MEDICION DE LA RIGIDEZ DIELECTRICA DEL ACEITE EN TRANSFORMADORES ELECTRICOS

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MEDICION DE LA RIGIDEZ DIELECTRICA DEL ACEITE EN TRANSFORMADORES ELECTRICOS

OBJETIVOS GENERALES:

1. Verificar la capacidad que tiene el aceite para soportar esfuerzos dieléctricos sin fallar.

1. Detectar la presencia de agentes contaminantes, como agua, suciedad o algunas partículas conductoras en el aceite.

1. Conocer cómo operan las respectivas normas NTC e IEEE respecto a las evaluaciones de  los  transformadores, estas mediciones las realizamos con los equipos que posee el laboratorio de máquinas eléctricas de la universidad autónoma de occidente.

DOCUMENTACION

Esta prueba es realizada con el fin de reconocer la tensión de ruptura que un aceite soporta, arrojando como resultado la resistencia momentánea de la muestra del aceite al paso de la corriente y el grado de la humedad, suciedades y solidos conductores en suspensión. El aceite funciona como refrigerante en los transformadores, pero con el paso del tiempo el aceite pierde sus propiedades por lo que debemos realizar pruebas periódicas para verificar las condiciones del mineral. Esta prueba se realiza bajo la NTC 1465 (especificaciones para aceites minerales nuevos. aislantes, para transformadores, interruptores y equipos eléctricos), que en su introducción refiere como sugerencia referirnos a la norma ASTM D923 para realizar la toma de muestras del aceite.

Las normas técnicas colombianas, están referenciada a las pautas especificadas en las normas ASTM, IEEE, IEC, etc. Específicamente la norma NTC 3218 “Método de ensayo para determinar la tensión de ruptura dieléctrica en aceites aislantes derivados del petróleo usando electrodos del tipo VDE” es equivalente (EQV) a la norma ASTM D 1816.

Ensayo (Procedimiento A): Sirve para ensayar fluidos de silicona y para determinar la tensión de ruptura dieléctrica de un líquido nuevo, se realiza la ruptura para 5 llenadas sucesivas del recipiente para ensayo. Se promedian los 5 valores y se reporta este promedio como la tensión de ruptura dieléctrica de la muestra. Si este promedio no cumple con la norma se realizan 5 llenadas adicionales y se reporta el promedio de las 10 rupturas como la tensión de ruptura dieléctrica de la muestra.

Ensayo de rutina (Procedimiento B): con este procedimiento se busca determinar la tensión de ruptura dieléctrica de un líquido aislante para 5 rupturas en una llenada de aceite con intervalos de 1 minuto de reposo entre rupturas. Se promedian los 5 valores y se reporta este promedio como la tensión de ruptura dieléctrica de la muestra. Si no cumple con la norma se descarta la muestra, se invierte y se agita el recipiente y se vuelve a llenar, se efectúan otras 5 rupturas y se promedian el total de las 10 rupturas para reportar el valor de tensión de ruptura dieléctrica de la muestra.

Equipo de control de tensión: En la norma ASTM  D 877 se utiliza un índice de subida de la tensión de 3 kV/s. La tolerancia del índice de la subida debe ser el 5% para cualquier equipo nuevo, mientras en la norma NTC 3218, el incremento de la tensión será de 0,5 kV/s ±20% obtenido mediante un autotransformador accionado por un motor con una curva característica en tensión–tiempo aproximadamente lineal.

Materiales.

• Muestra de aceite.
• Frasco boca ancha de capacidad de ¼ litro.
• Chispometro.
• Probador portable 60 Kvac aceite de OC60A
• Voltaje de salida: 0 a 60 KVAC con tres programas, índices de subida del voltaje y terminación inmediata del voltaje sobre la interrupción.

Electrodo: Los electrodos en la norma NTC 3218, deben ser de bronce pulido con cabeza semiesférica, del tipo VDE (Verband der Elektrotechnik, especificación 0370) con las dimensiones que aparecen en la figura1.

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Figura 1. Electrodo VDE.

[pic 2]

Figura 2. Electrodo de discos planos.

El cual se utiliza para la muestra del aceite nuevo.

Para la norma NTC 3218 la separación de los electrodos debe ser de 2mm o 0,8” cuando se dispone de un rango aceptable de 1mm o 0,054” cuando la tensión de prueba es de casi 50 kV.

Temperatura: La temperatura de ensayo para norma ASTM D 877 debe ser de 20°C a 30 °C en la norma NTC 3218 no debe ser inferior a los 20°C.

ASPECTOS GENERALES

Esta prueba se efectúa según procedimientos que están claramente establecidos principalmente por las diferentes normas ASTM que rigen la prueba de la rigidez dieléctrica, aunque normalmente está se hace de acuerdo a lo establecido por las normas ASTM D877 y la ASTM D1816. Sin embargo lo importante es efectuar siempre la prueba bajo la misma norma para tener puntos de referencia comparables en el tiempo.

Rigidez Dieléctrica: Se define como rigidez dieléctrica a la capacidad de un aislante para soportar tensión eléctrica a determinada rampa de incremento de la misma sin fallar. La rigidez dieléctrica es útil como un primer indicio de la presencia de contaminantes tales como agua, impurezas, fibras de celulosa o partículas conductoras, y además es importante como concepto de seguridad de operación actual del equipo. Sin embargo, un alto valor de rigidez dieléctrica no indica que haya ausencia total de todo tipo de contaminantes. 

Se debe verificar la rigidez dieléctrica del aceite de un transformador, para ver si no presenta ruptura al ser sometido a altos voltajes, y pueda provocar fallas en el transformador o maquina eléctrica en uso.

La Rigidez Dieléctrica no puede ser el único parámetro que defina el camino a seguir en mantenimiento preventivo.

NORMAS DE REFERENCIA 

Las normas a las que hacen referencia las norma ASTM D877 y NTC 3218 (ASTM D 1816) para la prueba de rigidez dieléctrica son las siguientes:

D 5222 Especificación para los minerales de alto punto al fuego aceites para aislamiento eléctrico.

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