08 de marzo de 2017

Aislamiento eléctrico

Si la temperatura disminuye, el agua migra del aceite a las tarjetas y viceversa si la temperatura aumenta

En los transformadores eléctricos, el aislamiento está garantizado principalmente por el sistema de aceite y papel.

La construcción de los transformadores asegura prácticas operativas tales como garantizar una concentración de agua en el papel típicamente menor de 0,5% -1% en masa, en relación con los requisitos contractuales definidos entre el fabricante y el comprador (ref. 5.4.3 IEC 60422).

El límite de agua en el aceite  depende de la categoría del transformador, para los nuevos transformadores (> 170 KV) antes de la energización, la concentración máxima admisible de agua en el aceite es 10 mg/Kg (ref. Tabla 3 IEC 60422). Después del secado inicial del nuevo transformador, la concentración de agua aumenta en función del tipo de transformador, de las condiciones ambientales, de las condiciones  operativas y  de los procesos de degradación del aceite y del papel. El aumento de agua en el transformador tiene causas externas (por ejemplo, la entrada desde la atmósfera) y causas internas, debido a los complejos mecanismos de degradación del sistema de  aceite-papel. Entre estos últimos están los procesos de degradación físico-químico del papel conocido como “procesos de hidrólisis”.

Durante el ciclo de vida del transformador existe una condición de modificación continua del equilibrio entre el agua absorbida en el papel y la disuelta en el aceite. La migración del agua entre el papel y el aceite depende principalmente de la temperatura y del “perfil de operaciones” del transformador.

Relación con la temperatura

La migración del agua entre el papel y el aceite depende principalmente de la temperatura y del “perfil de operaciones” del transformador. Cuanto más alta es la temperatura más podemos observar  la migración del agua del papel al aceite, cuanto más baja es la temperatura, más agua pasa del aceite al papel.

El perfil térmico del transformador no es homogéneo en todas las partes internas; en particular cambia en función del bobinado, en la parte superior, media y baja, de la circulación y de los conductos, de la refrigeración y de la geometría del sistema de refrigeración y de los depósitos de lodo que pueden cambiar con el tiempo. Un importante estudio de estas condiciones se da en el documento CIGRE WG 230 del documento de 2007 titulado “equilibrio de la humedad y migración de humedad dentro de los sistemas de aislamiento del transformador”, el coordinador era el Dr. Victor Sokolov (fallecido en 2008) uno de los mejores expertos en la materia.

El agua en el transformador induce a una reducción progresiva de las propiedades del aislamiento (tensión de descarga, factor de disipación) del sistema de papel-aceite con la generación de defectos eléctricos (ejem:. Descargas parciales) que puede evolucionar en descargas eléctricas y arcos de potencia con fallos eléctricos al transformador.

Corresponde a la presentación “World of moisture & Moisture Management” de V. Sokolov presentada en la conferencia My Transfo 2004, en Turín 20/10/2004

El 99% del agua contenida en los transformadores de potencia se encuentra en los materiales celulósicos.

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

A. De Pablo, R. Andersson, H.J. Knab, B. Pahlavanpour, M. Randoux, E. Serena, V. Tumiatti ? “Furanic compounds analysis a tool for diagnostic and maintenance of oil-paper insulation systems” – Proceedings of the CIGRE Conference – Berlin Germany – April 22-27-1993.


V. Tumiatti, S. Levchik, G. Camino ?Paper ageing esperiments? CIGRE Task Force 15.01.03 ? Lubliana november 1995.


S. Levchik, J. Scheirs, G. Camino, V. Tumiatti ? ?Study of the origin of furanic compounds in the thermal degradation of cellulosic insulating in electrical transformers? ? Polymer degradation and stability 61 (1998) 507-511.


J. Diana, V. Tumiatti, G. Camino ? ?Diagnostic testing of oil samples and interpretation of results? ? Proceeding of the Conference ? Power Transformer Maintenance ? Faculty of Engineering ? University of Pretoria ? R.S. Africa, 26-27 may 1998.


V. Tumiatti ? ?L?analisi dei fluidi tecnici come strumento di diagnosi del degrado per l?efficace prevenzione dei guasti? ? Seminario dall?Istituto di Ricerca Internazionale sulla manutenzione produttiva ai sistemi oleodinamici ed alla lubrificazione degli impianti, Milano 25-26 novembre 1998.


J. Scheirs, G. Camino, V. Tumiatti, M. Avidano: ?study of mechanism of thermic degradation of cellulosic paper insulation in electrical transformers oil?. Die Angewandte Makromulekalare chemie (1998) 19-24 (Mr 4504).


V. Tumiatti, R. Actis, A. Armandi, G. Di Iorio, G. Camino ? ?Diagnostic testing of oil samples on electric transformers? ? (to be presented for SMI?99 ? 3° Convegno internazionale sulla manutenzione di impianti industriali, Bologna 17-20 febbraio 1999).


J. Scheirs, G. Camino, V. Tumiatti, E. Serena, D. Allan, C. Jones, A. Emsley, M. Avidano ? ?Review of some developments in cellulose insulation condition monitoring? (to be submitted).


S. Kapila, P. Nam, V. Tumiatti, A. Armandi ?Evaluation of Analysis Techniques for Finger printing Mineral Transformer Oil? CIGREWG15.01.TF06 ? Leatherhead (UK) 13.01.1999.


J. Scheirs, G. Camino, M. Avidano, V. Tumiatti ? Origin of Furanic Compounds in Thermal Degradation of Cellulosic Insulating Paper ? Journal of Applied Polymer Science, Vol. 69 2541-2547 (1998).


M. Pompili, F. Scatiggio, V. Tumiatti. (2009). Liquidi isolanti: nuove prospettive ed evoluzione normativa. U & C. Unificazione e Certificazione, vol. LIV.; p. 41-44, ISSN: 0394-9605


R. Actis, S. Flet. Water in insulating system of oil-filled electrical equipment De-hydration techniques of power transformers in service on-load treatment – Proceedings of My Transfo 2008, Turin (IT) December 17-18, 2008 pag. 53