Aumento de la pérdida dieléctrica (tanδ) del aceite de transformador: causas y razones

Un aumento en el factor de pérdida dieléctrica (tanδ) del aceite de transformador (aceite aislante) generalmente indica una disminución en su rendimiento de aislamiento. Una pérdida dieléctrica elevada genera calor adicional durante el funcionamiento del transformador, lo que acelera el envejecimiento del aislamiento y puede incluso provocar la ruptura del aislamiento.

Las principales razones del aumento de la pérdida dieléctrica del aceite de transformador generalmente incluyen los siguientes aspectos:

1. Ingreso de humedad (Aumento del contenido de agua)

La humedad es una de las causas más comunes del aumento de la pérdida dieléctrica en el aceite aislante. Durante el funcionamiento o las paradas por enfriamiento, los transformadores pueden absorber humedad del aire debido a un sellado deficiente, o los materiales aislantes sólidos (como el papel aislante) pueden liberar agua a medida que envejecen. Cuando el contenido de microagua (agua disuelta o suspendida) en el aceite aumenta, eleva significativamente la conductividad y la pérdida por polarización del aceite.

Fotografía en sitio del transformador Vziman

2. Envejecimiento y oxidación del aceite

Bajo condiciones de funcionamiento a largo plazo, el aceite de transformador experimenta reacciones de craqueo oxidativo debido a los efectos combinados de los campos eléctricos, las altas temperaturas y el oxígeno.

• La oxidación produce sustancias polares como ácidos, alcoholes, aldehídos, cetonas y lodos.

• La presencia de estas moléculas polares aumenta sustancialmente la pérdida por polarización bajo corriente alterna, lo que resulta en un aumento marcado en el factor de disipación dieléctrica.

3. Contaminación por impurezas y partículas suspendidas

Durante la fabricación, instalación o mantenimiento, pueden quedar impurezas menores en el transformador. También se pueden generar nuevos contaminantes durante el funcionamiento:

• Partículas metálicas: Generadas por la fricción de componentes o descargas.

• Impurezas fibrosas: Fibras de celulosa desprendidas del aislamiento sólido (papel aislante y cartón prensado) bajo estrés térmico y eléctrico.
  Estas impurezas suspendidas forman fácilmente puentes conductores bajo un campo eléctrico, aumentando la corriente de fuga y provocando un aumento brusco en la pérdida dieléctrica.

4. Contaminación microbiana

Este es un factor que a menudo se pasa por alto. Si el aceite de transformador contiene cantidades traza de humedad y nutrientes adecuados, y la temperatura de funcionamiento es favorable, ciertas bacterias u hongos (microorganismos) pueden proliferar en el aceite. Los subproductos metabólicos de los microorganismos producen una gran cantidad de compuestos polares, lo que provoca un aumento anormal y rápido de la pérdida dieléctrica en un corto período de tiempo.

5. Factores de diseño estructural y equipos auxiliares

• Ausencia de un termosifón (purificador de aceite): Para reducir los posibles puntos de fuga de aceite, algunos fabricantes modernos de transformadores han eliminado los filtros de termosifón. Esto significa que el aceite de transformador no puede ser filtrado por adsorción de forma continua durante el funcionamiento, lo que permite que los subproductos polares de envejecimiento se acumulen en el aceite. En consecuencia, la pérdida dieléctrica puede aumentar notablemente poco después de la puesta en servicio.

• Problemas de mezcla de aceites: Si se mezclan aceites de diferentes grados o de diferentes tipos de base (por ejemplo, nafténico frente a parafínico) durante la recarga o el reemplazo de aceite, pueden ocurrir reacciones químicas, desestabilizando la calidad del aceite y provocando un aumento de la pérdida dieléctrica.

6. Efectos de la temperatura

El factor de pérdida dieléctrica es altamente sensible a la temperatura. Aunque esta es una característica física, en la práctica, si un transformador opera durante períodos prolongados bajo condiciones de sobrecarga o mala disipación de calor a temperaturas elevadas, no solo el valor absoluto de pérdida dieléctrica será alto, sino que los procesos oxidativos y de envejecimiento descritos anteriormente también se acelerarán múltiples veces.

Causa raíz y solución sistemática

La causa raíz del aumento de la pérdida dieléctrica en el aceite de transformador puede atribuirse a la degradación sinérgica a largo plazo impulsada por cuatro factores: humedad, oxígeno, calor e impurezas.

En respuesta, los transformadores Vziman están diseñados no solo para la remediación pasiva, sino para la prevención proactiva. A través de un sistema integrado de cuatro frentes—protección contra la humedad totalmente sellada + funcionamiento con bajo aumento de temperatura + procesos de fabricación de alta limpieza + purificación en línea opcional—, Vziman frena simultáneamente estos cuatro factores desencadenantes principales desde su origen.

Elegir Vziman significa adquirir mucho más que un simple transformador; significa invertir en un sistema integral de garantía de fiabilidad del aislamiento que abarca la fabricación, el funcionamiento y el mantenimiento. Esto asegura que los valores de pérdida dieléctrica de su aceite se mantengan estables en sus niveles de diseño iniciales a largo plazo, extendiendo significativamente la vida útil del transformador y reduciendo el riesgo de interrupciones no planificadas.
Editado de:Echo