislante que en la mayoría de los casos lo representa el aceite mineral. las pruebas periódicas ayudarán de una manera bastante segura para poder anticipar cualquier condición negativa del aceite dieléctrico. R-Temp. Finalmente y basado en le hecho de que el aceite se degrada de una manera predecible. entonces se toman las medidas que impidan las interrupciones.UNSA Página 17 . prolongando su vida útil . esto permite realizar comparaciones entre tasas de decremento normales y anormales.Otra ventaja es la reducir las salidas no programadas. INGENIERÍA ELÉCTRICA . Cualquier síntoma de lodo permitirá retirarlo del transformador antes de que penetre y ocasione algún daño en los bobinados y las superficies interiores del transformador. Ó askarel Hay varias razones de peso para realizar pruebas periódicas al aceite dieléctrico: primero las pruebas indicaran las condiciones internas del transformador.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN transformadores no contiene aceite mineral sino líquidos sintéticos tales como: silicona. si se detecta algún problema. TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN ¿QUÉ PRUEBAS SE REALIZAN FRECUENTEMENTE ? INGENIERÍA ELÉCTRICA .UNSA Página 18 . Métodos Normalizados ASTM D-1816 y D877. INGENIERÍA ELÉCTRICA .TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN PRUEBAS DE MONITOREO DE RUTINA Análisis de la rigidez dieléctrica. es una medida importante de los esfuerzos dieléctricos que el aceite dieléctrico podrá soportar sin que llegue a fallar.También sirve como una indicación de la presencia de contaminantes particularmente la humedad y demás elementos sólidos y semisólidos. SEl voltaje asociado con la rigidez dieléctrica. Se mide mediante la aplicación de un determinado voltaje entre dos electrodos bajo condiciones prescritas por el Std ASTM .UNSA Página 19 . Análisis del color en el Aceite Método Normalizado ASTM D 150 El significado primario del color es la de observar una tasa de cambio a lo largo del tiempo en un transformador. La tensión interfacial entre le aceite aislante y el agua. Obscurecimientos del aceite en un período INGENIERÍA ELÉCTRICA . Este método exige agitación y es muy sensitivo a pequeñas cantidades de contaminares y primariamente se debiera usar en aceites nuevos y usados cuando se requiere de una mayor precisión en los resultados.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN La realización de los ensayos deberá realizarse en estricto apego a los estándares .UNSA Página 20 . especifica una cuba de pruebas equipado con electrodos planos esparcidos 0. Análisis de la Tensión interfacial.El Std. generalmente producen una baja tensión interfacial. ASTM D-877. La prueba proporciona un medio de detectar contaminantes polares solubles y productos de deterioro. Método normalizado ASTM D-971.ASTM D-1816 específica una cuba de pruebas equipado con electrodos esféricos esparcidos entre sí 0. Los contaminantes solubles y los productos de degradación del aceite. es una medida de la fuerza de atracción molecular entre las moléculas y se expresa en dinas por cm.008 de pulgada.001 de pulgada . La gravedad especifica es pertinente para confirmar las características del aceite usado versus el nuevo. La gravedad especifica de un aceite aislante. La viscosidad del aceite aislante.UNSA Página 21 . existen ciertas condiciones que degradan el aceite. es la relación de los pesos a igual volumen de aceite y agua a 60 ·F . INGENIERÍA ELÉCTRICA . Análisis de la viscosidad. Mientras que el aceite está en servicio. es determinada mediante una luz trasmitida y se expresa mediante un valor numérico comparado contra valores estándares en una tabla circular contenida dentro del equipo.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN de tiempo. Métodos Normalizados ASTM D-1298. Un acentuado crecimiento de la viscosidad acompañada de un incremento del número de neutralización y bajo un color obscuro. Análisis de la gravedad específica. indica tanto la contaminación como el deterioro del aceite. Un color oscuro. usualmente indican contaminación con materiales extraños. Factor de Potencia del Liquido (Factor de Disipación) Método Normalizado ASTM D 924 EI factor de potencia del líquido es una prueba excelente para monitorear el aceite del transformador en servicio. Se mide usualmente mediante la medición del tiempo del flujo de una dad cantidad de aceite bajo condiciones controladas. inercia y otras fuerzas. es la resistencia a un flujo continuo sin turbulencias. Esta prueba es útil para evaluar el aceite nuevo ofrecido por un proveedor y para evaluar el aceite nuevo instalado en el equipo. puede indicar un deterioro del aceite así como un efecto acentuado de la oxidación. Métodos Normalizados ASTM D-83. El color de un aceite aislante. lo cual se evidencia en modificaciones en los resultados del factor de potencia del líquido. sin haber cambios significativos en el numero de neutralización ó de la viscosidad. Por lo general. los valores del factor de potencia del líquido son números pequeños (en los Estados Unidos se decidió presentarlo como un porcentaje). La prueba de comprobación del factor de potencia del liquide en el aceite del transformador. oxidación del aceite o contaminación). en el aceite recién instalada en un transformador nuevo de tensión primaria menor de 230 kv el factor de potencia de ese aceite a 25 ·C no debería ser INGENIERÍA ELÉCTRICA . casi cualquier cosa "mala" que le ocurra al aceite del sistema de aislamiento hará que aumente el factor de potencia del líquido. en muchas ocasiones.UNSA Página 22 . Como ejemplo. es más sensible a los pequeños cambios que se presenten en las características del aceite. El aceite nuevo. La razón es que las dos lecturas v cómo se modifican en el tiempo pueden ser de suma utilidad diagnosticar cuál es la causa de un elevado factor de potencia (humedad. La contaminación del aceite por causa de la humedad o por muchos otros contaminantes aumentará el factor de potencia del líquido. El factor de potencia del líquido y el factor de disipación son medidas directas de esas perdidas dieléctricas. a dos temperaturas: 25 ·C y 100 'C. limpio y seco presenta un valor bastante pequeño de factor de potencia.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN Cuando un líquido dieléctrico como el aceite del transformador se somete a campos de comente alterna (CA). (El factor de potencia del líquido se calcula como el seno del ángulo de pérdidas – el valor de desviación de la corriente debido a las pérdidas dieléctricas .mientras que el calor de disipación es la tangente del mismo ángulo de pérdidas). por lo general. se producen pérdidas dieléctricas que causan dos efectos. se realiza. Además. el valor a 100 'C. La corriente resultante se desfasa ligeramente debido al campo de CA aplicado y la energía de las pérdidas se disipa en forma de calor. El envejecimiento y la oxidación del aceite también elevarán los valores del factor de potencia del líquido. Sin embargo. el dispositivo detiene la dosificaci6n y calcula electrónicamente el contenido de humedad en el aceite a partir del volumen de aceite inyectado y la cantidad de reactivo consumido.05%). INGENIERÍA ELÉCTRICA .106-2002. en instalaciones nuevas el factor de potencia del líquido medido a 23 · C es mucho menor. Por si misma y.UNSA Página 23 . en la mayoría de los casos. Este se determina mediante electrodos que perciben las condiciones eléctricas en el recipiente de reacción. para los transformadores inmersos en aceite mineral.0005 (0. El contenido de humedad del aceite se presenta en partes por millón (ppm) (miligramos de humedad por kilogramo de líquido aislante). Análisis del contenido de Humedad en el Aceite Método Normalizado ASTM D 1533 Este método de prueba determina el contenido de humedad de1 aceite aislante mediante un titulador coulométrico automático Karl Fischer. que es el límite recomendado para este valor en las pruebas ANSI/IEEE C57. Al alcanzarse e1 punto final. en especial. Con frecuencia. también puede utilizarse como un criterio para otros equipos inmersos en aceite mineral distintos de los transformadores. el valor de humedad en partes por millón es solo una pequeña parte de la información que se debe tomar en cuenta. El valor en ppm es útil en la evaluación de un aceite recién adquirido o para la instalación en el equipo de un nuevo aceite procesado.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN mayor de 0. el cual añade reactivos de forma automática hasta alcanzar el punto final. Se inyecta una muestra de aceite en el dispositivo. para los equipos inmersos en aceite y en especial para los transformadores inmersos en aceite mineral. la estimación en partes por millón ppm) del contenido de humedad no es suficiente para evaluar la humedad en el aceite de un transformador en servicio. El valor del contenido de humedad en ppm es también de suma importancia Para fluidos en servicio que sean diferentes del aceite. Por lo general. utilizados como antioxidantes en el aceite del transformador y presentan su contenido combinado como el contenido total de inhibidor de oxidación. En la mayoría de las condiciones. Ambos métodos detectan los dos componentes.000 ppm. ó-ditertiario-butil para-creso1 (DBPC) 2.4768 utiliza cromatografía de gases. combinadas con una excelente estabilidad química. Existen dos métodos de prueba normalizadas para el inhibidor de oxidación. INGENIERÍA ELÉCTRICA . Método 9079US EPA SW-846 Los bifieniles policlorinados (PCB) son una familia de hidrocarburos aromáticos clorados sintéticos. Ambos métodos conducen a resultados equivalentes. El método D 2668 utiliza un espectrómetro infrarrojo para determinar el contenido de inhibidor. Se recomienda el uso de un inhibidor de oxidación en el aceite en aquellos equipos que no cuenten con sistemas adecuados para preservación del aceite y cuyo contenido de oxígeno disuelto exceda 1.6-ditertiario-butil fenol (DBP). si se cuenta con la presencia de una cantidad suficiente de inhibidor de oxidación. DBPC y DBP. Estas propiedades.UNSA Página 24 .TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN Análisis del contenido de inhibidor en el Aceite (DBPC) Método Normalizado ASTM D 2668 O D 4768 En e1 aceite para transformador se utilizan como inhibidor de la oxidación el 2. mientras que el método D . el aceite no comenzará el proceso de envejecimiento por acción de la oxidación. La selección del método a utilizar depende de la disponibilidad de tiempo de1 instrumento en el laboratorio. Análisis del contenido de PCB (Askarel). que tienen excelentes propiedades térmicas y eléctricas. Es de suma importancia realizar la prueba para conocer el contenido de inhibidor de oxidación del aceite de un equipo en servicio. El contenido de inhibidor de oxidación se presenta como un porcentaje del peso del inhibidor en el aceite. el agotamiento del inhibidor es la primera indicación de que el aceite necesita mantenimiento. sin cambiar en lo absoluto su composición. se transformaron de la noche a la mañana en una pesadilla ambiental de gran magnitud. solo cambia de estadio al pasar del agua. al ambiente y al suelo. lo transformó en un gran agente contaminante no biodegradable bajo condiciones ambiéntales normales.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN los hicieron muy adaptables en innumerables aplicaciones comerciales. Análisis de gases disueltos en el aceite (DGA análisis) cromatografía de gases Método ASTM No. Esta característica de gran estabilidad. dado su inmenso éxito en el campo operacional. Debe evaluarse el contenido de PCB en transformadores que no fueron diseñados con tal producto porque existe una vía de contaminación de las empresas de servicio que al realizar procedimientos de recirculación a todo tipo de transformadores. es decir de liquido a gaseoso y viceversa. se descompone para dar paso a la liberación de gases dentro de la unidad. pudiendo circular libremente en le medio ambiente. Sin embargo. recuérdese que todo transformador cuyo liquido contiene más de 50 ppm. su estabilidad química y resistencia a la biodegradación no fueron evaluadas oportunamente. Su uso y fabricación fue finalmente prohibido en 1986.UNSA Página 25 . ajeno totalmente a las enfermedades comunes en ese país y causado por el irrigamiento accidental de una cosecha de arroz con el mortal PCB. ASTM D3613 y Espectroscopia Infrarroja foto acústica Los materiales aislantes dentro del transformador en particular el aceite mineral. contaminan a los de aceite con residuos de PCB proveniente de transformadores con askaerel ó que se encuentren contaminados. INGENIERÍA ELÉCTRICA . Desde el principio de los 70 su uso fue severamente limitado por la EPA (Environmental Protection Agency). después de conocerse la existencia de un cierto tipo de cáncer en Japón. se considera un transformador contaminado. después de más de 60 años de fabricación a nivel mundial sin prácticamente regulación alguna. La identificación de esos gases es de particular importancia en cualquier programa de mantenimiento proactivo (preventivo y predictivo) eléctrico en cualquier planta industrial ó instalación comercial.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN La distribución de esos gases se correlacionan con el tipo de falla eléctrica y la tasa de generación de esos gases indica la severidad de la falla . son los siguientes: INGENIERÍA ELÉCTRICA .UNSA Página 26 . Esta técnica de análisis de posibles fallas en un transformador ha sido por décadas muy útil en todas las plantas industriales . Indiscutiblemente los beneficios que un análisis de gases (DGA Analysis) puede proporcionar. Por lo que respecta a los ésteres sintéticos se han utilizado con éxito durante los últimos cuarenta años y continúan creciendo en popularidad. es preciso señalar que en la última década ha resurgido el interés por los ésteres naturales por sus credenciales "verdes". En la actualidad. son cuestionables desde el punto de vista medioambiental. Sin embargo. y que ofrecen un alto nivel de rendimiento dieléctrico y refrigerante durante largo tiempo. En este artículo los fluidos alternativos que se analizan son los ésteres naturales. Por lo que respecta a los primeros. no son todavía utilizados en aplicaciones de instrumentación.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN NUEVOS LIQUIDOS DIELECTRICOS INTRODUCCIÓN Desde hace algún tiempo. La SIGUIENTE Figura muestra un resumen del grado de implantación de los líquidos aislantes en las aplicaciones mencionadas.UNSA Página 27 . Por último. estos líquidos son utilizados en múltiples aplicaciones de los transformadores. que sean medioambientalmente respetuosos y que mejoren la seguridad contra incendios. para que estos fluidos tengan atractivo. Sin embargo. la industria del transporte y distribución de energía eléctrica ha expresado su interés y necesidad por fluidos dieléctricos alternativos al aceite mineral. INGENIERÍA ELÉCTRICA . No obstante. económicos. Más tarde. Eran muy simples e incompatibles con los equipos de respiración libre por su composición química. Por ello. ofreciendo una alternativa en aplicaciones donde se requiera una alta resistencia al fuego. deben demostrar que son seguros. fueron gradualmente remplazados por los aceites minerales. los ésteres sintéticos y los aceites de silicona. potencia y tracción. aparecieron los aceites de silicona. se han utilizado como fluido dieléctrico desde la invención de los transformadores bañados en aceite a finales de 1880. los ésteres naturales. como distribución. . los primeros son capaces de absorber entre 20 ó 30 veces más humedad que el segundo antes de saturación. la sustitución del aceite mineral por cualquiera de estos dos esteres reducirá en gran medida el impacto ambiental en el caso de vertido. barcos. especialmente en áreas sensibles (zonas pobladas. Esta mayor capacidad de absorción de los esteres tiene dos efectos positivos: Prolongación de la longevidad del aislamiento sólido. Por otro lado. Así. la durabilidad del aislamiento de celulosa bañado en éster es superior a la del bañado en aceite. Esa mayor durabilidad puede prolongar la vida útil del transformador.). Mantenimiento de las tensiones de ruptura.. Según estudios recientes. Tanto los esteres naturales como los sintéticos están oficialmente clasificados como fácilmente biodegradables y se consideran mucho más ecológicos que el aceite mineral.UNSA Página 28 . Los fluidos alternativos tienen puntos de inflamación e ignición mucho más altos que el aceite mineral. Absorción de humedad. INGENIERÍA ELÉCTRICA . la sustitución del aceite mineral aumentará en gran medida la seguridad contra incendios. El nivel de solubilidad del agua en los esteres y en el aceite mineral es muy diferente: a 25o C.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN Seguridad contra-incendios. requisito exigido a menudo por las compañías aseguradoras. La tensión de ruptura del aceite mineral se deteriora rápidamente con el incremento de la humedad. Preocupaciones medioambientales. Por ello. esta sustitución se ve incentivada por los elevados costes de instalación o actualización de los sistemas de seguridad. TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN por tener baja miscibilidad. Principales propiedades de los líquidos aislantes. INGENIERÍA ELÉCTRICA . Por claridad de la exposición se han establecido dos grandes grupos de propiedades: físico-químicas y eléctricas.UNSA Página 29 . PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS La Tabla 1 permite comparar de manera rápida las propiedades físico químicas de especial relevancia para un fluido aislante de un transformador. La presencia de compuestos de azufre en el aceite mineral y los problemas de corrosión que pueden causar en el transformador es otra de las razones para su sustitución por COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LOS LÍQUIDOS AISLANTES. En cambio. Azufre corrosivo. ambos tipos de esteres mantienen altas tensiones de ruptura con cantidades significativamente mayores de agua. al ser capaces de disolverla. e. por refino. mientras los aceites minerales y los aceites de silicona son mucho más resistentes a la biodegradación y más nocivos para el medioambiente.. ya que ésta puede modificar las propiedades físico químicas (propiedades dieléctricas. colza.. etc) de los fluidos. no generándose ni ácidos ni lodos peligrosos.UNSA Página 30 . Tanto los ésteres naturales como los sintéticos están oficialmente clasificados como fácilmente biodegradables y no dañinos para el medio acuoso. los cursos de los ríos. el Dow Corning es un aceite de silicona químicamente inerte y tiene buena resistencia a la oxidación. Este proceso se produce muy lentamente y a temperaturas mayores de 175 oC. los líquidos con una biodegradabilidad elevada y baja toxicidad son considerados como medioambientalmente respetuosos. se puede señalar que el aceite mineral es una mezcla compleja de hidrocarburos producida a partir de la destilación del petróleo. Seguridad medioambiental Generalmente. el proceso se produce con temperaturas de 125 Oc en adelante. En cambio. Estos dos factores son importantes cuando se considera el uso de líquidos aislantes en áreas medioambientalmente sensibles. aceite de girasol. viscosidad. que se obtienen. Oxidación La estabilidad de los líquidos aislantes frente a la oxidación es un aspecto clave.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN Composición química Así. por ejemplo.g. En cambio. INGENIERÍA ELÉCTRICA . capacidad de corrosión. tanto el aceite de silicona como los ésteres sintéticos son productos químicos: el primero consiste en una mezcla de polímeros inorgánicos-orgánicos y el segundo se forma por la unión química de un alcohol con un ácido graso. por ejemplo. Así. de una amplia variedad de aceites (soja.). Esta última reacción química se produce también en los ésteres naturales. afectando negativamente al funcionamiento del transformador.. en el caso de los ésteres sintéticos. Solubilidad del agua Los ésteres sintéticos y naturales. esta propiedad es clave a la hora de determinar la tensión de ruptura de estos fluidos. barcos o zonas pobladas. e. son capaces de disolver mayor cantidad de agua que los aceites minerales y de silicona.g.UNSA Página 31 . ácidos orgánicos.con temperaturas superiores a 105 oC. No obstante. Como veremos más adelante. además. Viscosidad INGENIERÍA ELÉCTRICA . Estos subproductos pueden reducir las propiedades dieléctricas del líquido aislante y corroer los metales. ácidos. Por lo que respecta al aceite mineral. además. por su mayor grado de polaridad. en túneles. Así.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN generándose. esta reacción produce geles y/o otros subproductos (alcoholes. entre ellos. ácidos orgánicos y lodos. se empieza a oxidar – y volatilizar. Seguridad contra incendios Los usuarios de los líquidos aislantes consideran la seguridad contra incendios como un factor clave en aplicaciones “sensibles”. independientemente de su composición. los ésteres naturales son los más susceptibles a la oxidación. dependiendo su grado de estabilidad de su composición química. Por último. etc) que aumentan además su viscosidad. que su riesgo de incendio sea mucho menor en caso de fallo eléctrico importante (IEC 60695-1-40 7. donde un incendio puede poner en peligro la vida humana o generar elevados costes económicos. que las instalaciones dotadas con estos fluidos tengan menores costes de instalación y mantenimiento de los equipos de seguridad. son los líquidos alternativos los que ofrecen un alto grado de seguridad contra incendios (clase K) por su baja susceptibilidad al fuego. produciéndose muchos subproductos resultado de la degradación.. reduciendo así su capacidad refrigerante.1) y que el humo producido sea no tóxico y de baja densidad. Esto supone. En cambio. con el aceite mineral y entre sí. pese a ser miscibles. pequeñas cantidades de aceite de silicona en los esteres pueden dar lugar a la formación de espuma. Además. la impregnación de los aislantes de celulosa durante el proceso de fabricación del transformador se verá dificultada por esa alta viscosidad. pero si debería tenerse mas cuidado en estos casos. Miscibilidad La miscibilidad de los líquidos alternativos. a temperatura ambiente. es una propiedad importante a la hora de proceder a la sustitución de uno de ellos: el procedimiento de lavado del transformador será más eficaz si el líquido usado es miscible con en el líquido sustitutivo.3 para los diferentes líquidos dieléctricos. Así. por ejemplo. Esto no quiere decir que un procedimiento de rellenado no pueda llevarse a cabo con fluidos inmiscibles. Salvo el aceite de silicona de baja viscosidad. aumentando la temperatura de funcionamiento del transformador. Este mismo efecto se produce. su capacidad de refrigeración será menor. tanto los esteres como el aceite de silicona son miscibles con el aceite mineral. el resto de fluidos alternativos son más viscosos que el aceite mineral. INGENIERÍA ELÉCTRICA . entre el aceite de silicona y el mineral como se recoge en la figura 2.UNSA Página 32 . Aun más.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN La viscosidad de un fluido juega un papel clave en la determinación de su capacidad de refrigeración. Como consecuencia. los primeros no lo son con el segundo. Por ejemplo. partículas. En cambio. así como del papel de celulosa impregnado con ellos. son las tensiones de ruptura de los aceites minerales y de silicona las que más rápidamente se deterioran con el incremento de la humedad al no ser disuelta en el líquido aislante. En la Figura 2. presencia de impurezas – humedad. por ejemplo. los líquidos alternativos tienen tensiones de ruptura similares a la del aceite mineral. Se podría decir que este parámetro es más una medida de su nivel de contaminación que de su capacidad dieléctrica. Asimismo.4 se presenta una comparativa-resumen – valores obtenidos de las hojas de características de los líquidos. con independencia del líquido de impregnación. en la Figura 3 se presenta los resultados obtenidos para el papel de celulosa impregnado con los diferentes líquidos. INGENIERÍA ELÉCTRICA . se determina la tensión de ruptura de estos líquidos.en el líquido. Varias e importantes conclusiones se pueden obtener: homogéneos o semi-homogéneos. burbujas de gas o aire. ambos tipos de ésteres mantienen altas tensiones de ruptura con cantidades significativamente mayores de agua. Asimismo. Tensión de ruptura Así.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN PROPIEDADES ELÉCTRICAS Por lo que respecta a las propiedades eléctricas. ya que estos líquidos sí que son capaces de disolver la humedad.UNSA Página 33 . mediante la realización de numerosas pruebas de acuerdo a diferentes normas internacionales.de este parámetro para los diferentes fluidos dieléctricos. las tensiones de rupturas del papel de celulosa son similares. la mayoría de los parámetros que se estudian buscan caracterizar desde el punto de vista dieléctrico estos fluidos. En cambio. las pruebas realizadas con gradientes de 1 kV/s sobre papeles Kraft impregnados con los diferentes fluidos demuestran que este sistema de aislamiento sólido posee tensiones de ruptura similares independientemente del líquido utilizado.la tensión de ruptura del papel impregnado con aceite mineral es superior a la del impregnado con aceite de silicona (Figuras 2. Tercero. la presencia de partículas de microfibra de celulosa. con gradientes mayores -3 kV/s.5b).5a y 2. Comparación de las tensiones de ruptura de los líquidos aislantes. que atraen las moléculas de agua y se combinan entre ellas.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN Por otro lado. INGENIERÍA ELÉCTRICA . provoca la reducción de la tensión de ruptura en todos los líquidos a medida que se incrementa la humedad relativa.UNSA Página 34 . tienen un pulso de tensión de ruptura menor que el aceite mineral. En la Figura 2. revela que el aceite de silicona y el mineral tienen tensiones de inicio de descarga parcial similares. Uno de los estudios que considera esta característica es. El segundo estudio –Figura 2.6b. este tipo de test se puede utilizar para evaluar de manera más precisa la característica dieléctrica del líquido aislante. otro estudio. Además. realizado en diferentes condiciones. el éster sintético se comporta mejor que los otros dos líquidos con gaps pequeños y alcanza la capacidad dieléctrica máxima frente a pulsos de tensión con el menor gap (47 INGENIERÍA ELÉCTRICA . es más una medida de su nivel de contaminación. En él se concluye que la tensión de inicio de la descarga parcial en el aceite mineral es similar a las obtenidas con ambos ésteres. generalmente. De este análisis parece concluirse que los ésteres. los resultados obtenidos con el papel de celulosa impregnado con los líquidos mencionados son consistentes con la aseveración anterior: menores pulsos de tensión de ruptura de los ésteres. que no se ve muy afectada por la presencia de impurezas en el fluido. Ruptura por pulso de tensión Una tercera prueba eléctrica.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN Tensiones de ruptura de papel Kraft impregnado. es la ruptura por pulso de tensión. En este caso. Descarga parcial Otra de las pruebas eléctricas habitualmente utilizadas para caracterizar los líquidos aislantes son las de descarga parcial. al contrario de lo que ocurre con la tensión de ruptura que. como decíamos. un éster sintético (MIDEL® 7131) y otro natural (E-FR3). Éstas se llevan a cabo con campos magnéticos no-homogéneos en gaps de aceite relativamente grandes. Asimismo.6a se analiza un aceite mineral.UNSA Página 35 .compara de nuevo el éster sintético MIDEL® 7131 con un aceite mineral y uno de silicona. Por lo tanto. entre los que destaca como determinante la evolución de la calidad del sistema de aislamiento sólido. los dos líquidos restantes.con el aceite mineral es la combinación de aislamiento sólido/líquido más comúnmente utilizada en los transformadores.UNSA Página 36 . • El aceite mineral es sensible a la entrada de humedad. esta combinación puede tener algunas desventajas operativas. Sin embargo. • La celulosa no puede ser usada con altas temperaturas.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN kV/mm con 1. es importante entender su interacción con los líquidos alternativos. Por ello. aceite mineral y de silicona. AISLAMIENTO DE CELULOSA La celulosa –cartón prensado o papel. Por ejemplo. FLUIDOS ALTERNATIVOS VS SISTEMA DE AISLAMIENTO SOLIDOS La vida útil de un transformador depende de varios factores. Estos inconvenientes han llevado a los usuarios a explorar otros INGENIERÍA ELÉCTRICA . • El aceite mineral con agua y la celulosa húmeda pueden ocasionar fallos en el transformador. Asimismo.5mm) de los tres líquidos. tienen un comportamiento similar frente a los pulsos de tensión. su mayor respeto por el medioambiente y su mayor tolerancia de la humedad. Ello es debido a que. Asimismo. Varios estudios han analizado la influencia del agua. Las ventajas de la combinación éster-celulosa con respecto a la convencional son su mayor nivel de seguridad contra-incendios. Dumke et al. También es de destacar que existe una creciente bibliografía en la que se sugiere que la celulosa tiene una vida útil más larga cuando se sumerge en ésteres en lugar de en aceite mineral. Celulosa-ésteres Los esteres sintéticos y naturales han sido utilizados con la celulosa durante muchos años –más de 30 años y entre 10-15 años.UNSA Página 37 . La mayor seguridad contra-incendios es la principal ventaja de esta estructura de aislamiento sobre el convencional. la cantidad de agua que retiene los ésteres es superior a la INGENIERÍA ELÉCTRICA . sugieren que el comportamiento de este sistema frente al agua es similar al del aceite mineralcelulosa. para temperaturas en torno a los 60o C o superiores. SISTEMAS CELULOSA-FLUIDOS ALTERNATIVOS Celulosa-aceite de silicona El aceite de silicona ha sido ampliamente utilizado en combinación con el aislamiento de celulosa en transformadores de distribución durante años. Así. espectivamente.en transformadores de distribución.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN sistemas de aislamiento sólido/líquido con la finalidad última es prolongar la vida útil del transformador. están siendo cada vez más usados en transformadores de potencia. la temperatura y el oxígeno sobre el anterior sistema de aislamiento. siendo DuPont su fabricante. INGENIERÍA ELÉCTRICA . transformadores o motores de tracción. Desde el punto de vista operativo. soporta temperaturas de hasta 220o C durante más de 10 años. En contrapartida. Ambos parámetros indicaban que el comportamiento de los líquidos alternativos a 60o C es igual al del aceite mineral a 20o C. Así. como aislamiento sólido sintético para altas temperaturas. La principal diferencia –y también desventaja. Este aislamiento es mucho más robusto que el de celulosa. e. Ello hace que se recomiende utilizar este líquido alternativo en transformadores herméticamente sellados y aplicaciones con bajas temperaturas. superior incluso a la del aceite mineral. Ello permite tener un aislamiento sólido más seco. entre otras aplicaciones. AISLAMIENTO DE ARAMIDA PARA ALTAS TEMPERATURAS La Aramida –acrónimo de Aromatic polyamides.UNSA Página 38 . es más caro que la celulosa. los beneficios de utilizar este tipo de aislamiento son varios: • Estabilidad con altas temperaturas. y con ello la del transformador. y no produce subproductos –gas y aguacomo si lo hace la celulosa.es un composite de poliamidas aromáticas que se utiliza. a 20o y 60o C. la celulosa se impregna más lentamente de los dos tipos de ésteres que del aceite mineral. respectivamente [25]. química y mecánica: es resistente a la hidrólisis y la oxidación. lo cual prolonga su vida operativa. ha evaluado la acción capilar y la tasa de impregnación de los tres fluidos mencionados en el cartón prensado de 3 mm.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN retenida por el aceite mineral.g. el estudio llevado a cabo por Dai et al. Su nombre comercial es Nomex®.entre los dos ésteres es la elevada susceptibilidad a la oxidación del éster natural. y proporciona altos niveles de integridad eléctrica. de grosor. En contrapartida. La aramida para transformadores está disponible como papel sintético y también como cartón prensado. Ya en 1973 se desarrollaron prototipos con este nuevo aislamiento. Así. Por último. se utiliza a menudo con los fluidos alternativos. Aramida-aceite de silicona La combinación aceite de silicona-Aramida para sistemas de aislamiento de alta temperatura es una evidente mejora con respecto al sistema tradicional de aceite mineral-celulosa. • Permite diseños más compactos. su aplicación en tracción ferroviaria. • Proporciona una mayor fiabilidad y durabilidad.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN • Mayor potencia para un determinado tamaño de transformador. • Mayor capacidad de sobrecarga continua. Aramida-éster sintético Los ésteres sintéticos están siendo cada vez más utilizados en combinación con la aramida en transformadores de tracción o en generación eólica. con el fin de maximizar las ventajas este tipo de aislamiento. ha demostrado el bajo impacto de las condiciones de funcionamiento en la vida útil de este sistema de aislamiento. • Mayor capacidad para soportar sobrecargas de emergencia. • Baja absorción de humedad. siendo hoy en día habitualmente utilizado en todo el mundo. donde se producen altas temperaturas en el transformador por sobrecarga. ya que soportan temperaturas mayores que el aceite mineral. donde las INGENIERÍA ELÉCTRICA . • Resistencia superior a la de la celulosa contra la corte y el desgarro.UNSA Página 39 . UNSA Página 40 . Esta estrategia permite el mismo tipo de ventajas que los sistemas todoaramida pero. pruebas de monitorización. Por ejemplo. ya que la celulosa está presente en el transformador.g. más respetuosos con el medioambiente y a prueba de incendios. conductores envueltos. Con este tipo de sistema es adecuado el uso de líquidos alternativos capaces de soportar altas temperaturas. NORMATIVA INTERNACIONAL APLICABLE A LOS LÍQUIDOS DIELECTRICOS En esta sección se lleva a cabo una revisión de la normativa internacional que afecta a los líquidos dieléctricos: clasificación. SISTEMAS DE AISLAMIENTO HÍBRIDOS Un sistema de aislamiento híbrido es aquel que aísla las zonas más frías del transformador con papeles tradicionales Kraft a base de celulosa. los test vigentes se deben localizar en la última versión de la norma correspondiente. no en el mismo grado. etc (Ver Tabla 3). Los límites de los tests y su aplicabilidad en un determinado equipo deben buscarse en las mencionadas normas. e. Hay que tener en cuenta que la diferente composición química de los líquidos alternativos puede conducir al uso de diferentes métodos para la determinación del mismo parámetro. En consecuencia. obviamente. mantenimiento. los disolventes utilizados con el aceite mineral pueden ser diferentes a los usados con INGENIERÍA ELÉCTRICA . Es necesario subrayar que los métodos de análisis y las normas que los contienen están siendo continuamente modificados y actualizados. mientras que el papel de aramida se aplica en las zonas más calientes.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN altas temperaturas son probables y las condiciones de funcionamiento son muy exigentes. Esta combinación permite construir transformadores de potencia más pequeños. Se advierte al lector que consulte su disponibilidad-. por lo que las pruebas a realizar sobre estos últimos dependen en gran medida de los procedimientos ASTM.UNSA Página 41 .TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN los ésteres naturales. es útil realizar tantas pruebas como sea posible.está en desarrollo. los límites aceptables para los diferentes parámetros cambiarán en función de las propiedades de cada líquido. Al decidir sobre el estado de un líquido dieléctrico. Además. Esto es cierto para todos los líquidos dieléctricos. Finalmente indicar que actualmente no existe una norma IEC para el testeo de los ésteres naturales . no sólo para el aceite mineral. Por ejemplo. los límites de humedad en ésteres son mucho mayores que para el aceite mineral. INGENIERÍA ELÉCTRICA . La tendencia de los resultados obtenidos de esas pruebas durante un período de tiempo determinado es una herramienta adicional para la toma de decisiones. UNSA Página 42 .TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN INGENIERÍA ELÉCTRICA . es absolutamente indispensable monitorear frecuentemente la condición del aislante dieléctrico. para tomar acciones preventivas y algunas posibles correctivas a que halla lugar antes de que le aceite alcance un grado de deterioro más allá del punto donde la falla es inevitable.htm https://extranet.edu.ar/Aceites%20aislentes%20minerales.bo/rherrerav/wpcontent/uploads/Dielectricos_AT.rincondelvago. Las condiciones del aceite y de la carga deben evaluarse sobre una base anual. pdf http://www.espol.etitudela. Se deben mantener registros permanentes de todos los ensayos realizados.com/normas_pdvsa/mi/vol12/pi_13_06_01. en la medida que los ensayos demuestran la presencia de un deterioro evidente en el transformador en esa misma medida se acelera la frecuencia de la realización de las pruebas.vepica.ar/sispot/Libros%202007/libros/altatens/ at-06/cap6. continuidad del servicio.unlp.htm http://html.ing.pdf http://www.edu.com.edu.html http://www.dspace.p df INGENIERÍA ELÉCTRICA .com/aislantes_materiales.TÉCNICAS DE ALTA TENSIÓN CONCLUSIONES Desde el punto de vista de la seguridad eléctrica.UNSA Página 43 .ec/handle/123456789/83 http://www. sin embargo un programa de mantenimiento eléctrico preventivo y predictivo. disminución de costos de mantenimiento. nos dirá la frecuencia real de estas pruebas basadas en la importancia del equipo en el sistema y la condición de operación previamente analizada que tiene ese equipo. BIBLIOGRAFIA http://www.utonet.docentes.com/profesores/jfcm/edm/Cap6.serelecweb.