Pruebas de 1 Hz: Revolucionar la evaluación del aislamiento en equipos de alta tensión
Anticiparse a posibles fallas es crucial en el mantenimiento de equipos de alta tensión.
La prueba tradicional de factor de disipación a frecuencia de línea (LF DF, del inglés Line-Frequency Dissipation Factor) ha sido por mucho tiempo la forma estándar de la industria de evaluar las condiciones de aislamiento, pero no proporciona una solución completa.
Tal y como se analizó en nuestro artículo sobre Los entresijos de las mediciones de 1 Hz, las medidas de 1 Hz ofrecen una mayor sensibilidad ante los cambios en el aislamiento y una interpretación más sencilla de los resultados en comparación con la medición tradicional de LF DF.
Esto hace de las mediciones de 1 Hz una herramienta de utilidad invaluable para el mantenimiento de equipos esenciales de alta tensión.
Exploremos sus aplicaciones en diferentes tipos de activos.
Bushings
Los bushings son componentes esenciales en los sistemas de alta tensión, ya que proporcionan vías aisladas para conductores.
Existen varios tipos de bushings:
- los de papel impregnado de aceite (OIP, del inglés oil-impregnated paper)
- papel impregnado de resina (RIP, del inglés resin-impregnated paper)
- sintético impregnado de resina (RIS, del inglés resin-impregnated synthetic)
La prueba de 1 Hz ha demostrado ser particularmente efectiva para la evaluación de bushings.
Cuando se utiliza junto con pruebas de LF DF, proporciona una imagen integral del estado del aislamiento.
A continuación, se ofrece una guía rápida a fin de interpretar los resultados de DF de 1 Hz a 20 °C para bushings de OIP:
| Condición del aislamiento del bushing de OIP | 1 Hz PF a 20 °C |
| Excelente | 0,2 – 0,4 |
| Bueno | 0,4 – 0,75 |
| Desgastado | 0,75 – 1,25 |
| Investigar | >1,25 |
Esta sensibilidad mejorada de las mediciones de 1 Hz permite detectar problemas de aislamiento en etapas aún anteriores, con lo que es posible que se eviten averías costosas y se prolongue la vida útil de las bornas.
La de 1 Hz es una medida particularmente efectiva en la detección del deterioro temprano en bornas, que puede producirse debido a factores como la descarga parcial, el envejecimiento térmico o la entrada de humedad.
Esta capacidad de detección temprana es extraordinariamente valiosa, porque las averías en las bornas pueden ser catastróficas y dar pie a posibles daños en los transformadores, incendios y apagones generalizados.
Además, las mediciones de 1 Hz pueden ayudar a discriminar entre diversos tipos de problemas de aislamiento.
Por ejemplo, puede ayudar a decidir si el problema es la contaminación por humedad o el envejecimiento general del aislamiento, cuya utilidad reside en que los distintos problemas pueden necesitar estrategias de resolución distintas.
Transformadores
La longevidad y la fiabilidad de los transformadores dependen esencialmente del estado del aislamiento.
Si bien la medición de LF DF ha sido por mucho tiempo el método al que se ha recurrido para evaluar el aislamiento de los transformadores, la medición de 1 Hz ofrece ventajas significativas, particularmente en la detección de la humedad y el deterioro temprano.
A continuación, se explica cómo interpretar los resultados de DF de 1 Hz a 20 °C en transformadores de papel impregnado de aceite (OIP):
| Condición del aislamiento del transformador de OIP | 1 Hz PF a 20 °C |
| Excelente | 0,2 – 0,5 |
| Bueno | 0,5 – 1,0 |
| Desgastado | 1,0 – 1,75 |
| Investigar | >1,75 |
Es importante destacar que la medición de 1 Hz permite detectar problemas de humedad que podrían pasar desapercibidos para la de LF DF aislada.
Esta capacidad es crucial, ya que la humedad es un factor principal en la degradación del aislamiento y puede acortar significativamente la vida útil de un transformador.
Otra ventaja importante de las pruebas de 1 Hz para transformadores es su capacidad de proporcionar información sobre el estado de los diferentes componentes de aislamiento.
Los transformadores contienen varios sistemas de aislamiento, desde el aislamiento del tanque principal hasta el aislamiento del cambiador de toma, cada uno con sus propias características de envejecimiento.
Las pruebas de 1 Hz, especialmente cuando se combinan con un análisis de respuesta de frecuencia dieléctrica (DFR, del inglés Dielectric Frequency Response), pueden ayudar a identificar qué componentes de aislamiento están degradándose. Esto permite enfocar las intervenciones de mantenimiento de forma más precisa.
Por ejemplo, puede revelar que, si bien el aislamiento del tanque principal está en buenas condiciones, el aislamiento del cambiador de toma se está degradando, lo que permite a los equipos de mantenimiento centrar sus esfuerzos donde más se necesitan.
Transformadores de instrumentos (TC, TT y TTC)
Los transformadores de corriente (TC), de tensión (VT) y de tensión capacitivos (CVT) desempeñan funciones cruciales en las labores de la medición de energía, la protección y el control.
Sin embargo, a menudo carecen de sistemas de monitorización incorporados, lo que hace que las mediciones periódicas sean esenciales.
La de 1 Hz es una medición particularmente valiosa para estos elementos debido a su pequeña capacitancia (generalmente menos de 800 pF). Esta baja capacitancia puede hacer que los métodos de medida tradicionales resulten menos fiables, en particular en presencia de interferencias electromagnéticas (EMI, del inglés electromagnetic interference).
En los TC y los TTC, unos valores de DF de 1 Hz inferiores al 0,3 % a 20 °C suelen ser indicativos de que están en buen estado.
Sin embargo, el volumen de aislamiento en estos dispositivos suele estar dominado por papel, lo que los hace particularmente sensibles a la entrada de humedad.
La realización de mediciones de 1 Hz en transformadores de equipos permite:
- Una evaluación más exacta del estado de los aislamientos
- Detección temprana de entrada de humedad o deterioro del aislamiento
- Una mejor planificación de las labores de mantenimiento o sustitución
Las medidas de 1 Hz resultan particularmente útiles para transformadores de equipos más antiguos y para aquellos que se encuentran en condiciones ambientales adversas.
Estos dispositivos suelen disponer de escasas maneras (o de ninguna) para la toma de muestras de aceite, lo que dificulta o incluso hace imposible el análisis tradicional de este.
En tales casos, las medidas de 1 Hz son una manera no invasiva de evaluar el estado de los aislamientos. Esta es una ventaja clave con unidades selladas, en las que cualquier filtración podría deteriorar el sistema de aislamiento.
En resumen, las mediciones de 1 Hz pueden ayudar a detectar posibles problemas en los transformadores de equipos antes de que afecten la precisión de la medición o la fiabilidad de los sistemas de protección.
Conclusión
Las medidas de 1 Hz de equipos de alta tensión son un avance notable en la tecnología de evaluación de los aislamientos.
Gracias a la detección temprana y más sensible de los problemas de aislamiento, este método permite a los responsables de activos y a los equipos de mantenimiento tomar decisiones con más información.
Ya sea para detectar humedad en un transformador nuevo, observar el deterioro temprano de una borna o evaluar el estado de un transformador de equipo difícil de monitorizar, las mediciones de 1 Hz han demostrado su utilidad innumerables veces.
Cada vez dependemos más de nuestras infraestructuras eléctricas, por lo que los recursos como las mediciones de 1 Hz, que permiten dar el paso del mantenimiento reactivo a la gestión de activos proactiva, incrementan la fiabilidad y prolongan la vida útil de nuestros sistemas de corriente.
En esta otra publicación, analizamos casos prácticos reales en los que se demuestra el efecto práctico de las mediciones de 1 Hz y observaremos cómo esta tecnología marca la diferencia in situ.
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