Los transformadores son la columna vertebral de los sistemas eléctricos, garantizando la transmisión y distribución eficiente de la electricidad. En el corazón de estos dispositivos vitales se encuentra el aceite para transformadores, que cumple múltiples funciones críticas, como el aislamiento eléctrico, la disipación de calor y la extinción del arco eléctrico. Sin embargo, con el tiempo, la calidad de este aceite puede deteriorarse, comprometiendo el rendimiento y la seguridad del transformador. Conocer las señales que indican un aceite para transformadores en mal estado es crucial para mantener la fiabilidad de la infraestructura eléctrica y prevenir averías costosas.

Inspección visual: la primera pista

Una de las maneras más sencillas e iniciales de evaluar el estado del aceite de transformador es mediante una inspección visual. El aceite de transformador fresco y de alta calidad suele ser transparente y de color pálido, similar al ámbar claro o la paja. A medida que el aceite se degrada, su apariencia sufre cambios notables. Un oscurecimiento significativo del aceite suele ser un indicador temprano de problemas. La oxidación, que se produce cuando el aceite reacciona con el oxígeno con el tiempo o debido a la exposición a altas temperaturas, puede provocar la formación de subproductos de oxidación que oscurecen el aceite, desde un marrón oscuro hasta casi negro.

Además de los cambios de color, la presencia de partículas en suspensión, sedimentos o lodos en el aceite es motivo de preocupación. Estas sustancias pueden acumularse como resultado de reacciones químicas en el aceite, la degradación de los materiales aislantes o la entrada de contaminantes externos. Por ejemplo, si el papel aislante del transformador comienza a deteriorarse, pequeñas fibras pueden mezclarse con el aceite, creando una apariencia turbia o turbia. Con el tiempo, también pueden formarse sedimentos en el fondo del tanque del transformador, lo que puede obstruir las vías de flujo del aceite y reducir la eficiencia de la transferencia de calor.

Pruebas de propiedades físicas: cuantificación de la degradación

Además de las señales visuales, las pruebas de propiedades físicas específicas pueden proporcionar información más precisa y cuantitativa sobre el estado del aceite. Una de las pruebas más importantes es la medición de la rigidez dieléctrica. Un aceite para transformadores con buena rigidez dieléctrica puede soportar altas tensiones eléctricas sin degradarse ni permitir fugas de corriente. Cuando el aceite se degrada, su rigidez dieléctrica disminuye significativamente. Un valor bajo de rigidez dieléctrica indica que las propiedades aislantes del aceite se han visto comprometidas, lo que aumenta el riesgo de averías eléctricas en el transformador. Esta prueba se realiza generalmente aplicando una tensión creciente entre dos electrodos sumergidos en la muestra de aceite y determinando la tensión a la que el aceite deja de aislar, provocando una chispa o un arco eléctrico.

La viscosidad es otra propiedad física crucial a considerar. El aceite de transformador nuevo tiene una viscosidad relativamente baja, lo que le permite fluir libremente y transferir eficazmente el calor por convección. A medida que el aceite envejece y se degrada, su viscosidad puede aumentar debido a la formación de polímeros y otros compuestos de alto peso molecular. Un aceite demasiado viscoso no circulará con la misma eficiencia dentro del transformador, lo que dificulta la disipación del calor y puede provocar un sobrecalentamiento de sus componentes. Medir la viscosidad del aceite a temperaturas específicas puede ayudar a identificar si se ha desviado del rango aceptable para un funcionamiento correcto.

Análisis químico: revelando cambios internos

El análisis químico ofrece una comprensión más profunda de la composición química y el estado del aceite del transformador. La medición del Número de Ácido Total (TAN) es una prueba química común. Con el tiempo, la oxidación y otras reacciones químicas en el aceite producen subproductos ácidos. El valor de TAN representa la cantidad de ácido presente en el aceite, expresada en miligramos de hidróxido de potasio por gramo de aceite (mg KOH/g). Un valor de TAN en aumento indica que el aceite se está volviendo más ácido, lo que puede corroer los componentes metálicos del interior del transformador, como los conductores del devanado y el tanque, y degradar aún más los materiales de aislamiento.

El análisis de gases disueltos en el aceite también es sumamente valioso. Durante el funcionamiento normal del transformador, una pequeña cantidad de gas se disuelve naturalmente en el aceite. Sin embargo, cuando se producen fallas internas, como arcos eléctricos, descargas parciales o sobrecalentamiento, se generan gases adicionales. Estos incluyen hidrógeno, metano, etano, etileno y acetileno. Mediante técnicas de cromatografía de gases para analizar los tipos y concentraciones de estos gases disueltos, los ingenieros pueden diagnosticar la naturaleza y la gravedad de posibles problemas en el transformador. Por ejemplo, una alta concentración de acetileno suele estar asociada a fallas de arcos eléctricos de alta energía, que pueden provocar rápidamente una falla catastrófica si no se abordan a tiempo.

Síntomas operativos: señales del transformador

El rendimiento y el comportamiento del propio transformador también pueden indicar claramente un aceite en mal estado. Si el transformador empieza a funcionar ruidosamente, produciendo zumbidos, zumbidos o traqueteos anormales, podría ser señal de mala calidad del aceite. Un aislamiento reducido debido al aceite degradado puede causar descargas eléctricas, las cuales generan estos ruidos inusuales. Además, si la temperatura del transformador supera significativamente los niveles normales de funcionamiento a pesar de una carga constante, puede deberse a la disminución de la capacidad de disipación de calor del aceite. A medida que el aceite se degrada y su capacidad para transferir calor disminuye, los componentes internos del transformador pueden sobrecalentarse, acelerando su envejecimiento y provocando posibles fallos.

En conclusión, determinar si el aceite del transformador está deteriorado requiere una combinación de inspecciones visuales, pruebas de propiedades físicas, análisis químicos y monitoreo de los síntomas operativos del transformador. Evaluar regularmente el estado del aceite no solo es esencial para mantener la confiabilidad y eficiencia del transformador, sino también para garantizar la seguridad de todo el sistema eléctrico. Al estar alerta y tomar las medidas adecuadas al detectar indicios de degradación, los operadores de sistemas eléctricos pueden prevenir costosas averías y prolongar la vida útil de sus valiosos activos eléctricos.