¿Por qué es esencial la prueba cromatográfica para el aceite del transformador?

Las fallas internas del transformador incluyen principalmente el sobrecalentamiento localizado y la descarga parcial. Estas fallas provocan que el aceite aislante circundante y los materiales aislantes sólidos se oxiden y descompongan, generando gases. La mayor parte de estos gases se disuelven en el aceite aislante o quedan suspendidos en los espacios de aire de los materiales aislantes. El método de análisis cromatográfico del aceite analiza los componentes y concentraciones de los gases disueltos en las muestras de aceite en operación. Mediante la evaluación de los componentes gaseosos y sus concentraciones, se pueden identificar posibles fallas del transformador y su naturaleza. Esto permite tomar medidas efectivas para eliminar peligros potenciales en una etapa temprana, evitando así accidentes mayores.

La experiencia operativa y los datos relevantes indican que el análisis de cromatografía de gases del aceite del transformador implica analizar dos tipos de posibles fallas internas en los transformadores durante su funcionamiento: sobrecalentamiento localizado y descarga parcial. Este análisis determina la naturaleza y gravedad de las posibles fallas. Según las Directrices para el Análisis y Juicio de Gases Disueltos en Aceite de Transformador, el análisis de cromatografía de gases del aceite aislante es obligatorio antes de poner en servicio transformadores de potencia de alta tensión y gran capacidad, y transformadores de instrumentación de alta tensión.

Por lo tanto, para subestaciones nuevas o ampliadas, se realiza el análisis de cromatografía de gases del aceite antes de poner el equipo en operación. Además, durante el funcionamiento, es esencial realizar análisis periódicos de cromatografía de gases del aceite aislante en transformadores y transformadores de instrumentación para identificar y abordar problemas de manera oportuna.

Muestreo de Aceite

Al realizar el análisis cromatográfico de gases disueltos en el aceite del transformador, un paso esencial es obtener la muestra de aceite. La muestra debe ser representativa y el método de muestreo debe evitar la fuga de gases disueltos. El muestreo ideal debe cumplir las siguientes condiciones:

1. La jeringa de vidrio utilizada debe estar bien sellada.
2. El aire debe estar completamente aislado durante el muestreo, y no debe escapar gas ni entrar aire después del muestreo.
3. El material debe ser químicamente estable, resistente a daños y adecuado para el almacenamiento y transporte.
4. Generalmente, se utiliza una jeringa de vidrio completa de 100 mL para el muestreo.
5. La jeringa debe limpiarse y secarse antes de su uso, y su émbolo debe poder moverse libremente sin atascarse.
6. Las muestras deben tomarse de la válvula de muestreo en la parte inferior del equipo.
7. El aceite residual en la válvula de muestreo debe drenarse tanto como sea posible, y la suciedad circundante debe limpiarse.
8. La conexión de muestreo debe ser segura, sin fugas de aceite o gas en el sistema.
9. El aire dentro del contenedor de muestreo y del sistema de conexión debe expulsarse antes del muestreo.
10. Durante el muestreo, el aceite debe fluir suavemente hacia el contenedor sin salpicaduras, burbujeo o formación de espuma.
11. Después del muestreo, cierre la válvula de drenaje de aceite, retire la jeringa, selle la abertura, etiquétela y realice el análisis cromatográfico lo antes posible.

Análisis y Diagnóstico de Gases en el Aceite

La tarea principal en el diagnóstico de fallas del transformador mediante cromatografía de gases es identificar la naturaleza de la falla: si se debe a sobrecalentamiento o está relacionada con descargas, y si la falla se localiza en metal desnudo o involucra aislamiento sólido. Basándose en los principios químicos de la generación de gases a partir de la pirólisis del aceite aislante y el papel, es evidente que la densidad de energía local (o temperatura) de la fuente de la falla está estrechamente relacionada con el grado de insaturación de los gases hidrocarbonados producidos. Por lo tanto, las características de composición de los gases generados por la falla pueden determinar la naturaleza de la misma.

El método de análisis de características de gases es un enfoque relativamente simple que ayuda a identificar la naturaleza general de una falla. Durante el funcionamiento normal del transformador, el aceite aislante y los materiales aislantes sólidos se oxidan y descomponen gradualmente bajo la influencia de campos electromagnéticos y temperatura, produciendo trazas de hidrógeno (H₂), hidrocarburos de bajo peso molecular y óxidos de carbono. El análisis de cromatografía de gases determina el tipo de falla según la concentración de estos gases en el aceite aislante. Las fallas internas del transformador generalmente se pueden clasificar en dos tipos: fallas por sobrecalentamiento y fallas por descarga.

Kingrun Transformer Instrument Co., Ltd.