Cada prueba de rutina en la fábrica puede pasar y un transformador aún puede fallar en servicio debido a una pieza que pesa menos del uno por ciento de la unidad. Los registros de campo de la estación de pruebas de contaminación de Koeberg en la costa occidental de Sudáfrica lo demuestran: los aisladores de porcelana desnudos con una capacidad de fuga específica de 32,4 mm/kV se encendieron en niebla salina aproximadamente una vez al año, mientras que los casquillos recubiertos con una capacidad de 30 mm/kV permanecieron en servicio durante unos quince años en el mismo aire costero. El entorno decidió el resultado, no el nombre.
Es por eso que vale la pena leer atentamente la línea de casquillos cuando llega una solicitud de cotización de un proyecto costero, desértico o de industria pesada. La mayoría de las veces se lee así: un código de tipo y un amperaje nominal, sin cifra de fuga ni referencia al estándar con el que se construyó. Cerrar esa brecha antes de realizar el pedido es la diferencia entre uncasquillo del transformadorque dura toda la vida útil de la unidad y que se convierte en un elemento de mantenimiento anual.
Lo que realmente hace un casquillo de transformador
A casquillo del transformadores la interfaz aislada que permite que un conductor de alto voltaje cruce una barrera a tierra. Dentro del tanque, el conductor se encuentra en aceite de transformador; Fuera del tanque, el mismo conductor se encuentra en el aire. Un componente gestiona dos medios dieléctricos con un comportamiento de descomposición completamente diferente, además de la expansión térmica, además de cualquier efecto climático en la superficie externa durante los próximos treinta años.
Papel impregnado de aceitecasquillos del condensadorManeje el problema de la tensión con capas conductoras graduadas capacitivamente enrolladas en el papel. En lugar de dejar que el campo eléctrico se acumule en la brida de montaje, las capas de clasificación lo dividen en pasos controlados a lo largo de la longitud del casquillo. La misma construcción ofrece a los compradores una herramienta de diagnóstico: la capacitancia y el factor de potencia medidos en la toma de prueba muestran lo que está haciendo el aislamiento años después, sin necesidad de sacar la unidad de servicio.
Las clasificaciones deben alinearse con el transformador que se encuentra debajo. Una unidad de clase de 34,5 kV normalmente se construye a 200 kV BIL (nivel de aislamiento básico), y el aislador debe alcanzar o exceder ese nivel, con el aislamiento del lado de aceite y del lado de aire coordinado en lugar de tratarse por separado. Solicite ambas cifras en el plano, al lado de la corriente nominal.
OIP, RIP y compuesto: los tipos que realmente eligen los compradores
Dos familias constructivas cubren la mayoría de los proyectos:casquillo de papel impregnado de aceite (OIP)diseños ycasquillo de papel impregnado de resina (RIP)diseños. La carcasa que los rodea es de porcelana o de polímero compuesto, y esa segunda opción cambia el mantenimiento más de lo que la mayoría de los compradores esperan.
| Tipo | Construcción | donde cabe | Que comprobar |
|---|---|---|---|
| Casquillo del condensador OIP | Capas de papel impregnadas de aceite dentro de un cuerpo sellado lleno de aceite, con un grifo de prueba | Transformadores de potencia convencionales y sumergidos en aceite; Sitios con un equipo de mantenimiento establecido. | Nivel de aceite y estado de la junta; Confirme que existe la toma de prueba para que la capacitancia y el factor de potencia se puedan medir más tarde. |
| casquillo RIP | Papel impregnado de resina, seco, sin aceite interno. | Subestaciones con espacio limitado, zonas sísmicas, centros de datos y patios industriales donde nadie quiere una rutina petrolera | Calidad de fabricación y delaminación; Las opciones de reparación en el campo son limitadas, por lo que es necesario reemplazarlas en lugar de reacondicionarlas. |
| Carcasa de porcelana | Cobertizos de cerámica esmaltada en el núcleo del casquillo. | Proyectos estándar donde la rigidez mecánica y una apariencia familiar son importantes | Riesgo de roturas y roturas durante el transporte y por vandalismo; en sitios contaminados especifique un recubrimiento RTV |
| Carcasa compuesta (silicona) | Cobertizos de polímero sobre un núcleo reforzado con fibra. | Patios costeros y muy contaminados; el peso más ligero reduce los daños por manipulación | Perfil de calada y relación S/P del proveedor; control de proceso en la moldura de la carcasa |
RIP es la respuesta para un centro de datos o una subestación empaquetada donde nadie quiere tener una rutina de gestión de petróleo: no hay petróleo interno para muestrear, la unidad es más liviana y tolera mejor el movimiento sísmico. OIP todavía domina en los transformadores de potencia convencionales y tiene un largo historial de servicio, con una salvedad: las juntas y los sellos de aceite pasan a formar parte de su plan de mantenimiento.
Deja que el medio ambiente tome la decisión sobre la vivienda. En un sitio costero o contaminado, uncarcasa de buje compuestocon cobertizos hidrofóbicos ofrece un rendimiento contra la contaminación que la porcelana no puede igualar sin un recubrimiento RTV, y no se romperá cuando algo lo golpee. La porcelana sigue ganando cuando importa la rigidez mecánica, siempre que la fuga se especifique para la clase de contaminación real en lugar de un requisito genérico. Si especifica porcelana en un sitio contaminado, haga que el revestimiento RTV sea una línea en el dibujo: unacarcasa de buje compuestoes a menudo la ruta más sencilla para lograr el mismo rendimiento en materia de contaminación.
La distancia de fuga es el número que decide el desempeño en materia de contaminación
Distancia de fuga específica(SCD) es la distancia de fuga de fase a tierra dividida por la tensión más alta del sistema del equipo, expresada en mm/kV. En cualquier sitio donde haya niebla salina, polvo de cemento, arena o residuos industriales, es el número más útil en el dibujo del buje. Los valores con los que trabajan la mayoría de las empresas de servicios públicos provienen de IEC/TR 60815, publicado por laCEI.
| Nivel de contaminación | Condiciones típicas del sitio | Distancia de fuga específica mínima |
|---|---|---|
| Luz | Zonas interiores agrícolas o de baja densidad, escasas precipitaciones con lavado regular | 16mm/kV |
| Medio | Zonas del interior con polvo, industria ligera, lluvias moderadas | 20mm/kV |
| Pesado | Franjas costeras, zonas industriales, desiertos con fuertes vientos y niebla salina | 25mm/kV |
| muy pesado | Costa marítima a pocos kilómetros, niebla conductiva, industria pesada con humectación | 31mm/kV |
Haga la aritmética antes de realizar el pedido. En un sistema de 34,5 kV, donde el voltaje más alto del sistema es 36,5 kV, una clasificación de contaminación intensa requiere al menos 912 mm de distancia de fuga (36,5 × 25); una clasificación muy pesada eleva la cifra a aproximadamente 1.132 mm (36,5 × 31). Compare eso con el casquillo que le han cotizado, no con una afirmación general "anticontaminación" en una hoja de datos.
Dos refinamientos importan. Los bujes con un diámetro promedio superior a 500 mm generalmente necesitan un aumento del SCD entre un 10 y un 20 por ciento para compensar el efecto del diámetro. Y la nueva serie IEC/TS 60815 fomenta la medición de la gravedad de la contaminación del sitio (muestreo ESDD y NSDD durante al menos un año) en lugar de clasificar un sitio desde la memoria.
Por qué fallan los casquillos de los transformadores y qué pueden detectar los compradores a tiempo
Las fallas de los bujes siguen una breve lista de rutas: ingreso de humedad a través de juntas viejas o una carcasa agrietada; descarga parcial dentro de las capas de papel; daño térmico en una conexión terminal atornillada que nunca fue apretada correctamente; y daños mecánicos en tránsito o por vida silvestre y vandalismo.
La mayoría de ellos dejan un rastro mucho antes de provocar un viaje. Capacitancia y factor de potencia medidos en la deriva de la toma de prueba a medida que la humedad ingresa al núcleo. El escaneo infrarrojo bajo carga encuentra una abrazadera de terminal suelta. La resistencia del aislamiento y un paso visual sobre los cobertizos detectan la contaminación de la superficie y los faldones desconchados. En los tipos OIP, el muestreo de aceite para bujes, que está separado del tanque principal, revela humedad o descomposición temprana.
Lo que hace que todo eso sea útil es una línea de base. Registre los valores de capacitancia y factor de potencia de fábrica en el momento de la puesta en servicio, fotografíe los cobertizos a su llegada y repita la medición en el primer corte anual. Después de eso, cualquier desviación tiene algo que comparar, y una cuestión de buje se convierte en un reemplazo planificado en lugar de una emergencia. Según nuestra experiencia, los proyectos que detectan problemas tempranamente son los que tienen un registro de puesta en servicio escrito, no los que cuentan con los equipos de prueba más nuevos.
Qué incluir en la solicitud de cotización
Una especificación de casquillo no sobrevivirá a una llamada telefónica. Ponlo en el documento:
• Estándar y tipo.Nombre la edición (IEC 60137 o serie IEEE C57.19) e indique si desea un casquillo de condensador OIP o un diseño RIP.
• Nivel de aislamiento.BIL para que coincida con el transformador, tanto en el lado del aceite como en el lado del aire.
• Distancia de fuga específica mínima.En mm/kV, con la clase de contaminación detrás, por lo que un proyecto costero nunca se suministra con una especificación tierra adentro.
• Clasificación térmica y de corriente nominal.Con margen por encima de la corriente nominal del transformador en lugar de exactamente igual a ella.
• Material de la carcasa y disposición de los terminales.Tamaño de la plataforma, patrón de orificios y tipo de conector que realmente utilizará el personal del sitio.
• Prueba de evidencia.Valores de capacitancia y factor de potencia registrados por número de serie del bushing, además de los resultados de las pruebas dieléctricas de rutina para la unidad completa.
La certificación es la última pieza. El rendimiento de los aisladores se verifica según la norma pertinente, mientras que el transformador en su conjunto está listado o certificado para el mercado de destino (UL en los Estados Unidos, CSA en Canadá), lo que hace que la documentación del proveedor del aislador forme parte de su archivo de cumplimiento. Los productos listados se pueden consultar a través deSoluciones UL, y las páginas estándar en sí son publicadas por elAsociación de estándares IEEE.
Cómo manejamos los bujes en proyectos costeros y desérticos
Ryan Electric construye transformadores secos y sumergidos en aceite en una fábrica de 120.000 m² en Jiangsu y ha sido socio de la empresa conjunta de Eaton desde 2023.Casquillo del transformadorLa selección se encuentra dentro del paquete de planos en lugar de llegar más tarde en un correo electrónico separado: el tipo, el material de la carcasa, la clase de fuga, el BIL, la disposición de los terminales y los valores de prueba de fábrica se emiten junto con los planos del transformador, de modo que el personal del sitio y el consultor trabajan a partir de un solo documento.
Para un proyecto costero, desértico o de industria pesada, la conversación comienza con la clase de contaminación y el voltaje del sistema. A partir de ahí, proponemos un aislador con el margen de fuga que el sitio necesita, confirmamos la disposición de los terminales contra el cable o la barra colectora que se va a conectar y emitimos los valores de capacitancia para que el equipo de puesta en servicio tenga una línea de base el primer día. Nuestra cartera de certificaciones cubre UL, CSA, IEEE y DEKRA, y las unidades que enviamos a Norteamérica están listadas para ese mercado en lugar de adaptadas a él.
¿Especificar casquillos para un sitio costero o contaminado?
Enviar la tensión del sistema, la clase de contaminación y la clasificación del transformador a travésryan-transformers.com. Volveremos con una recomendación de casquillo, la cifra de fuga detrás de él y la ruta de certificación para su mercado, antes de que se congelen los dibujos y no después.
Sobre el autor:Este artículo fue escrito por el equipo de ingeniería de Ryan Electric, un fabricante de transformadores certificado por UL y CSA en Jiangsu, China, y socio de la empresa conjunta de Eaton desde 2023, que presta servicios a clientes de servicios públicos, centros de datos, energías renovables e industriales en América del Norte, Medio Oriente, Sudeste Asiático y África.
