Contar con un adecuado plan de mantenimiento de transformadores es fundamental para evitar fallos eléctricos y prolongar la vida útil de los equipos. Por ello, existen diferentes pruebas de transformadores que permiten regular y mantener al mínimo la humedad, junto con el calor y el oxígeno. ¿Quieres saber cuál es la técnica más eficaz de todas ellas? Si dijiste que sí, ¡lee este artículo y descubre todo sobre este nuevo estándar!

¿Qué es la espectroscopia en el dominio de la frecuencia o DFR?

La espectroscopia en el dominio de la frecuencia, también conocida como DFR, es un método de análisis que se realiza en el dominio de la frecuencia para determinar el contenido de humedad del aislamiento sólido de un transformador y la conductividad del aislamiento líquido.

Esta prueba es realmente eficaz y ahorra mucho tiempo y dinero en mantenimiento. Por este motivo, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) decidió crear una guía con una serie de normas que describen cómo aplicar la tecnología DFR en transformadores inmersos en aceite.

Una de las características más destacables de la espectroscopia en el dominio de la frecuencia es que puede distinguir entre los efectos de la humedad y los de la contaminación en aislamientos líquidos y sólidos. También cabe mencionar que esta prueba implica una señal de excitación de bajo voltaje, normalmente inferior o igual a 140 VRMS, según el resumen que la revista NETA World realizó de la guía para la prueba DFR del IEEE, en el párrafo 26.

Además, gracias a la guía que nos brinda el IEEE, podemos comprender datos importantes como:

• El método DFR, como cualquier otro método de respuesta dieléctrica, depende de las propiedades dieléctricas únicas del material, del campo eléctrico y de la temperatura de la muestra en el momento del ensayo.
• Esta prueba sigue el mismo principio de medición que la prueba del factor de potencia (PF), pero la señal de excitación que aplican los instrumentos DFR varía la frecuencia en el rango de 1 kHz a 1 mHz (rango de referencia a 20°C). La impedancia compleja del sistema dieléctrico se mide a diferentes frecuencias y la respuesta dieléctrica se representa gráficamente como factor de disipación porcentual, permitividad o capacitancia en función de la frecuencia.

Para evaluar el estado del sistema de aislamiento, el algoritmo de modelización necesita información específica, como:

• Permitividad relativa del aislamiento líquido (εr)
• Energía de activación térmica para el aislamiento sólido y líquido
• Temperatura del aislamiento sometido a prueba

El resultado de la prueba proporcionará:

• Conductividad del aislamiento líquido (σ)
• Contenido de humedad del aislamiento sólido (μ)
• Factor de potencia

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¿Dónde y cómo se realizan las pruebas DFR?

El IEEE también menciona que las pruebas de espectroscopia en el dominio de la frecuencia se realizan sobre el terreno, siguiendo los mismos principios de conexión del instrumento al objeto que se utilizan para las pruebas de factor de potencia o factor de disipación (DF).

Entre las mejores prácticas y configuraciones para llevar a cabo este ensayo, destacan las recomendaciones relacionadas con la seguridad, ya que es un factor fundamental en este proceso. Asimismo, a la hora de realizar la prueba, se aconseja seguir las instrucciones que brindan los fabricantes o desarrolladores de los equipos de pruebas primarias.

Análisis e interpretación de las mediciones DFR

Con el fin de analizar e interpretar las mediciones de las pruebas DFR de forma eficaz, es imprescindible conocer las diferencias entre la respuesta dieléctrica de los aislamientos líquidos y sólidos.

En primer lugar, debemos comprender que las propiedades dieléctricas del aislamiento líquido pueden describirse mediante un simple circuito RC paralelo. Aquí, la capacitancia representa la permitividad del líquido y la resistencia representa la conductividad del mismo.

Las propiedades dieléctricas del aislamiento sólido son más complejas. Esto se debe a que tanto la capacitancia como las pérdidas varían con la frecuencia, de manera que no pueden describirse mediante un circuito RC paralelo o en serie.

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¿Cuál es el principal factor que afecta a la respuesta dieléctrica?

Uno de los factores más importantes que hay que considerar durante las pruebas es la presencia de ruido o EMI (interferencia electromagnética) en la zona de ensayo circundante. Para superar el efecto de la EMI en la señal de medida, es posible usar un amplificador de tensión sobre el terreno, sobre todo para muestras de baja capacitancia y ensayos a temperaturas cercanas a 0 °C.

Métodos de prueba alternativos para transformadores

Prueba de factor de potencia (PF)

Las pruebas de factor de potencia son capaces de calcular la pérdida dieléctrica y detectar el deterioro de los equipos eléctricos. Esto significa que si hay humedad, sequedad o deterioro en el aislamiento eléctrico, esta prueba determinará la gravedad del daño.

Una desventaja de este método es que solo evalúa a una frecuencia de 60 Hz, mientras que el DFR evalúa en un barrido de frecuencias, lo que amplía el espectro de análisis. Es por eso que, hoy en día, muchos prefieren recurrir a los ensayos de DFR.

En conclusión, las pruebas DFR proporcionan una imagen más clara y detallada del estado de cualquier equipo de potencia impregnado de aceite o fluidos. Al determinar el nivel de humedad actual en la celulosa o en el papel, podrás hacerte una idea del estado físico del equipo que se pone a prueba. ¡Esperamos que esta información te haya resultado útil!

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