¿Qué es la supervisión en línea de los pasatapas de los transformadores? Control del aislamiento y control local de descargas en detalle

• Supervisión de objetos: Pasamuros de alta tensión del transformador: componentes clave que conectan los devanados internos del transformador con las barras colectoras externas. El estado del aislamiento de los pasamuros influye directamente en el funcionamiento seguro del transformador; el deterioro del aislamiento es el fallo más habitual en los pasamuros.
• Principios de control: Se recoge la señal de corriente de puesta a tierra de la pantalla exterior del buje mediante un transformador de corriente de flujo cero, de la que se extraen tres parámetros fundamentales: la corriente de fuga, la pérdida en dieléctrico y la capacitancia; a partir de la evolución de estos parámetros se determina el estado del aislamiento del buje.
• Doble dimensión de seguimiento: La monitorización del aislamiento evalúa el nivel general de aislamiento del buje mediante los cambios en la pérdida dieléctrica y la capacitancia; la monitorización de descargas parciales detecta defectos de aislamiento en fase inicial mediante la captación de señales de descargas parciales en el interior del buje.
• Instalación ininterrumpida: La tarjeta del sensor se instala en el cable de puesta a tierra del extremo del manguito, totalmente aislada del circuito de alta tensión, por lo que no es necesario cortar el suministro eléctrico durante el proceso de instalación.

1. ¿Por qué es necesario realizar un control en línea de los tubos de revestimiento?

Los pasamuros de alta tensión son uno de los componentes más críticos de los transformadores, ya que soportan toda la tensión de fase y la corriente de carga. La estructura aislante de los pasamuros se compone de una varilla conductora interna, un núcleo capacitivo y una funda de porcelana externa (o una cubierta aislante compuesta). Durante el funcionamiento, el núcleo capacitivo se degrada progresivamente debido a las tensiones electrotermales y a factores ambientales, lo que provoca un aumento de la pérdida dieléctrica y una deriva de la capacidad; en casos graves, esto puede derivar en una ruptura del aislamiento.

Las consecuencias de un fallo en los bujes son extremadamente graves: la rotura de un solo buje puede provocar un incendio o incluso la explosión del transformador. La inspección tradicional de los bujes se basa en pruebas preventivas que requieren cortes de suministro periódicos, y pueden transcurrir varios años entre una prueba y otra, lo que deja sin control los cambios en el estado del aislamiento durante ese tiempo. La monitorización en línea de los bujes cubre esta laguna, proporcionando datos en tiempo real sobre el estado del aislamiento de los bujes mediante una supervisión continua.

2. Parámetros clave de monitorización

3. Diferencias entre la monitorización del aislamiento y la monitorización de descargas parciales

3.1 Control del aislamiento: análisis del estado general

La monitorización del aislamiento se centra en el rendimiento general del aislamiento de los casquillos. Mediante la medición continua de la pérdida dieléctrica y la capacitancia, es posible evaluar el grado de envejecimiento del aislamiento de los casquillos. Un aumento gradual de la pérdida dieléctrica es indicativo de un envejecimiento normal del aislamiento, mientras que un aumento acelerado de la pérdida dieléctrica o una variación repentina de la capacitancia son señales de que el aislamiento presenta problemas. La monitorización del aislamiento se centra en las tendencias a medio y largo plazo.

3.2 Monitorización de descargas parciales: detección de defectos localizados

La monitorización de descargas parciales se centra en detectar la presencia de descargas parciales en el interior de los bujes. Incluso cuando el aislamiento general es bueno, las mínimas burbujas de aire, las impurezas o los daños mecánicos en el interior de los bujes pueden provocar descargas parciales. La monitorización de descargas parciales permite detectar estas señales tempranas de defectos y se centra en la alerta temprana de fallos a corto plazo.

3.3 Solución integrada

Algunos sistemas de monitorización de bujes integran funciones de monitorización del aislamiento y de descargas parciales, lo que permite evaluar el estado de los bujes en todas sus dimensiones, desde el conjunto hasta los detalles, en una única plataforma. En el caso de los transformadores críticos, esta solución integrada ofrece la cobertura más completa para la monitorización de los bujes.

4. Preguntas más frecuentes

4.1 Pregunta: ¿En qué se diferencia la monitorización de la envolvente de la del propio transformador?

Respuesta: Los bujes son componentes independientes del cuerpo del transformador y cuentan con su propia estructura de aislamiento y modos de fallo. La monitorización por cromatografía de aceites o de descargas parciales del transformador cubre principalmente los fallos que se producen en el interior del depósito de aceite del transformador, mientras que los problemas de los bujes (como grietas en los bujes de porcelana o humedad en el núcleo del condensador) pueden pasar totalmente desapercibidos para el sistema de monitorización del cuerpo del transformador. Por lo tanto, los bujes requieren un plan de monitorización específico.

4.2 Pregunta: ¿El aumento de la pérdida en el transformador implica necesariamente que haya que cambiar el revestimiento?

Respuesta: No necesariamente. El aumento gradual de la pérdida dieléctrica es un proceso normal de envejecimiento del aislamiento. Si la tasa de aumento es estable y el valor absoluto se mantiene dentro de unos límites controlables, se puede seguir utilizando el equipo. Sin embargo, si la pérdida dieléctrica aumenta de forma acelerada o se produce un salto significativo en un breve periodo de tiempo, es necesario programar una revisión o sustitución lo antes posible.

4.3 Pregunta: ¿El sistema de monitorización de revestimientos también puede medir otros equipos?

Respuesta: El principio técnico de la monitorización mediante manguitos (medición de la corriente de puesta a tierra en el último pantalla para obtener parámetros de aislamiento) es igualmente aplicable a otros equipos capacitivos, como los transformadores de corriente, los transformadores de tensión y los descargadores de alta tensión, entre otros. Un solo sistema permite monitorizar simultáneamente el estado de aislamiento de diversos equipos capacitivos dentro de una subestación.

4.4 Pregunta: ¿Se ven muy afectados los conductos exteriores por los factores ambientales?

Respuesta: El impacto es considerable. La lluvia, la suciedad y los cambios de temperatura pueden afectar a la corriente de fuga superficial y al coeficiente de pérdida de la funda. Un buen sistema de monitorización utiliza algoritmos de compensación ambiental y análisis de tendencias para distinguir entre las fluctuaciones ambientales y el deterioro real del aislamiento.

4.5 Pregunta: ¿Es necesario modificar el revestimiento para instalar el sistema de monitorización?

Respuesta: No es necesario. El sensor se instala en el cable de puesta a tierra de la pantalla final del buje, sin entrar en contacto con las partes de alta tensión, por lo que no es necesario realizar ninguna modificación en el cuerpo del buje. No obstante, antes de la instalación es necesario comprobar que el método de puesta a tierra de la pantalla final del buje sea adecuado para la instalación del sensor.

Descargo de responsabilidad: El contenido de este artículo es sólo para intercambios técnicos y referencia, y no constituye ninguna forma de compromiso de adquisición u oferta de contrato. Los parámetros técnicos del producto, la configuración y el precio del contrato real y el acuerdo técnico prevalecerán. Los datos técnicos y casos implicados en este artículo proceden de información pública y prácticas de ingeniería, si se actualizan sin previo aviso.

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