Introducción
El transformador requiere
menor cuidado comparado con otros equipos eléctricos. El grado de mantenimiento
e inspección necesarios para su operación depende de su capacidad, de la
importancia dentro del sistema eléctrico, del lugar de instalación dentro del
sistema, de las condiciones climatológicas, del ambiente y en general, de las
condiciones de operación. En esta parte del manual se suministran las
instrucciones de operación y mantenimiento. Nuestra intención es prestar la
asistencia necesaria al personal de mantenimiento para facilitarle una
inspección periódica del transformador e indicarle los pasos que se deben
seguir para efectuar un examen más detallado de la parte activa en caso de que
se requiera.
ATENCIÓN: Si
éste va a ser el transformador de repuesto (en Stand-by) deberá conservarse
siempre en las mejores condiciones. Por lo tanto, su mantenimiento debe ser
igual al del transformador en servicio teniendo especial cuidado en vigilar el
estado de su aceite.
Mantenimiento
e inspección de líneas y barrajes
El mantenimiento y la
inspección conllevan un trabajo peligroso; de ahí que deba hacerse de antemano
un programa, poniendo especial atención en la seguridad de las vidas humanas y
del equipo. Cuando se trabaja con barrajes, líneas, terminales, etc., el
trabajo debe iniciarse sólo después de haber confirmado que éstas partes están
desenergizadas, verificando para ello que los interruptores están en posición
de abierto, lo cual se debe comprobar con un detector para circuitos. La
omisión de estas verificaciones, pensando erróneamente que los circuitos no
tienen voltaje, puede causar graves accidentes.
Programa
de mantenimiento preventivo
Anote las lecturas de los
medidores que están generalmente instalados, ya que son de mucha utilidad.
Cuando las lecturas sean muy diferentes de las obtenidas en condiciones
normales, es necesario realizar una cuidadosa verificación. Además de lo
anterior, se debe prestar atención a los fenómenos anormales tales como ruido,
cambio de color o de olores, que pueden detectarse a través de los sentidos.
·
Temperatura del transformador.
La temperatura del transformador está directamente
relacionada con la duración de los materiales de aislamiento, por lo que es
necesario prestarle atención. En el caso de transformadores construidos de
acuerdo con normas ANSI, la temperatura máxima permitida para el aceite es de
90°C y la temperatura máxima del punto más caliente de 110°C.
·
Inspección del volumen de aceite.
El volumen del aceite
tiene siempre que ser verificado desde el punto de vista del aislamiento y de
la refrigeración. Cuando el nivel de aceite fluctúe notoriamente en relación
con la temperatura, se debe detectar la causa para un oportuno arreglo.
·
Ruido.
En
algunos casos se puede percibir algún ruido anormal, cuando se está
familiarizado con el sonido que el transformador produce durante la operación
normal, lo cual puede ayudar a descubrir alguna falla. Las siguientes son las
causas posibles de ruido anormal:
a)
Resonancia de la caja y de los radiadores debida a cambios anormales en la
frecuencia de la fuente de corriente,
b)
un defecto en el mecanismo de ajuste del núcleo,
c)
un defecto en la estructura central, (como desajuste en el núcleo) es posible
que se encuentren flojos los tornillos de sujeción de las bridas,
d)
aflojamiento de las piezas de anclaje, y
e)
ruido anormal por descarga estática, debido a partes metálicas carentes de
tierra o a imperfección de la puesta a tierra.
Estos
ruidos pueden detectarse desde fuera o acercándose a la caja, aún cuando no
sean muy fuertes.
• Aflojamiento
de las piezas de fijación y de las válvulas.
Cuando
encuentre los terminales de tierra flojos, desenergice el transformador y
apriételos enseguida. Los tornillos de los cimientos que estén sujetos a
grandes cargas, deben ser apretados firmemente para evitar el desplazamiento
del transformador. En algunos casos las válvulas se aflojan debido a
vibraciones, apriételas nuevamente.
• Fugas
de aceite.
Las
fugas de aceite pueden ser causadas por el deterioro de algún empaque o por mal
posicionamiento; algunas tardan en descubrirse, verifique cuidadosamente las
válvulas y los empaques. Si hay algún defecto que pudiera causar una fuga.
Periodicidad
de las inspecciones
La tabla 1, muestra la
frecuencia con la que se debe revisar el transformador.
Normas
de mantenimiento del aceite aislante
Para mantener el
transformador en perfectas condiciones de operación se deben tener en cuenta
los puntos anteriores, cuidando también de la operación de rutina y sin falta
alguna se debe dar el tratamiento adecuado en cuanto se note algún cambio en
las condiciones de servicio. Es necesario también desenergizar el transformador
a intervalos regulares y llevar a cabo una inspección meticulosa. Con esta
rutina y con inspecciones regulares, el grado de deterioro se podrá minimizar.
Ya que un transformador está formado de muchas partes, tales como el aceite de aislamiento,
los equipos de refrigeración, etc. debe ser atendido permanentemente. El aceite
además de servir como medio aislante sirve para transferir el calor generado en
las bobinas y el núcleo hacia las paredes del tanque y los radiadores. Por esto
se requiere que cumpla con las siguientes características:
• Elevada rigidez
dieléctrica
• Baja viscosidad
• Bien refinado y libre de
materiales que puedan corroer las partes metálicas
• Estar libre de humedad y
componentes que se polaricen
•Tener un bajo punto de
fluidez
• Que tenga poca
evaporación.
Las técnicas de
manufacturación de los transformadores y su confiabilidad se han mejorado a tal
grado que la inspección interna es casi innecesaria; actualmente el
mantenimiento se limita casi exclusivamente al mantenimiento del aceite para
prevenir su deterioro:
Deterioro
del aceite de aislamiento
El aceite de aislamiento se
deteriora gradualmente por el uso. Las causas son la absorción de la humedad
del aire y de partículas extrañas que entran en el aceite y el principal efecto
es la oxidación. El aceite se oxida por el contacto con el aire y éste proceso
se acelera por el aumento de la temperatura del transformador y por el contacto
con metales tales como el cobre, el hierro, etc. Además de lo anterior, el
aceite sufre una serie de reacciones químicas tales como la descomposición y la
polimerización, que producen partículas que no se disuelven en el aceite y que
se precipitan en el núcleo y bobinados. Estas partículas son llamadas
sedimentos. Los sedimentos no afectan directamente la rigidez dieléctrica, pero
los depósitos que se forman sobre los devanados impiden su normal
refrigeración.
Prevención
del deterioro del aceite
Debido a que el deterioro
del aceite es causado generalmente por la oxidación, el método para prevenirlo
consiste en reducir al mínimo posible su superficie de contacto con el aire.
Con este propósito se usa un tanque conservador. La humedad también acelera el
deterioro del aceite y para evitar esto se debe usar un respirador
deshidratante. El método ideal es aquel que utiliza colchón de nitrógeno, o
aquel que utiliza una membrana en la superficie del aceite para evitar que el
aceite entre en contacto directo con el aire. El aceite dieléctrico se activa
bajo ciertas condiciones de luz, calor y iones de metales pesados, para
producir radicales libres que causan auto-oxidación. Para evitar este fenómeno
se utilizan aditivos inhibidores de la oxidación.
Evaluación
del deterioro del aceite dieléctrico
Los métodos para juzgar
deterioro de un aceite dieléctrico, son aquellos que miden el grado de oxidación,
la densidad específica, la tensión superficial y la tangente . Además de la
práctica común de medir la rigidez dieléctrica, es recomendable hacer un juicio
sintético de todos estos métodos.
Mantenimiento
e inspección de los bujes
Inspección de rutina
• Excesivo calentamiento local: Ponga atención a la parte
sujetadora de los terminales. Es conveniente pintar dicha parte con pintura
indicadora de calor.
• Contaminación: Cuando haya mucho polvo y sal, se debe
efectuar una limpieza para la cual debe detenerse el funcionamiento del
transformador y usar agua, amoníaco o tetracloruro de carbono, y si están muy
sucios, usar ácido hidroclórico concentrado diluído 40 o más veces en agua. La
solución no debe tocar ninguna parte metálica; después de la limpieza las
partes de porcelana deben neutralizarse con agua que contenga bicarbonato de
sodio en una proporción de 30 gramos por litro. Siempre que use una solución
química, asegúrese de lavar después con agua fresca, para que no quede ningún
elemento extraño. En sistemas en los que sea difícil detener el funcionamiento
para la limpieza, o en zonas donde haya muchos daños por el polvo o la sal, se
está usando recientemente un método de lavado denominado "de línea
caliente". Es un método para lavar los equipos sin parar su
funcionamiento, y hay 2 ó 3 formas de hacerlo. En cualquier caso debe
verificarse el grado de polvo y sal, la calidad del agua para lavar y el método
de impermeabilización cuando se hace la limpieza.
• Daños mecánicos: Verifique si existen daños o fugas de
aceite en los bujes.
Inspección regular (una vez
cada dos años)
• Evaluación del deterioro del aislamiento: Los métodos para
detectar el deterioro del aislamiento son la medición de la resistencia de
aislamiento y de la tangente delta.
La medición de la
resistencia de aislamiento en los bujes no es sencilla, ya que el buje y los
devanados del transformador deben independizarse; no obstante, la medición debe
tratar de hacerse lo mejor posible. La medición de la tangente delta también es
difícil, ya que los bujes deben separarse del transformador en la mayoría de
los casos. La evaluación del resultado de la medición no debe depender
únicamente de los valores absolutos obtenidos, sino de los valores obtenidos
cada año y de la variación entre ellos. Si hay grandes discrepancias en los
valores, es necesario un cuidado especial Cuando la resistencia de aislamiento
es superior a 1000 MΩ a temperaturas normales, puede considerarse como una
buena condición, pero el valor de la tangente delta también debe tomarse al
considerar la evaluación. 6.3 Inspección por excesivos calentamientos parciales
El calentamiento excesivo de los terminales se debe en la mayoría de los casos
a aflojamientos; si llegara a observarse, elimine el polvo de las partes de
contacto y apriete firmemente.
Inspección de daños locales
(fisuras) de los bujes
La limpieza de los bujes
debe hacerse según se mencionó. Si los daños son muy serios cambiar por nuevos.
Inspección de fugas de
aceite
Revise las diversas piezas
de los bujes para ver si hay fugas de aceite. Si el aceite se sale por el
empaque, ajústelo ó cámbielo. Si son del tipo inmerso en aceite y el aceite se
fuga por otra parte fuera del buje, informe al fabricante.
Almacenamiento
Guarde los bujes parados en
un cuarto seco. Se recomienda guardarlos en la caja de empaque en que venían.
Mantenimiento e inspección del equipo de
refrigeración
El equipo de refrigeración
es la parte más importante en el funcionamiento diario normal de un
transformador. Es necesario un cuidado especial en su mantenimiento e
inspección, ya que cualquier anormalidad puede reducir la vida útil del
transformador o causar defectos serios.
Radiador del tipo de
auto-enfriamiento
Verifique la fuga de aceite
da las cabeceras del radiador y de las partes soldadas del panel o del tubo. Si
se acumulan sedimentos en las obleas o en el tubo, el flujo del aceite se
dificulta y la temperatura desciende. Por esta razón verifique con la mano si
estas partes tienen una temperatura adecuada. Si los radiadores son del tipo
desmontable verifique que las válvulas se abran correctamente.
Mantenimiento e inspección de los termómetros
Es importante que se
verifique la temperatura del transformador en servicio, ya que ello indica las
condiciones del funcionamiento. Las condiciones internas y la normalidad del
interior, por lo tanto, los indicadores que miden la temperatura deben revisarse
y mantenerse en buen estado, para que indiquen correctamente la temperatura.
Termómetro tipo reloj
Este es un tipo de medidor
de presión con un bulbo que contiene un líquido especial o gas sellado, y que
se conecta con un tubo muy fino para mover la aguja por expansión y contracción
del fluido; debe verificarse comparándolo con un termómetro normal una vez al
año o más seguido. También debe verificarse cuidadosamente que no esté corroído
en el interior, que no penetre agua, que la aguja se mueva adecuadamente y que
los contactos de alarma funcionen correctamente. Si el cristal está empañado
por la humedad que penetra, quite la tapa del cristal y cambie el empaque.
Después de muchos años de uso, el tubo de Bourdon se desgasta, al igual que el
piñón y el soporte, por lo que pueden dar indicaciones erróneas; también las
partes indicadoras móviles llegan a caerse por golpes o vibraciones. La tubería
guía generalmente es de tipo doble y la unión con el medidor se separa o se
rompe fácilmente. Por lo tanto es necesario un manejo cuidadoso del termómetro
tipo reloj, cuando se debe quitar durante la inspección del transformador. Debe
verificarse que los contactos de alarma estén colocados adecuadamente.
Mantenimiento e inspección del indicador
de nivel de aceite
El medidor está colocado
fuera del conservador y es de construcción simple; muestra el nivel del aceite
directamente, viéndolo desde el exterior. Ponga atención a una fuga de aceite
por su parte visible. Cuando el cristal esté manchado, límpielo con un trapo.
El medidor de aceite es
resistente a daños y a fallas de indicación, comparado con los modelos viejos
de indicadores del nivel de aceite tipo L y tipo U.
Indicador del nivel de
aceite tipo reloj
En este indicador el eje
giratorio tiene en un extremo un flotador que soporta un brazo conectado al
indicador y, en el otro extremo un magneto para hacer girar el rotor y para
permitir el movimiento hacia arriba y hacia abajo del flotador. Cuando el nivel
del aceite cambia, éste acciona el brazo de soporte que hace girar el magneto
en el otro extremo, y éste a su vez acciona el rotor a través de la pared de
división que está colocada fuera del indicador. La aguja señala el nivel del
aceite. El indicador necesita el mismo cuidado de mantenimiento que cualquier
instrumento ordinario; además como indicador con flotador metálico, requiere
atención cuando hay una indicación incorrecta debida a la penetración del
aceite al flotador, por vibraciones, y sobre todo cuando ha funcionado por
largo tiempo.
Mantenimiento e inspección de los relés
de protección
Los relés de protección que
se mencionan a continuación necesitan inspección una vez al año:
• Relé de buchholz: Este relé está hecho para proteger al
transformador inmerso en aceite contra fallas internas. Está fijado al tubo de
conexión entre el tanque del transformador y el conservador. El funcionamiento
del relé se divide en una primera fase (por fallas leves) y una segunda fase
(para fallas severas); la primera se usa para la alarma y la segunda para el
disparo del relé. Su estructura presenta dos flotadores; uno en la parte
superior y otro en la parte inferior de un caja de acero (cámara de aceite) y
están fijados de tal manera que cada flotador puede girar, siendo su centro de
rotación el eje de soporte.
Cada flotador tiene un
interruptor de mercurio y los contactos se cierran cuando el flotador gira. Si
los materiales estructurales orgánicos del transformador se queman o producen
gas causado por un arco pequeño, éste se queda en la parte superior interna de
la caja. Cuando el volumen del gas sobrepasa el volumen fijo (aproximadamente
150 a 250 cc) el flotador de la primera fase baja y los contactos se cierran,
haciendo funcionar el dispositivo de alarma.
El flotador inferior, que es
para la segunda fase, cierra los contactos y hace funcionar el dispositivo de
alarma, o dispara el interruptor del circuito cuando se origina un arco en el
interior del transformador y se produce súbitamente gas y vapor de aceite,
forzando el movimiento del aceite.
También cuando el nivel de
aceite desciende por debajo del nivel inferior del conservador, el dispositivo
de alarma funciona. A un lado de la caja del relé Buchholz hay una ventanilla
de inspección que permite observar el volumen y el color del gas producido, y
extraer muestras para evaluar la causa y el grado de la falla. Al instalar el
medidor, quite el resorte que se ha usado para atar el flotador o el material
empacado y evitar así movimientos del flotador; limpie el interior del relé,
verifique si el contacto de mercurio y los terminales conectores están en
buenas condiciones; fije el relé al transformador, asegurándose de que la
dirección del ajuste y el nivelado sean correctos.
Cuando el transformador está
inmerso en aceite, abra la válvula de escape del gas que está en la parte
superior del relé para eliminar el aire del interior del relé e iniciar el
funcionamiento del transformador. Sin embargo, si la carga del aceite al vacío
se hace en perfectas condiciones, la eliminación no es necesaria. Los contactos
de mercurio deben manejarse con sumo cuidado, ya que pueden romperse cuando hay
vibraciones. Como rutina, examine la fuga de aceite y la producción de gas del
relé.
Si se encuentra gas a pesar
del funcionamiento de la primera fase, tome una muestra de gas y analícela;
también el nivel de aceite del conservador. Limpie el cristal de la ventanilla
de inspección, revise el interior y verifique si el flotador se mueve
normalmente, con el brazo de soporte como su centro de rotación a intervalos
regulares.
El relé puede funcionar
equivocadamente cuando el flotador esta sumergido en el aceite, cuando el eje
de soporte del flotador se sale del conjunto o cuando hay una fuga de aceite.
• Relé de protección del cambiador de tomas bajo carga: Este
relé protege al transformador y al cambiador de tomas bajo carga contra
averías. Es por tanto parte integrante de nuestro suministro. Debe estar
conectado de tal forma que su funcionamiento provoque la desconexión inmediata
del transformador. La caja moldeada en material ligero resistente a la
corrosión, está provista de dos bridas para el acoplamiento de las tuberías de
unión, por una parte con la cabeza del cambiador y por la otra con el
conservador de aceite. Se puede controlar la posición de la palanca gracias a
la mirilla situada sobre la cara delantera de la caja.
En la bornera se encuentran
los terminales de conexionado del interruptor. El aceite contenido en el relé
de protección no debe penetrar en ella. Se ha previsto una abertura para evitar
la formación de agua condensada en la bornera. Igualmente, allí se encuentran
situados dos botones pulsadores destinados, uno a controlar el buen
funcionamiento del aparato y otro a su rearme. Los bornes de conexión están
protegidos por una membrana de plástico transparente. El órgano activo del relé
comprende una palanca provista de un orificio y un imán permanente, el cual
asegura el funcionamiento del contacto auxiliar y el mantenimiento de la
palanca en posición REARME. No es posible obtener una posición intermedia.
La operación del relé de
protección puede ser el indicio de una avería grave. Sin las comprobaciones
indicadas, el cambiador no debe volver a ponerse en servicio bajo ninguna
circunstancia. Cuando el funcionamiento del relé provoque la desconexión de los
disyuntores, debe procederse como sigue:
- Anotar la hora y la fecha
de la desconexión.
- Anotar la posición de
servicio del cambiador.
- Bloquear el mando a motor
desconectando el guardamotor de modo que se evite una maniobra del cambiador
causada por un control remoto.
- Controlar la estanqueidad
de la tapa. Si hay una fuga de aceite cerrar inmediatamente la válvula del
conservador de aceite.
- Verificar si la palanca
del relé de protección se encuentra en la posición DESCONEXION o en posición
REARME. Si se encuentra en ésta última es posible que se haya producido un
desenganche defectuoso. Verificar en éste caso el circuito de desenganche.
De no ser posible
despejarlo, habrá que sacar el cuerpo insertable del cambiador para control
visual. Si la palanca se encuentra en posición de DESCONEXION hay que, de todas
formas, sacar el cuerpo extraíble del cambiador. Volver a poner en servicio el
cambiador sin haberlo revisado visualmente, podría conducir a daños muy graves
en el transformador y en el cambiador. Adicionalmente deben chequearse los
siguientes puntos:
• Cual era la carga del
transformador al momento del disparo?
• Fue ejecutada una maniobra
del cambiador inmediatamente antes o durante el desenganche?
• Funcionaron al momento del
desenganche otros dispositivos de protección del transformador?
• Fueron efectuadas
conmutaciones en la red en el momento del desenganche?
• Fueron registradas
sobretensiones en el momento del desenganche? Después de una comprobación
minuciosa del cuerpo insertable, el servicio SOLO se debe reanudar si se está
seguro de que no hay ningún daño ni en el cambiador de tomas ni en el
transformador. En adición a las medidas anteriores si subsisten los problemas comuníquese
inmediatamente con el fabricante.
Mantenimiento e inspección de la válvula
de sobrepresión
La válvula de alivio de
sobrepresión con contactos de alarma, acciona la alarma cuando funciona la
aguja del interruptor. Está colocada haciendo contacto con la placa de
expansión; el resorte de ajuste y los contactos del microinterruptor están en
relación con el elevador que se relaciona a su vez con la aguja del
interruptor. Cuando hay un accidente, la presión interna aumenta y empuja la
válvula hacia afuera, haciendo funcionar a la aguja del interruptor, la cual
empuja y dobla la placa de expansión. Cuando la presión alcanza un cierto
límite, la placa de expansión se rompe y la presión sale, cerrando los
contactos del interruptor microinterruptor, que están en el elevador que se
relaciona con la aguja del interruptor, y la alarma suena. Verifique si no hay
alguna fuga de aceite o de aire del dispositivo.
Mantenimiento e inspección de los
respiradores de silica gel
Estos dispositivos están
hechos para eliminar la humedad y el polvo que entran al transformador, con el
movimiento del aire resultante de la fluctuación de la temperatura del aceite
del transformador; está colocado entre el paso del aire del transformador y la
atmósfera. Está formado por un depósito con un agente deshidratante y aceite,
así como de las partes metálicas para su fijación.
El empaque debe verificarse
para ver si está bien asegurado, de manera que no permita la entrada de aire al
transformador por ningún sitio que no sea el orificio del respiradero. También
verifique si el nivel de aceite del depósito no es más bajo que el nivel
fijado. Si el agente deshidratante se humedece con aceite, es porque hay
demasiado aceite en el depósito, o porque hay alguna falla interna cuya causa
debe detectarse.
Se usa gelatina de silicio
como agente deshidratante. Generalmente está teñido de azul con cloruro de
cobalto, y cuando la absorción de humedad llega a un 30 ó 40 %, el color cambia
de azul a rosa; en tal caso se debe cambiar la gelatina de silicio o secarla
para volver a usarla. Para regenerarla, coloque la gelatina de silicio en una
cubeta o en un perol limpio y agítela mientras la calienta a una temperatura de
100 a 140 °C; continúe el calentamiento hasta que el color cambie de rosa a
azul o extienda la gelatina de silicio mojada en un receptáculo, como una caja
de filtro por 4 ó 5 horas, manteniendo la temperatura del secado entre 100 y
140 °C.
Mantenimiento e inspección de las
empaquetaduras
• Instalación de los empaques
Cuando use un empaque siga
las instrucciones del fabricante, pero en caso de que no las tenga a mano, las
siguientes pueden seguirse para un caso general. Para los empaques de la
superficie de reborde del transformador común, se usa corcho ó nitrilo, si bien
el corcho ya no se emplea mucho actualmente. Para algunas uniones se usan
empaques especiales de plomo, de asbesto o de anillo en O; si se señala qué
tipo de empaquetadura debe usarse, siga las instrucciones.
• Métodos para unir los empaques
Es mejor usar el empaque sin
unión, pero ésta no puede evitarse cuando el empaque es muy grande. Hay
empaques redondos, cuadrados, rectangulares y ovalados, pero en cualquier caso
trate de unir el empaque por una parte recta. La parte que se sobrepone debe
medir más de 50 mm y debe aplicarse un adhesivo en la unión. Cuando use
elemento o un componente para sellar, asegúrese de seleccionar el material
adecuado para el empaque; aplique una capa delgada y deje que se seque al aire
colocando entonces el empaque.
• Indicaciones para el trabajo
Para quitar la corrosión, el
nitrilo, el aceite o la grasa, use un cepillo de alambre, thiner y alcohol.
Ponga el adhesivo únicamente en el lado del empaque y use sólo la cantidad
necesaria para fijarlo en su lugar. Si la fuga de gas o de aceite no se detiene
después de un ajuste correcto, el empaque deberá cambiarse por otro. Un empaque
con poca elasticidad, como el de plomo, debe siempre cambiarse por una nuevo.
No vuelva a usar el empaque viejo.
Como detectar una fuga
Cuando la fuga sea abajo del
nivel del aceite lave primero con thiner o alcohol la parte afectada, y al
eliminarse el polvo o el cemento, el lugar de la fuga se vera claramente como
una mancha (negra). Cuando la fuga sea arriba del nivel del aceite. Cargue el
gas de nitrógeno a una presión apropiada (aproximadamente 0.3 a 0.4 Kg/cm²),
ponga una solución de jabón líquida en la parte sospechosa del empaque; si hay
alguna fuga se formarán burbujas. Tenga cuidado en no permitir el
funcionamiento del tubo de escape de la presión durante esta operación.
• Tratamiento de las fugas del tanque
Si la parte de la fuga en el
tanque, que contiene aceite, debe repararse por soldadura, tenga cuidado de
verificar si el calor de la soldadura no va a producir una mezcla explosiva de
gases. (No se necesita precaución alguna en el caso de aceite no inflamable).
Si la parte de la fuga está
a unos 70 mm o más por encima del nivel del aceite, y si el espesor de la pared
del tanque es mayor de 6 mm., no habrá peligro de combustión, ya que el aceite
enfriará el calor de la soldadura. Si la parte de la fuga está por encima del
nivel del aceite, ponga gas de nitrógeno en el interior del tanque para
prevenir un incendio. Si el espesor de la pared del tanque es menor de 4.5 mm,
ponga una pieza de metal encima de la parte de la fuga y sóldela. Es mejor si
no hay aceite en el lugar de la reparación. La manera más simple de reparar un
pequeño orificio de fuga es calafatearlo cuidadosamente con un cincel. No debe
taparse el pequeño orificio de la fuga con masilla o con pintura, ya que no
dura mucho tiempo. Un orificio de fuga en la caja de acero no puede repararse con
soldadura o calafateándolo. La parte de la caja de acero deberá reemplazarse.
Cuando no sea posible perforar un agujero en el sitio de la fuga, golpee e
introduzca un tapón impregnado en goma laca u otro componente. Si se encuentra
una fuga en una pieza importante del equipo, consulte con el fabricante el
método adecuado de tratamiento.
Fallas y contramedidas
Causas
de la falla
Rastrear la causa de las
fallas es la base para tomar medidas que permitan contrarrestarlas. El origen
de las fallas no es simple. Generalmente es la combinación de muchos factores
que pueden clasificarse de la siguiente manera:
• Imperfección en las especificaciones:
- Error en la
selección del tipo de aislamiento.
- Capacidad no apropiada.
- Falta de atención a las condiciones en el lugar de
instalación (humedad, temperatura, gases perjudiciales, etc)
• Imperfecciones en las
instalaciones:
- Instalación
incorrecta.
- Capacidad y rango de protección del pararrayos
incorrecto.
- Interruptor y rele de protección incorrectos
• Imperfecciones en la
operación y mantenimiento del equipo:
- Partes conductoras externas flojas y calentamiento de
las mismas.
- Deterioro del
aceite de aislamiento
- Carga excesiva o error en la conexión de los cables.
- Equivocación en el funcionamiento, y descuido en el
arreglo de los circuitos de protección.
- Inspección insuficiente de los empaques y de las válvulas.
- Mantenimiento insuficiente de los accesorios.
• Voltaje anormal
• Deterioro normal
• Desastres naturales
Tipos de fallas
Las fallas producidas por
las causas mencionadas, dan lugar a fallas secundarias y aún terciarias,
dificultando su rastreo. Sin embargo, las condiciones de operación en el
momento de la falla, los registros de inspección de los reles de protección de
las diversas partes, así como el mantenimiento y la inspección regular,
ayudarán a detectar la causa en muchísimas ocasiones. Las fallas de un
transformador se pueden clasificar de la siguiente manera:
Fallas
internas del transformador: En devanados y núcleo
- Interrupción dieléctrica
- Rotura y torsión de los
devanados
- Error en el contacto a
tierra
- Conmutador de derivaciones
abierto
- Aceite de aislamiento
Fallas
externas del transformador: En el tanque
- Por fugas de aceite en un
empaque, válvula, cordón de soldadura
- Por los bujes de los
respiradores, válvula de sobrepresión, termómetros, indicador de nivel de
aceite, etc
- Defectos en los
ventiladores de refrigeración forzada, relé Buchholz, salida de los
transformadores de corriente de los bujes, etc.
Descubrimiento de las fallas
Es innecesario decir que
mientras más pronto se detecte la falla será mejor, y que para ello se
requieren un mantenimiento y una inspección cuidadosa; hay normas hechas para
la inspección regular y de rutina. Por medio de esta inspección se puede
detectar una falla antes de que sea grave, y se puede reducir el daño en lo
posible. Algunas fallas son causadas por razones más allá del control humano.
Veamos:
• Fallas repentinas
La mayoría de las
interrupciones dieléctricas ocurren repentinamente, especialmente la debida a
un rayo o a una tensión anormal, causando una falla directa. La corriente
excesiva por un cortocircuito externo o por un golpe mecánico, también sucede
repentinamente, y disturbios por sismos e incendios, pueden dañar accidentalmente
el transformador.
• Fallas que se desarrollan lentamente
Las fallas repentinas se
relacionan, generalmente, con factores totalmente externos o ajenos al
transformador, de tal forma que está fuera de nuestro alcance el poder
preveerlos y prepararnos para enfrentarlos. El objetivo de nuestro
mantenimiento e inspección es descubrir las fallas que ocurren y que se
desarrollan lentamente.
Estas fallas son las
siguientes:
- Deformación de los
materiales de aislamiento y del bobinado, debido a golpes mecánicos causados
por un cortocircuito externo. El transformador generalmente se diseña y se
fabrica para resistir el calor y los golpes mecánicos. Sin embargo, si se
expone a golpes mecánicos intensos y frecuentes, aún una pequeña deformación
puede convertirse en una falla interna seria.
- Aislamiento del núcleo: Puede existir aislamiento deficiente
entre las láminas del núcleo, entre el tornillo de sujeción del núcleo y el
tubo de aislamiento, etc. El aislamiento deficiente causa un cortocircuito en
el flujo magnético, produce constantemente una corriente de corto circuito en
este lugar y provoca un calentamiento excesivo pudiendo desarrollar fallas
serias.
- Aislamiento deficiente: Debido a una condición operacional
dura, como carga excesiva. Según se mencionó en las instrucciones de operación,
el aislamiento del transformador se deteriora por el aumento de la temperatura
y este deterioro a través de los años empeora y se convierte en una falla seria
cuando el transformador sufre una carga excesiva.
- Deterioro de los materiales de aislamiento, del aceite, de
los bujes, etc. debido a absorción de humedad, a oxidación y a formación de una
corona, etc.
- Deterioro del aislamiento: De la parte externa del
transformador debido al viento, la nieve, la sal y el polvo. Esto puede
prevenirse con una inspección y un mantenimiento correctos.
- Falla en los accesorios, fuga de aceite, fuga de gas, etc.
Fallas internas del transformador
Fallas en los devanados
· Cortocircuitos:
Hay cortocircuitos entre las
espiras, entre las fases y entre las bobinas. La mayoría de las fallas de los
cortocircuitos se deben a tensión anormal en el pararrayos, y algunas se deben
al deterioro del aceite de aislamiento y a la penetración de la lluvia. También
algunos cortocircuitos se deben al deterioro por calor, causado por una fuerza
mecánica electromagnética o por una carga excesiva anormal. En general, los
cortocircuitos internos causan deformaciones graves en las bobinas, como efecto
secundario.
· Rompimiento de los terminales de los
devanados:
Los terminales de los
devanados sufren daños por un exceso de corriente (cortocircuito externo, etc)
o por un rayo. También los accidentes de cortocircuito del sistema que se
acumulan, causan daños en el soporte del bobinado, por su fuerza destructora
mecánica repetida, que finalmente rompe los terminales.
· Cortocircuito a tierra:
El voltaje de impulso o el
deterioro del aislamiento pueden causar un cortocircuito a tierra del bobinado
o de sus terminales al núcleo o al tanque. Las fallas mencionadas se pueden
detectar fácilmente mediante un diagnóstico externo o una verificación
eléctrica.
· Fallas en el núcleo:
Hay fallas debidas a un
aislamiento deficiente de los tornillos de afianzamiento del núcleo, o a un
canal de enfriamiento de aceite obstruido, lo que causa un calentamiento
excesivo del núcleo. Las fallas del núcleo se desarrollan lentamente. El
aislamiento y el contacto a tierra deficientes ya mencionados, causan una
corriente de cortocircuito parcial, un deterioro del aceite de los materiales
de aislamiento en sus alrededores, los cuales gradualmente se convierten en
fallas serias.
Una sujeción deficiente
entre el núcleo y las bridas del bobinado pueden causar una vibración
perjudicial.
¿Cómo detectar fallas internas?
Use los diferentes relés con
que cuenta el transformador para detectar y protegerse de fallas accidentales.
A continuación se señala cuáles son las partes que se emplean para protegerse
de fallas internas: Las que están adheridas directamente al transformador y que
detectan las fallas mecánicamente: Relé Buchholz, relé de presión súbita,
dispositivo de sobrepresión. Las que están indirectamente unidas al tablero de
control del transformador, y que detectan las fallas eléctricamente: Relé
diferencial, relé de sobrecorriente, relé de tierra.
