Ensayos al Aceite Dieléctrico Parte III/III

Análisis de gases disueltos en el aceite (DGA análisis) cromatografía de gases  Método  ASTM No.ASTM D3613 y Espectroscopia Infrarroja  foto acústica

 General.- Los materiales aislantes dentro del transformador en particular el aceite mineral, se descompone para dar paso a la liberación de gases dentro de la unidad. La distribución de esos gases se correlacionan con el tipo de falla eléctrica y la tasa de generación de esos gases indica la severidad de la falla .La identificación de esos gases es de particular importancia en cualquier programa de mantenimiento proactivo (preventivo y predictivo) eléctrico en cualquier planta industrial ó instalación comercial. Esta técnica de análisis de posibles fallas en un transformador ha sido por décadas muy útil en todas las plantas industriales. Acá perseguimos presentar los lineamientos básicos que le dan soporte a esos ensayos

Indiscutiblemente los beneficios que un análisis de gases (DGA Analysis) puede proporcionar, son los siguientes: 

Gases presentes en las fallas

Las causas que originan las fallas, pueden ser divididas en 3 categorías: corona o descargas parciales, pirólisis ó calentamiento térmico y arcos eléctricos.  Esas 3 categorías difieren principalmente en la intensidad  de energía  que liberan en por unidad de tiempo y por unidad del volumen de la falla .La intensidad de la energía va de menor a mayor partiendo con la corona y siendo mas alto en el arqueo.

Una lista parcial de los gases que podemos encontrar dentro del transformador son mostrados en los siguientes 3 grupos: 

1. Hidrógeno e hidrocarbonos 

 2.óxidos de Carbono 

 3.Gases no ocasionando fallas 

 Como un resultado de las fallas presentes, Esos gases se acumulan en el aceite y también en la cámara de nitrógeno en el caso de los transformadores herméticos. Los gases y sus cantidades presentes, son una función de la naturaleza de los materiales aislantes involucrados en la falla y por supuesto también dependen de la falla en sui misma. Podemos categorizar los gases presentes con las siguientes tipos de falla: 

En la actualidad hay 2 grandes opciones para realizar un preciso análisis de gases (DGA Analysis): Cromatografía de gases y la espectrometría foto acústica.

 Cromatografía de gases.-La cromatografía de gases es una técnica cromatográfica en la que la muestra se volatiliza y se inyecta en la cabeza de una columna cromatográfica. La elución se produce por el flujo de una fase móvil de gas inerte. A diferencia de los otros tipos de cromatografía, la fase móvil no interacciona con las moléculas del analito; su única función es la de transportar el analito a través de la columna.

El gas portador cumple básicamente dos propósitos: Transportar los componentes de la muestra, y crear una matriz adecuada para el detector. Un gas portador debe reunir ciertas condiciones:

-Debe ser inerte para evitar interacciones (tanto con la muestra como con la fase estacionaria)

 - Debe ser capaz de minimizar la difusión gaseosa

 -Fácilmente disponible y puro

  -Económico -Adecuado al detector a utilizar. La pureza de los gases es sumamente importante, se requieren niveles 4.5 o mayores es de  99.995 % de pureza. Sin embargo, debido al cuidado que se debe tener con la fase activa de la columna, se hace completamente necesario la instalación de trampas a la entrada del Gas portador, estas trampas obviamente tienen una capacidad limitada, pero son importantísimas al momento de usar el Cromatógrafo. Estas trampas evitan el ingreso de Hidrocarburos, agua, CO entre otros.

Espectroscopia Infrarroja Fotoacústica .

Representa una nueva generación de equipos de prueba para análisis de gases disueltos en el aceite .Estos equipos denominados PDGA ( Portable Disolved gas Analyzers) utilizan la tecnología avanzada espectroscopia infrarroja Fotoacústica Son capaces de detectar 7 gases claves y la humedad directo en el campo en una operación que no dura más de 20 minutos.

 

 

 

  

 

 

 

Procedimiento para extraer muestras confiables de líquido aislante para ensayos en el laboratorio

El procedimiento de tomar muestras para realizar ensayos en el líquido  aislante en el laboratorio, requiere tener mucho cuidado a fin de asegurar que la muestra es representativa del aceite que se está muestreando. Mantener un proceso impecable para lograr ser exitoso en los resultados finales.

Lo primero que hay que hacer antes de intentar drenar líquido del transformador, es identificar claramente que clase de líquido aislante  es usado por el equipo. Normalmente es aceite minal no contaminado con PCB, aceite mineral sin valores conocidos de PCB ó silicona, sin embargo hay otros líquidos  no contaminantes de origen sintético que se encuentran disponibles en el mercado como medio refrigerante y aislante.

Muestras en botellas para análisis físico-químico

Los envases a ser utilizados son envases de vidrio traslucido ó color ámbar (en concordancia  con las norma  COVENIN 3256) .Estos envases deben lavarse con un disolvente, luego se aplica acido sulfúrico, luego se enjuaga copiosamente con agua, luego con agua destilada desionizada hasta obtener reacción neutra del agua.

Durante la toma de muestra deben seguirse las precauciones necesarias para no contaminar o humedecer el líquido dieléctrico. Las toma de muestras en el  exterior, bajo lluvia, niebla o viento fuerte se permite si se toman todas las precauciones posibles para evitar la contaminación del líquido. De ser posible evitar toda condensación. Calentando el material para la toma de la muestra  de tal forma  que esté a  una temperatura superior a la del ambiente.

Muestras en jeringas para Análisis de Gases Disueltos (DGA)

La válvula de plástico, que viene con la jeringa, debe permanecer firme y ajustada a jeringa todo el tiempo a fin de prevenir fugas y asegurar su hermeticidad al momento de enviarla al laboratorio. Cuando se toman muestras para análisis  de gases, es muy importante que  a la muestra nunca se le realice vacío ya que eso tiende a desgasificar la muestra de aceite y conduce a resultados imprecisos .Esto significa que la jeringa se debe llenar Sin halar el émbolo. 

 Es muy importante seguir el procedimiento de muestreo, y siempre recordar que la manilla de la válvula de plástico apunta al Puerto cerrado de la válvula 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Conclusiones

 Desde el punto de vista de la seguridad eléctrica, continuidad del servicio, disminución de costos de mantenimiento, es absolutamente indispensable monitorear frecuentemente la condición del aislante dieléctrico, para tomar acciones preventivas y algunas posibles correctivas a que halla lugar antes de que le aceite alcance un grado de deterioro  más allá del punto donde la falla es inevitable.

Las condiciones del aceite y de la carga deben evaluarse sobre una base anual, sin embargo un programa de mantenimiento eléctrico preventivo y predictivo,  nos dirá la frecuencia real de estas pruebas basadas en la importancia del equipo en el sistema y la condición de operación previamente analizada que tiene ese equipo. Se deben mantener registros permanentes de todos los ensayos realizados, en la medida que los ensayos demuestran la presencia de un deterioro evidente en el transformador en esa misma medida se acelera la frecuencia de la realización de las pruebas.

 Notas sobre el autor

Octavio Fonseca, es ingeniero Electricista, egresado de la Universidad de Carabobo. Durante más de 16 años trabajó para la trasnacional Westinghouse ocupándose de diferentes posiciones en las áreas de Ingeniería, servicios, proyectos especiales y Mercadeo de Servicios.

En la actualidad es profesor jefe de Cátedra Sistemas Industriales II de la facultad ee Ingeniería, escuela de Ingeniería Eléctrica de la universidad de Carabobo. También ejerce sus funciones profesionales como Gerente General de la empresa Kay Electric CA.

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Octavio Fonseca

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                web site www.kayelectric.net

 

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