Introducción a los absorbedores de humedad para transformadores

• funcionalidad básicaAísla y elimina la humedad y las impurezas del aire que entra en el conservador de aceite del transformador para mantener la elevada rigidez dieléctrica del aceite aislante y ralentizar el proceso de envejecimiento del material aislante sólido.

• Principio de funcionamiento:: Utiliza el efecto de “respiración” producido por la dilatación y contracción térmicas del aceite aislante del interior del transformador como consecuencia de los cambios en las condiciones de funcionamiento y la temperatura ambiente. Absorbedor de humedad en el transformador “inhalación” cuando el gas entrante para el secado eficiente y filtración.

• Componentes claveEl desecante: consiste principalmente en un desecante (generalmente gel de sílice que cambia de color) y un sello de aceite para filtrar las impurezas.

• evolución tecnológica: Del humidificador tradicional que depende de la inspección manual y la sustitución periódica del desecante, se ha pasado a un humidificador inteligente que no requiere mantenimiento, con supervisión en línea, calentamiento y regeneración automáticos y funciones de comunicación a distancia.

• valor aplicadoComo accesorio de protección básico para garantizar el funcionamiento seguro y fiable a largo plazo del transformador, su estado de funcionamiento afecta directamente al nivel de aislamiento y a la vida útil general del transformador.

I. Mecanismo físico y peligros de la respiración de los transformadores

Los transformadores de potencia sumergidos en aceite con depósitos conservadores de aceite no están completamente aislados de la atmósfera. El aceite aislante como líquido cambia significativamente su volumen con la temperatura:

• Proceso de expansión (espiración)Cuando la carga del transformador aumenta o la temperatura ambiente sube, la temperatura del aceite aumenta y el volumen se expande, haciendo que el nivel de aceite en el conservador de aceite aumente, y el gas por encima del gabinete sea exprimido y descargado a través del higroscopio.

• Proceso de contracción (inhalación)Cuando la carga disminuye o la temperatura ambiente baja, la temperatura del aceite disminuye, el volumen se reduce, el nivel de aceite en el conservador disminuye y se forma una presión negativa en el interior, de modo que el aire exterior es aspirado a través del higroscopio para equilibrar la diferencia de presión entre el interior y el exterior.

Este proceso periódico de intercambio de gases se conoce como la “respiración” del transformador. Sin una protección eficaz, la humedad y las partículas en suspensión contenidas en el aire inhalado entrarán directamente en el conservador de aceite y acabarán penetrando en el aceite aislante del cuerpo del transformador. La presencia de humedad reducirá drásticamente la tensión de ruptura del aceite aislante y es el principal catalizador para acelerar el envejecimiento hidrolítico del papel aislante de celulosa; mientras que las impurezas de partículas sólidas pueden formar caminos conductores bajo fuertes campos eléctricos, desencadenando descargas internas. Por lo tanto, es crucial secar y purificar el aire inhalado.

II. Absorbedores de humedad de silicona convencionales

Los higroscopios convencionales son los dispositivos básicos de protección más utilizados y su construcción y principio son relativamente sencillos.

1. Componentes estructurales.

• tripasVidrio transparente o materiales de policarbonato de alta resistencia: suelen utilizarse para facilitar la observación externa del estado de la silicona en el interior.

• desecanteRelleno interior con materiales altamente absorbentes de la humedad.Silicona que cambia de color.

  • Sin cobalto y respetuoso con el medio ambiente (corriente principal)Color: Naranja cuando está seco, cambiando gradualmente a verde oscuro cuando se satura de humedad.

  • Con cobalto (eliminado)Color: Azul cuando está seco, se vuelve rosa cuando se satura de humedad.

• retenes de aceiteEl sistema de estanqueidad: En la parte inferior de la unidad hay una copa de aceite, que se llena con una cantidad adecuada de aceite aislante para formar una junta de aceite.

2. Flujo de trabajo.
Durante la “aspiración”, el aire exterior pasa primero a través del sello de aceite situado en la parte inferior. El sello de aceite puede filtrar eficazmente la mayor parte del polvo y las impurezas sólidas del aire. Después, el aire entra en la carcasa hacia arriba y pasa a través de la capa desecante de gel de sílice, donde las moléculas de agua del aire son adsorbidas físicamente por la estructura porosa del gel de sílice, con lo que se consigue la sequedad. Por último, el aire limpio y seco entra en el conservador de aceite del transformador.

Absorbedor de humedad inteligente que no requiere mantenimiento

Los absorbedores de humedad tradicionales dependen de inspecciones y mantenimiento periódicos manuales, con el riesgo de que un mantenimiento inoportuno provoque fallos en la protección. Los higroscopios inteligentes, que no requieren mantenimiento, consiguen un funcionamiento automatizado integrando sensores, controladores y sistemas de regeneración.

1. Principios de funcionamiento.
El corazón del dispositivo es el ciclo de “supervisión en línea y regeneración automática”.

• Supervisión en líneaSensor de humedad de alta precisión integrado para medir en tiempo real la humedad relativa del aire que se ha secado y procesado como preparación para entrar en el conservador de aceite.

• control inteligenteCuando el controlador detecta que la humedad del aire de salida supera el umbral de seguridad preestablecido (lo que indica una disminución de la capacidad de absorción de humedad del gel de sílice), se inicia automáticamente el proceso de regeneración.

• auto-regeneraciónEl controlador activa un sistema de calentamiento eléctrico interno (por ejemplo, un calentador PTC) para calentar el gel de sílice saturado de humedad. Bajo el efecto de la alta temperatura, la humedad adsorbida en el gel de sílice se evapora y se expulsa a la atmósfera. Una vez completada la regeneración, el gel de sílice recupera su sequedad y su capacidad de absorción de humedad.

• Derivación y aislamientoDurante la regeneración, un sistema de válvulas interno garantiza que el vapor de agua procedente del calentamiento se expulse al exterior y no entre en el transformador. Al mismo tiempo, el transformador puede seguir respirando normalmente a través de una cámara de secado de repuesto o un canal de derivación.

• comunicaciones remotasEl dispositivo suele estar configurado con una interfaz RS-485 o Ethernet, que puede cargar el estado de funcionamiento, los datos de humedad y la información de alarma al sistema de automatización de la subestación, y realizar una supervisión remota en funcionamiento desatendido.

IV. Comparación del rendimiento técnico

Preguntas más frecuentes (FAQ)

1. ¿Cómo puedo saber cuándo hay que cambiar la silicona de un humidificador convencional?
Normalmente, cuando más de 2/3 del volumen de gel de sílice en un absorbedor de humedad cambia de color de seco (naranja) a saturado (verde oscuro), esto indica una reducción significativa de su capacidad de absorción de humedad, y debe disponerse inmediatamente la sustitución o el secado fuera de línea del gel de sílice para su regeneración.

2. ¿Para qué sirve la copa de aceite situada en la parte inferior del respiradero deshidratador? 3. ¿Cuáles son los requisitos de nivel de aceite?
La copa de aceite tiene dos funciones principales: una es realizar la filtración preliminar del aire inhalado para eliminar el polvo y otras impurezas en partículas; la otra es formar un sello de aceite para evitar el contacto directo y continuo entre el gel de sílice y la atmósfera externa y ralentizar la velocidad de su humedad natural. El nivel de aceite debe mantenerse entre las líneas de escala marcadas en la copa de aceite, demasiado bajo perderá el efecto de filtrado y sellado, demasiado alto puede aspirar el aceite en la cámara desecante cuando se inhala una gran cantidad de aire.

3. ¿Por qué se está eliminando la silicona azul?
El gel de sílice azul convencional utiliza cloruro de cobalto como revelador del color. Se ha demostrado que el cloruro de cobalto es potencialmente nocivo para el medio ambiente y la salud humana. Por lo tanto, por razones medioambientales y de salud y seguridad en el trabajo, ahora se está produciendo un cambio total hacia el uso de silicona naranja sin cobalto.

4. ¿Están todos los transformadores sumergidos en aceite equipados con absorbedores de humedad?
No. Sólo los transformadores con armarios de almacenamiento de aceite necesitan estar equipados con absorbedores de humedad. Mientras que la estructura totalmente sellada del transformador (como el uso de tanque de aceite corrugado o vejiga de nitrógeno incorporada) su aislamiento interno y atmosférico, a través de la propia deformación elástica del tanque para compensar el cambio de volumen del aceite, por lo que no hay necesidad de absorbedor de humedad.