Los transformadores de potencia son aquellos activos que se usan en la transmisión y distribución de la respectiva energía eléctrica. Lo ideal, es que estos tengan larga vida útil sin interrupciones y, para ello, deben estar en condiciones óptimas que se pueden comprobar mediante un diagnóstico preciso de su rendimiento. 

En caso tal de que los resultados no sean óptimos, se pueden implementar acciones adecuadas para evitar fallas complejas. Dentro de los grupos de métodos de diagnóstico se encuentran las mediciones dieléctricas, que se caracterizan por permitir reconocer el estado del aislamiento del transformador de potencia y sus bornas. En este sentido, la integridad de sus aislamientos, es un elemento fundamental para que puedan funcionar de manera óptima. 

Las pruebas dieléctricas se han usado por décadas con el objetivo de realizar un diagnóstico de los transformadores de potencia y bornas. Aparte de las pruebas convencionales a la frecuencia de línea, han ido cambiando a modelos modernos de pruebas dieléctricas que se implementan bajo diversas frecuencias y tensiones. 

Técnicas de análisis dieléctrico para pruebas de campo

A pesar de que técnicamente se puede realizar un mantenimiento de transformadores bajo una medición dieléctrica a todo tipo de frecuencia y tensión, existen diversos grupos de equipos de medición que disponen de parámetros especializados de pruebas similares para realizar pruebas de campo de equipos de alta tensión. A continuación describimos alguno de ellos:

Una sola frecuencia 

Este tipo de mediciones se llevan a cabo, por lo general, en la frecuencia de la red del sistema (50 Hz o 60 Hz). Cuando se trata de aplicación en campo, se debe contemplar la interferencia a la misma frecuencia en un sistema bajo tensión cercano. En términos generales, se hace referencia a una fuente de alta tensión, con el fin de establecer una relación señal-ruido, que sea óptima, motivo por el cual la máquina de prueba a menudo puede ser bastante grande y pesada.

Dentro de las ventajas por las cuales se destaca este tipo de prueba, es que todos los parámetros establecidos se pueden aplicar también con el uso real del activo. 

Rango de frecuencias limitado (15 a 400 Hz)

En este caso, se considera un rango de frecuencia típico que tiende a ser de 15 a 400 Hz. Cuando se llega a incrementar el rango de frecuencias, se puede llegar a evaluar la dependencia de la misma a través de las propiedades dieléctricas. A pesar del limitado rango de frecuencias, no permite una separación de los diversos factores de influencia, por lo regular, se pueden extraer ciertas conclusiones adicionales que guardan relación con el estado del activo.

Las propiedades dieléctricas a la frecuencia de red pueden llegar a ser medidas de manera directa o bien se pueden conseguir por interpolación. Es por esta razón que, también se puede llegar a hacer una comparativa, en cuanto a los valores medidos, con los respectivos valores de referencia a la frecuencia de la red.

Tensión variable (“prueba de Tip-Up”) 

Se trata de una medición a una sola frecuencia donde se incrementa la tensión y se pueden llegar a medir los parámetros dieléctricos bajo un rango de tensiones. Especialmente, se usa la frecuencia de la red, pero existe la posibilidad de hacer una combinación con un rango de frecuencias (como el anterior descrito). 

Inclusive, se pueden detectar ciertos defectos con una prueba de este tipo, como un contacto deficiente, con respecto a la toma de medición de una borna.

Mediciones dieléctricas de banda ancha (DFR) 

Las mediciones eléctricas de banda ancha se implementan, con el fin de medir las propiedades dieléctricas de un activo bajo un rango de frecuencias muy amplio. Generalmente, desde la región inferior de los kHz a unos cuantos mHz o, incluso, μHz.

Se pueden identificar diversos principios que usan mediciones en el dominio de la frecuencia, así como, en el tiempo. Igualmente, es posible realizar combinaciones que pueden servir para mezclar las ventajas de los diferentes principios.

Una de las grandes ventajas de usar una gama de frecuencias muy amplia, es la elevada sensibilidad para varios factores de influencia. Esto hace que la técnica sea muy sensible, en lo que respecta a la detección de agua y envejecimiento. 

Con la ayuda de un sistema especializado, este método puede establecer la cantidad absoluta de contenido de agua en el aislamiento de papel/cartón. También, se puede llegar a determinar la conductividad del aceite.

¿Qué se debe considerar para la realización de las medidas dieléctricas?

Antes de llevar a cabo una medición dieléctrica en un transformador de potencia se debe desconectar completamente cada una de las conexiones eléctricas a las bornas. Esto no es únicamente por motivos de seguridad, sino también, por el hecho de que las mediciones dieléctricas pueden llegar a medir cada una de las partes que estén conectadas al sistema y las tensiones inducidas, pueden provocar perturbaciones a nivel de la medición.

Es conveniente, cortocircular cada uno de los devanados del mismo grupo antes de realizar el proceso de medición. De ser posible, también, se debe incluir en el cortocirculado, la borne del neutro.

Es preciso destacar que, se debe tener presente la temperatura, dado que, tiene una influencia importante en el resultado de cada uno de los tipos de medición dieléctrica. Por ello, debe ser medida y tomar nota de la información obtenida.

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