Comprobador de la tensión soportada por el aceite del transformador

Análisis tecnológico del comprobador de rigidez dieléctrica del aceite del transformador

• funcionalidad básicaMedición precisa de la rigidez dieléctrica, es decir, la tensión de ruptura (BDV), de los aceites aislantes de transformadores u otros medios aislantes líquidos.

• Principio de pruebaEn condiciones de ensayo normalizadas, se aplica una tensión de corriente alterna (CA) de frecuencia industrial en continuo aumento a un par de electrodos sumergidos en una muestra de aceite hasta que la muestra de aceite se arquea en la separación de los electrodos, momento en el que se registra el valor de la tensión como tensión de ruptura.

• objetivo principalEvaluación de las propiedades de aislamiento eléctrico de los aceites aislantes para determinar si se han deteriorado debido a la humedad, las impurezas en partículas o los gases.

• estándar tecnológicoEl proceso de ensayo sigue estrictamente las normas internacionales y nacionales, principalmente IEC 60156 y ASTM D1816 / ASTM D877, para garantizar resultados comparables y válidos.

• valor aplicadoComprobación de la tensión del aceite aislante : Como parte fundamental de la supervisión del estado del transformador y del mantenimiento preventivo, la comprobación periódica de la tensión del aceite aislante es la base para un funcionamiento seguro y fiable del transformador.

I. El papel básico del aceite aislante y la necesidad de la prueba de resistencia a la tensión

Los aceites aislantes (normalmente minerales o sintéticos) de los transformadores de potencia cumplen una doble misión crítica:aislarresponder cantandoradiador. Como medio aislante, rellena el espacio entre los bobinados, el núcleo y la carcasa para evitar que se produzcan descargas eléctricas en el interior. Como medio refrigerante, transfiere el calor generado por los devanados y el núcleo al disipador de calor mediante circulación por convección.

La rigidez dieléctrica de los aceites aislantes es muy sensible a las trazas de contaminantes:

• HumedadLa humedad es el enemigo número uno del rendimiento del aceite aislante. El agua disuelta o en suspensión reduce drásticamente la tensión de ruptura del aceite.

• Partículas en suspensión:: Partículas metálicas o de fibra procedentes del envejecimiento de los equipos, intrusiones externas y formación de "puentes conductores" en presencia de un campo eléctrico, lo que reduce significativamente la resistencia del aislamiento.

• Gases disueltosLos gases generados o el aire mezclado durante el funcionamiento pueden liberarse bajo un campo eléctrico e iniciar descargas parciales, provocando finalmente una avería general.

Por lo tanto, el uso regular del comprobador de tensión de resistencia del aceite aislante para detectar su tensión de ruptura es el medio más eficaz para determinar directa y rápidamente si el aceite aislante está contaminado y si su rendimiento está deteriorado.

II. Principio de funcionamiento y procedimiento de ensayo normalizado

1. Principios básicos de funcionamiento.
El instrumento genera una tensión alterna que se incrementa suavemente desde cero a una velocidad preestablecida (por ejemplo, 2 kV/s) mediante un transformador elevador incorporado. Esta tensión se aplica a un par de electrodos en una copa de aceite estándar. A medida que aumenta la tensión, aumenta la intensidad del campo eléctrico en la separación de los electrodos. Cuando la intensidad del campo eléctrico alcanza el límite de la muestra de aceite, las moléculas de aceite se ionizan, formando un canal conductor que genera instantáneamente una descarga de arco, es decir, una "ruptura". El circuito de detección de sobrecorriente de alta velocidad del interior del instrumento detectará inmediatamente la corriente de ruptura y cortará instantáneamente la salida de alta tensión y, al mismo tiempo, bloqueará y registrará el valor de pico de la tensión antes de que se produzca la ruptura, que es el valor de tensión de ruptura de la medición.

2. Proceso de ensayo normalizado.
Para garantizar la precisión y repetibilidad de los resultados de las pruebas, los comprobadores de tensión modernos suelen tener un proceso de prueba totalmente automatizado:

1. Muestreo y preparaciónObtención de una muestra representativa de aceite del transformador y preparación de un vaso especial de aceite de prueba limpio y seco.

2. Llenado de aceite y paradaInyecte la muestra de aceite lentamente en la copa de aceite a lo largo de la pared de la copa para evitar burbujas de aire y asegurarse de que la muestra de aceite sumerge completamente el electrodo. Después, se deja reposar la muestra de aceite durante 5-10 minutos según los requisitos estándar (por ejemplo, 5-10 minutos según la norma IEC 60156) para eliminar las pequeñas burbujas de aire generadas durante el proceso de llenado de aceite.

3. parametrizaciónSeleccione la norma de ensayo adecuada (por ejemplo, IEC 60156) en el aparato, y éste cargará automáticamente los parámetros preestablecidos para dicha norma, incluyendo la velocidad de impulsión, el tiempo de agitación, el tiempo de reposo, el número de ensayos, etc.

4. pruebas automáticasTras iniciar la prueba, el instrumento completará automáticamente el ciclo de "Agitación - Puesta en reposo - Presurización - Descompresión - Registro - Alivio de presión - Agitación ciclo. Normalmente se realizan 6 pruebas de avería consecutivas.

5. Tratamiento de los resultadosUna vez completadas las 6 pruebas, el instrumento calculará automáticamente la media y la desviación estándar de la tensión de ruptura de las 6 pruebas y juzgará si el conjunto de datos es válido o no según los criterios seleccionados. Por último, los resultados de las pruebas se muestran en la pantalla y pueden imprimirse a través de la impresora incorporada.

III. Componentes básicos y normas internacionales clave

1. Componentes básicos del instrumento.

• Sistemas de generación y regulación de alta presiónEl regulador de tensión: compuesto por un transformador elevador de alta precisión y sin distorsiones y un regulador de tensión, garantiza que la forma de onda de la tensión de salida sea estándar y que la velocidad de elevación sea constante.

• Vaso de aceite de prueba estándar con electrodosLos vasos de aceite suelen ser de vidrio muy translúcido o plexiglás para facilitar la visión. La forma y el tamaño de los electrodos siguen normas estrictas, comúnmente electrodos esféricos (IEC 60156) y electrodos en forma de cabeza de seta (ASTM D1816). La precisión de la separación entre electrodos (normalmente 2,5 mm) es fundamental para la exactitud de la prueba.

• Sistemas de control y medición por microprocesadorComo cerebro del instrumento, es responsable del control automatizado de todo el proceso de ensayo, de la medición de tensión de alta precisión, de la detección rápida de averías, así como del cálculo, almacenamiento e impresión de datos.

2. Comparación de las principales normas internacionales.

Preguntas más frecuentes (FAQ)

1. ¿Cuál es la tensión de ruptura del aceite para transformadores?
Los criterios de conformidad dependen de la clase de tensión del transformador y de las normas de funcionamiento y mantenimiento pertinentes. Normalmente, existen criterios de cualificación claros para el aceite nuevo o el aceite en funcionamiento. Por ejemplo, según las normas chinas, para transformadores de 220 kV y superiores, la tensión de ruptura del aceite en servicio no debe ser inferior a 50 kV. deben consultarse las normas nacionales o industriales más recientes.

2. ¿Por qué es necesario realizar varias pruebas (por ejemplo, seis) y sacar una media?
El proceso de descomposición del medio aislante tiene un cierto grado de aleatoriedad y dispersión. Los resultados de una sola prueba pueden estar sujetos al azar y no pueden reflejar con exactitud el nivel global de aislamiento del aceite. Al realizar varias mediciones y promediarlas, se pueden eliminar los errores aleatorios y obtener un resultado más fiable y estadísticamente significativo para evaluar con precisión la rigidez dieléctrica del aceite.

3. ¿Puede el presiómetro medir directamente el contenido de humedad (ppm) en el aceite?
No puede. El comprobador de tensión soportada mide la tensión de ruptura (en kV), que refleja el efecto de todos los contaminantes como humedad, partículas, etc. sobre las propiedades aislantes delImpacto global. Puede determinar cualitativamente si el aceite está húmedo o no, pero no puede medir cuantitativamente el contenido específico de humedad. Para medir con precisión el contenido de trazas de humedad en el aceite (en ppm), es necesario utilizar un aparato especializado.Microhidrómetro de Karl Fischer.

4. ¿Qué indica la elevada media pero la elevada dispersión (elevada desviación típica) de los resultados de las pruebas?
Esto suele indicar la presencia de contaminantes distribuidos de forma desigual en el aceite, como fibras en suspensión de gran tamaño o impurezas en forma de partículas. Aunque las propiedades aislantes de la matriz del aceite son buenas (valores medios elevados), la presencia de estas impurezas constituye un punto débil en el aislamiento y supone un riesgo importante para la seguridad. Esta situación también requiere un tratamiento del aceite aislante.

5. ¿Qué diferencia hay entre los comprobadores de tensión portátiles y los de laboratorio?
Las principales diferencias son la precisión, la complejidad funcional y la adaptabilidad al entorno. Los instrumentos de laboratorio suelen ser más precisos y versátiles, pero son más grandes. Los instrumentos portátiles son compactos, resistentes, llevan baterías incorporadas, están optimizados para su uso sobre el terreno y, aunque pueden ser ligeramente menos precisos que los modelos de laboratorio en cuanto a la exactitud final, son totalmente capaces de cumplir los requisitos de las pruebas de mantenimiento preventivo sobre el terreno.