¡Qué pasa a todos! Soy proveedor de transformadores de tipo seco y hoy quiero hablar sobre los mecanismos de envejecimiento de estos chicos malos. Los transformadores de tipo seco son muy importantes en una gran cantidad de sistemas eléctricos, desde instalaciones industriales hasta edificios comerciales. Saber cómo envejecen puede ayudarnos a mantenerlos mejor y sacarles el máximo partido.
1. Envejecimiento térmico
Una de las principales formas en que envejecen los transformadores de tipo seco es debido al calor. Cuando el transformador está funcionando, la corriente eléctrica que fluye a través de sus devanados genera calor. Si este calor no se gestiona adecuadamente, puede causar daños graves con el tiempo.
Los materiales de aislamiento en los transformadores de tipo seco generalmente están hechos de resina epoxi u otros polímeros. Estos materiales tienen una tolerancia térmica limitada. Cuando la temperatura sube demasiado, el aislamiento comienza a deteriorarse. La estructura molecular del material aislante cambia y se vuelve más quebradizo. Esto puede provocar grietas en el aislamiento, que luego exponen los conductores del interior. Una vez que los conductores quedan expuestos, existe un mayor riesgo de cortocircuitos y otros problemas eléctricos.
Por ejemplo, si un transformador de tipo seco funciona constantemente a una temperatura superior a su límite nominal, digamos entre 10 y 15 grados Celsius más alta, el proceso de envejecimiento puede acelerarse significativamente. La vida útil del aislamiento se puede reducir a la mitad o incluso más. Por eso es fundamental contar con buenos sistemas de refrigeración. Algunos transformadores de tipo seco utilizan refrigeración por aire natural, mientras que otros tienen sistemas de refrigeración por aire forzado. Estos sistemas ayudan a mantener la temperatura dentro de un rango seguro y ralentizan el proceso de envejecimiento térmico.
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2. Envejecimiento eléctrico
El estrés eléctrico es otro factor importante en el envejecimiento de los transformadores de tipo seco. Cuando hay sobretensiones o sobretensiones en el sistema eléctrico, se ejerce mucha presión sobre el aislamiento del transformador. Estas sobretensiones pueden ser causadas por rayos, operaciones de conmutación en la red eléctrica u otras perturbaciones eléctricas.
La elevada tensión eléctrica puede provocar descargas parciales dentro del aislamiento. Las descargas parciales son pequeñas chispas eléctricas que se producen en pequeños huecos o defectos del aislamiento. Con el tiempo, estas descargas parciales pueden erosionar el material aislante. Rompen los enlaces químicos del aislamiento y provocan su deterioro.
Además, la presencia de estrés eléctrico también puede conducir a la formación de árboles eléctricos. Los árboles eléctricos son canales ramificados de material carbonizado que se forman dentro del aislamiento. Estos árboles pueden crecer con el tiempo y eventualmente provocar una falla total del aislamiento.
Para protegerse contra el envejecimiento eléctrico, los transformadores de tipo seco suelen estar equipados con descargadores de sobretensiones. Estos dispositivos ayudan a desviar las sobretensiones de alto voltaje del transformador, reduciendo la tensión eléctrica en el aislamiento.
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3. Envejecimiento ambiental
El entorno en el que opera un transformador de tipo seco también juega un papel importante en su proceso de envejecimiento. La humedad es un factor ambiental importante. Cuando el aire está húmedo, la humedad puede penetrar el aislamiento del transformador. La humedad puede reducir la rigidez dieléctrica del aislamiento, haciéndolo más susceptible a sufrir fallas eléctricas.
Además, los contaminantes del aire también pueden tener un impacto negativo. Por ejemplo, en las zonas industriales puede haber polvo, productos químicos y otros contaminantes en el aire. Estos contaminantes pueden acumularse en la superficie del transformador y en el aislamiento. Pueden provocar corrosión de los conductores y acelerar el envejecimiento del aislamiento.
La niebla salina es una preocupación particular para los transformadores de tipo seco utilizados en áreas costeras o aplicaciones marinas. La sal del aire puede corroer las partes metálicas del transformador y también afectar el aislamiento.
Para hacer frente al envejecimiento ambiental, los transformadores de tipo seco se pueden diseñar con recubrimientos especiales en el aislamiento para hacerlo más resistente a la humedad y los contaminantes. Y para aplicaciones marinas, los transformadores deben construirse para que sean más robustos y resistentes a la corrosión. Echa un vistazo a nuestroTransformador tipo seco Delta Star, que es adecuado para diversos entornos y ha sido diseñado para resistir el estrés ambiental.
4. Envejecimiento mecánico
El estrés mecánico también puede contribuir al envejecimiento de los transformadores de tipo seco. Durante la instalación, transporte o funcionamiento normal del transformador, éste puede estar sujeto a vibraciones y golpes mecánicos. Estas vibraciones pueden hacer que los componentes del transformador se aflojen con el tiempo.
Por ejemplo, los devanados del transformador pueden soltarse. Cuando los devanados están sueltos, pueden moverse durante el funcionamiento, lo que puede provocar abrasión del aislamiento. Las conexiones entre los conductores también pueden aflojarse, lo que aumenta la resistencia y la generación de calor.
Además, la estructura mecánica del transformador, como el marco y el recinto, también puede verse afectada por la tensión mecánica. Se pueden desarrollar grietas en el gabinete, lo que permite que la humedad y los contaminantes ingresen al transformador más fácilmente.
Para prevenir el envejecimiento mecánico, la instalación y el mantenimiento adecuados son esenciales. Al instalar el transformador, se debe asegurar adecuadamente para minimizar las vibraciones. Se deben realizar inspecciones periódicas para comprobar si hay componentes sueltos y asegurarse de que la estructura mecánica esté intacta.
Cómo ralentizar el proceso de envejecimiento
Ahora que conocemos los principales mecanismos de envejecimiento, hablemos de cómo frenar el envejecimiento de los transformadores de tipo seco.
En primer lugar, la gestión térmica adecuada es clave. Asegúrese de que el sistema de refrigeración esté funcionando bien y que el transformador no esté sobrecargado. La sobrecarga del transformador puede hacer que genere más calor del que puede soportar.
En segundo lugar, proteja el transformador de sobretensiones eléctricas. Instale pararrayos y otros dispositivos de protección en el sistema eléctrico.
En tercer lugar, mantenga el transformador en un ambiente limpio y seco. Si es posible, utilice cerramientos o revestimientos para protegerlo de la humedad y los contaminantes.
Finalmente, realice un mantenimiento regular. Compruebe periódicamente la resistencia del aislamiento, el apriete de las conexiones y el estado general del transformador.
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Referencias
- EF Fuchs y MM Maswood, "Calidad de la energía en sistemas de energía y máquinas eléctricas", IEEE Press, 2008.
- GC Stone, EA Boulter e I. Culbert, "Técnicas de diagnóstico para el aislamiento de equipos eléctricos", IEEE Press, 2004.
- Folleto Técnico CIGRE 493, “Guía para la Estimación de la Vida Restante de Sistemas de Aislamiento de Transformadores de Potencia”, 2012.