Degradación del aislamiento en transformadores de tipo seco: Análisis de causa raíz y soluciones

Principales causas de la degradación del aislamiento

• Ingreso de humedad y condensación: La causa más común. El cuerpo del bobinado está expuesto al aire; cuando la humedad es alta, el vapor de agua se condensa en las superficies del bobinado, reduciendo significativamente el rendimiento del aislamiento. Esto es particularmente prominente en las áreas costeras del sur y durante las temporadas de lluvias.
• Acumulación de polvo y contaminantes: Los transformadores de tipo seco dependen del enfriamiento por aire con múltiples conductos de ventilación. Después de una operación a largo plazo, el polvo y las partículas metálicas se adhieren a las superficies del bobinado. Cuando se combinan con la humedad, forman caminos conductores, reduciendo drásticamente la resistencia de aislamiento.
• Envejecimiento térmico: Las altas temperaturas prolongadas provocan que la resina epoxi y otros materiales de aislamiento se agrieten, se vuelvan quebradizos y se carbonicen. Según la ley de envejecimiento térmico del aislamiento: para el aislamiento de Clase F, cada aumento de 6 °C en la temperatura reduce a la mitad la vida útil del aislamiento; para la Clase A, cada aumento de 8 °C reduce a la mitad la vida útil.
• Envejecimiento eléctrico y descarga parcial: Las microcavidades en las fundiciones de resina son propensas a descargas parciales, las cuales erosionan continuamente la estructura de aislamiento, lo que eventualmente conduce a la ruptura.
• Aflojamiento u oxidación de terminales: Los pernos sueltos causan sobrecalentamiento local, carbonizando el aislamiento circundante; la oxidación de la barra colectora de cobre aumenta la resistencia de contacto, generando altas temperaturas que dañan el aislamiento.
• Defectos de calidad de fabricación: La pureza insuficiente de los materiales de aislamiento, las cavidades o burbujas en la fundición de resina; estos crean riesgos ocultos para la futura degradación del aislamiento.
• Daño mecánico: Colisiones y rasguños durante el transporte y la instalación, o fuerzas electromagnéticas a largo plazo que causan abrasión del aislamiento.
• Problemas de aislamiento del núcleo: Puesta a tierra multipunto del núcleo, degradación del recubrimiento del núcleo, tableros de aislamiento del núcleo húmedos; todos reducen la resistencia de aislamiento general.

Soluciones y medidas de tratamiento

1. Tratamiento de limpieza y secado

• Limpieza de superficie — Elimine el polvo y los contaminantes con un paño seco o una aspiradora; está estrictamente prohibido lavar con agua.
• Humedad ligera — Seque los bobinados con lámparas incandescentes o infrarrojas (aproximadamente a 0,5 m de los bobinados), con ventiladores funcionando para la ventilación, durante varios días consecutivos.
• Humedad moderada (resistencia de aislamiento baja pero no completamente fallida) — Utilice el método de secado en vacío: lado de alta tensión en circuito abierto, lado de baja tensión alimentado con energía de red de 380 V; seque hasta que la resistencia de aislamiento se recupere a un valor calificado antes de volver al servicio.
• Humedad severa — Utilice el método de cortocircuito: lado de baja tensión en cortocircuito, lado de alta tensión alimentado con energía trifásica que no exceda el voltaje de impedancia; debe ser realizado por personal calificado.

2. Mejorar el entorno de operación

• Asegure una buena ventilación de la subestación; la temperatura ambiente no debe exceder los 40 °C, la humedad relativa no debe exceder el 85%.
• En ambientes húmedos, instale deshumidificadores o calentadores de ambiente para prevenir la condensación.
• En ambientes polvorientos, instale dispositivos de filtración y realice limpiezas regulares.

3. Reforzar el control de temperatura y la gestión de carga

• Asegúrese de que los controladores de temperatura y los ventiladores funcionen normalmente: los ventiladores arrancan a 100 °C, alarma a 130 °C, disparo a 150 °C.
• Evite la sobrecarga a largo plazo; factor de carga recomendado ≤ 85%.

4. Apriete e inspección

• Utilice regularmente una llave dinamométrica para apretar los pernos de los bornes; verifique la presencia de oxidación, decoloración o marcas de quemaduras.
• Verifique la fiabilidad de la puesta a tierra del núcleo; elimine las fallas de puesta a tierra múltiple.

4. Pruebas periódicas y prevención

• Utilice un megóhmetro de 2500 V para medir la resistencia de aislamiento del devanado a tierra; calcule la relación de absorción (R60/R15 ≥ 1,3).
• Desconecte las barras de cobre de conexión trifásica para probar cada fase por separado e identificar la fase con aislamiento degradado.
• Si las condiciones lo permiten, realice pruebas de descargas parciales.
• Realice un mantenimiento integral periódico (eliminación de polvo, apriete, verificación del controlador de temperatura, mantenimiento del ventilador); pruebas periódicas de resistencia de CC y relación de transformación.