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En caso de avería interna el aceite se descompone dando gases

El aceite envejece por: oxigeno (produce lodos), temperatura (que activa la oxidación), la luz, ciertos metales como el cobre (catalizan las reacciones de envejecimiento). Cuando el aceite se oxida los lodos se depositan en la superficie de los arrollamientos.

El peor es el agua, pocas partes por millones reducen la rigidez dieléctrica del aceite de forma drástica.

Los trasformadores pequeños son de llenado integral, cuando el aceite se dilata, la cuba aumenta su volumen gracias a unas aletas de refrigeración con cierta elasticidad.

En los grandes, se dispone un depósito conservador o de expansióndel 8% del volumen de la cuba, este evita el envejecimiento del aceite, por estar más alejado de los focos de calor además al ser menor la superficie evacuación de calor respecto al volumen es mayor y se refrigera mejor.

En estos depósitos el aceite esta en contacto con el aire, pero no es preocupante porque la superficie es reducida y el aceite esta frio, lo que conlleva un cierto equilibrio quimico donde en el aceite se puedan encontrar 800ppm de oxigeno, como este aire tiene un cierto contenido en humedad, se intenta reducir poniendo al final de la tubería silicagel un compuesto desecante. Pero si hay lluvia, niebla o se desconecta el trasformador de la red, el silicagel no puede con todo, en este caso cambia de color y se debe cambiar o secar.

El rele Buchholz, se coloca en la tubería que une al cuba con el deposito de expansión y sirve para detectar tanto gases como una velocidad del aceite más alta de lo normal.

El rele Buchholz esta formado por un pequeño deposito de liquido aislante, en cuyo interior se encuentra un flotador y un diafragma que estará sumergido en el aceite, ambos están conectados a un circuito de desconexión, que se activa en caso de presencia de gas en el aceite. Al descomponerse el aceite, se generan unos gases los cuales pasan hasta el deposito de expansión y otros se quedan en el relé, que provocan un desplazamiento del nivel del líquido, con lo que la altura del flotador baja, le inclina y provoca la alarma, pero sin desconectar el trasformador. No se desconecta porque los gases acumulador pueden deberse a la acumulación de años, al trasporte, etc…

Si el defecto del trasformador es muy importante se genera una cantidad de gas muy elevada que desplaza a gran velocidad el aceite en la tubería y si la velocidad es suficiente, el diafragma se levanta y activa el interruptor que desconecta el trasformador. Imposibilitando el rearme hasta que el operario pulse el botón.

Análisis de aceites fisicoquímicos que informan si el aceite envejece de forma acelerada. El color, un aceite nuevo es amarillo muy claro, uno viejo es casi negro. El contenido en agua. La rigidez dieléctrica. La tangente de delta.

Tangente de delta, se rellena un condensador con el aceite de dieléctrico, en un puente de Schering se mide la capacidad y las perdidas de potencia activa, en un condensador ideal la intensidad consumida esa 90º adelantada respecto a la tensión aplicada, con el aceite el condensador no consume potencia activa y el intercambio con la fuente se reduce únicamente a la potencia reactiva. Si el dieléctrico tiene partículas polares, al someter al condensador a una tensión sinusoidal estas se orientan pero en el siguiente semiciclo, la polaridad cambia y los dipolos rotan, al rotar chocan entre ellos y generan calor ( histéresis dieléctrica) debido a esto el condensador toma cierta potencia activa de la fuente. Y la I se desfasa menos de 90º respecto a la U, este nuevo desfase es φ, pero en Europa se utiliza el complementario δ , su tangente(δ) nos dice que si es muy elevada desechamos el aceite mientras si es reducida se puede reacondicionar, consistiendo en un filtrado y centrifugado si es más viejo se utiliza tierras de Fuller.

Análisis de gases, el aceite se descompone bajo la acción de la temperatura en gases como metano, etano, etileno y acetileno. Si la temperatura es la normal la proporción se mantiene pero si existen puntos calientes cambiara la proporción. Se toma una muestra de aceite en un recipiente opaco, se obtiene la concentración de gases, se compara con el umbral de la norma UNE y si los supera se determinan los cocientes, con los que se asignaran valores, con este código de tres se acude a una tabla que indica el defecto más probable del trasformador. Si el cociente entre CO y CO2 es inferior al umbral se esta descomponiendo el papel.

Tan importante o más es conocer la evolución de la avería por eso se analiza la cada cierto tiempo aumentando la frecuencia si es necesario.

La generación excesiva de H sintomática de una descarga parcial normalmente estas se producen en burbujas de gas en el seno del aceite. Para estudiar el reparto de campo eléctrico entre los distintos aislamientos se representa un condensador con distintas permitivadades dieléctricas, ejm. Papel, aceite y gas , como el gas tiene una permitividad dieléctrica menor esta sometido a un campo eléctrico mayor y además tiene una rigidez dieléctrica menor, por  lo que se producen pequeñas descargas eléctricas entre una pared de la burbuja y la opuesta. Estas descargas parciales descomponen el aceite en gases.

El aceite mineral tiene el problema de su bajo punto de inflamación, aunque sea un buen aislante y refrigerante, por eso en trasformadores dentro de edificios en ocasiones se utiliza otro tipo de aislante.

Exiten los trasformadores en seco, con los arrollamientos encapsulados en resina, el problema es que es muy difícil no dejar ninguna burbuja y que se produzcan descargas parciales por lo que solo se utilizan para tensiones reducidas (30kV) y como el aire es peor refrigerante solo sirven para potencias reducidas (10MVA).

Los trasformadores en silicona, es un buen aislante pero tiene una viscosidad elevada por lo que no es buen refrigerante y peor si la viscosidad se incrementa con la temperatura.

Los aceites vegetales, procedentes del refino de aceites de girasol, cozca… si son buenos aislantes y un punto de inflamación alto, el problema es que se oxidan fácilmente por lo que solo se fabrican como trasformadores sin respiración, trasformadores herméticos con preservador de caucho, además son muy higroscópicos por lo que atraen el agua ya sea en vapor o en liquido.

Mantenimiento, son una gran responsabilidad porque un fallo puede ocasionar la interrupción del suministro, los de grandes potencias se fabrican a medida con lo que desde que se realiza el pedido puede pasar más de un año. Es más fácil reparar una averia cuando afecta a una pequeña parte que cuando es más global, para conocer su estado se realizan determinados ensayos.

Ensayo de medida de la capacidad entre arrollamientos, excitación monofásica (intensidad que se precisa para crear el flujo), relación de trasformación, FRA (respuesta al barrido de tensiones de frecuencias variables), FDS (estimar el contenido de humedad de los aislamientos solidos).