La descarga parcial (PD) en transformadores se refiere a un fenómeno en el que se produce una ruptura dieléctrica localizada en una pequeña parte del sistema de aislamiento bajo tensión de alto voltaje. Estas descargas no forman puentes entre los electrodos, sino que se producen solo en áreas de debilidad del aislamiento. La PD suele ser muy débil y no puede ser detectada por los sentidos humanos, por lo que se requieren equipos de medición especializados.
Causas de descarga parcial en transformadores
Las causas de descarga parcial en transformadores son multifacéticas y abarcan varios aspectos:
1. Material y estructura de aislamiento:
Defectos como burbujas, impurezas y grietas.:Estos defectos afectan el rendimiento de aislamiento del material y provocan descargas parciales.
Constante dieléctrica más baja de las burbujas:Las burbujas soportan una mayor intensidad de campo eléctrico en comparación con el material de aislamiento adyacente, lo que las hace más susceptibles a romperse y descargarse.
Diseño de estructura de aislamiento irrazonable:La excesiva intensidad del campo entre capas o de las espiras en transformadores de tipo seco debido a un diseño deficiente puede provocar una descarga parcial.
Bordes afilados y rebabas:Los componentes aislantes y metálicos con bordes afilados o rebabas pueden provocar una concentración del campo eléctrico local, provocando una descarga parcial.
2. Factores operacionales:
Funcionamiento a largo plazo y variaciones de carga:Estos factores provocan el envejecimiento y desgaste de los materiales de aislamiento interno del transformador, reduciendo sus propiedades aislantes y provocando descargas parciales.
Sobretensión:La sobretensión en el sistema eléctrico, causada por factores externos (como rayos) o internos (como operaciones de conmutación), puede exceder el voltaje de ruptura de los materiales, lo que provoca una descarga parcial.
3. Factores de instalación y proceso:
Procesos de fabricación inadecuados:Un control deficiente del vacío durante el secado, un tiempo de secado inadecuado y los requisitos de temperatura pueden dejar gas residual en las bobinas.
Daños en la instalación:El aislamiento puede dañarse durante la instalación, o los períodos de inactividad prolongados pueden aumentar el contenido de humedad en los materiales de aislamiento, lo que afecta los niveles de descarga.
Procesos de bobinado y montaje inadecuados:Problemas como rebabas en los cables de alto y bajo voltaje o distancias inadecuadas durante el ensamblaje pueden afectar los niveles de descarga parcial.
Peligros de la descarga parcial
Aunque la descarga parcial en los transformadores es localizada y débil, plantea riesgos importantes a largo plazo, principalmente a través del daño a los materiales de aislamiento:
1.Daños directos al aislamiento.:La descarga parcial continua erosiona gradualmente el aislamiento, lo que puede provocar una avería total con el tiempo. Los efectos electroquímicos producen gases reactivos como el ozono y el óxido nítrico, que corroen aún más el aislamiento.
2. Calefacción local:La descarga parcial genera calor, lo que puede aumentar la temperatura local del dieléctrico, provocando incluso su carbonización.
Métodos de detección de descargas parciales
Los métodos de detección de descargas parciales generalmente incluyen técnicas eléctricas, ultrasónicas y químicas:
1. Métodos eléctricos:Utilizando osciloscopios, detectores de descarga parcial o medidores de interferencias de radio para observar formas de onda de descarga o niveles de interferencia de radio.
2. Métodos ultrasónicos:Detección de ondas ultrasónicas generadas por descarga y conversión de estas ondas en señales eléctricas para su análisis.
3. Métodos químicos:Análisis del contenido y patrones de variación de varios gases disueltos en el petróleo, comúnmente conocido como "análisis cromatográfico".
Medidas preventivas para descargas parciales
Para evitar los riesgos de descarga parcial, se pueden tomar varias medidas preventivas:
1.Selección de materiales de aislamiento de alta calidad..
2. Inspección y mantenimiento periódicos:Reemplazo oportuno de componentes viejos y muy desgastados.
3. Instalación de dispositivos de protección contra sobretensiones:Para detectar y suprimir condiciones de sobretensión.
4. Instalación de dispositivos de control de temperatura:Comprobar periódicamente los cambios de temperatura en la superficie del transformador.
Estas medidas previenen y mitigan eficazmente la aparición de descargas parciales, garantizando el funcionamiento seguro y estable de los transformadores.
