La medición de la tensión de ruptura se realiza para evaluar qué tan bien está listo el aceite para aislar las partes vivas del transformador. Los dispositivos para medir este parámetro deben estar en todos los laboratorios eléctricos. En este artículo, consideraremos una breve información teórica sobre la tensión de ruptura del aceite del transformador y cómo se determina esta tensión.
El significado físico de la tensión de ruptura del aceite de transformador
Todos los materiales eléctricos, dependiendo de la posibilidad de pasar corriente eléctrica, se dividen en tres grupos: conductores, semiconductores y dieléctricos. Los dieléctricos no permiten el paso de la corriente eléctrica, por lo que se utilizan en equipos eléctricos para aislamiento. La mayoría de los transformadores modernos utilizan aceite de transformador como dieléctrico líquido.
Durante el funcionamiento del transformador, el aceite debe trabajar en condiciones difíciles, que se caracterizan por altas temperaturas y tensiones. Cuanto mejor se adapte el aceite a tales cargas, más confiable funcionará el transformador. Pero a una cierta tensión, se produce la descomposición del aceite. El significado físico de este fenómeno es que la resistencia interna del dieléctrico en este momento desciende a cero y comienza a conducir corriente eléctrica, es decir, se convierte en conductor y deja de realizar su función principal. Al mismo tiempo, aumenta el riesgo de un cortocircuito y accidentes graves en el transformador, por lo que es necesario medir periódicamente la tensión de ruptura y evitar el uso de dieléctricos con un valor bajo de este parámetro.
Requisitos para la tensión de ruptura de dispositivos eléctricos
El valor de la tensión de ruptura está normalizado por las normas vigentes y puede diferir según la categoría de equipo eléctrico. En equipos eléctricos con tensión de hasta 15 kV después de la carga, la tensión de ruptura no debe ser inferior a 25 kV. Si el equipo pertenece a la clase de la tensión de 220 a 500 kV, entonces la tensión de ruptura del aceite después del llenado debe ser de al menos 60 kV. La medición de la tensión de ruptura se realiza antes del llenado de aceite y durante la operación del equipo.
¿Qué factores afectan el valor de la tensión de ruptura de aceite del transformador?
El factor principal de la reducción de la tensión de ruptura del aceite de transformador es un aumento en el contenido de humedad. Con un aumento en el contenido de humedad del aceite seco al 0.02%, la tensión de ruptura disminuye de 20 a 4 kV. En la práctica, el aceite se contamina no solo por agua, sino también por partículas fibrosas de aislamiento sólido, cuyo efecto reduce aún más la tensión de ruptura.
Cómo se mide la tensión de ruptura
El procedimiento de medición de la tensión de ruptura se especifica en las normas, por lo que puede diferir para cada país. Pero en términos generales, el algoritmo de prueba es el mismo.
Para medir la tensión de ruptura, se utiliza un transformador de alta tensión, en cuyo devanado secundario la tensión aumenta gradualmente. El aumento de la tensión pasa de cero a un valor máximo, o a un valor en el que se producirá una ruptura del canal de aceite entre los electrodos. Generalmente, se realizan varias mediciones seguidas a intervalos de varios minutos, después de lo cual se calcula el valor final de la tensión de ruptura utilizando la fórmula.
Dependiendo del estándar utilizado, la forma de los electrodos utilizados, la distancia entre los electrodos, el tiempo entre mediciones adyacentes, etc. pueden diferir.
Dispositivos para medir la tensión de ruptura de dieléctricos líquidos
Para medir la tensión de ruptura, generalmente se utilizan dispositivos laboratorio especiales. Uno de estos dispositivos fue desarrollado por GlobeCore – TOR-80. ¿Por qué estamos hablando de él? Expliquemos ahora.
Cuando ocurre una ruptura, un parámetro importante de cualquier dispositivo es la tasa de desconexión de la tensión de prueba. Es importante tanto desde el punto de vista de la seguridad como de la fiabilidad de la medición. Para el dispositivo TOR-80, este parámetro es de 4 microsegundos. Este es absolutamente el mejor indicador entre todos los dispositivos de este propósito en el mercado mundial. En 4 microsegundos, el aceite utilizado para la prueba no tendrá tiempo de quemarse y cambiar su composición química. Para otros parámetros y características, el dispositivo GlobeCore no es inferior a los análogos.
Es un instrumento de laboratorio compacto con asas integradas. Con su ayuda, el dispositivo se puede transferir fácilmente de una habitación a otra o moverse por el laboratorio.
Una de las principales ventajas del TOR-80 es su versatilidad. El dispositivo se puede utilizar para probar el aceite de transformadores de acuerdo con cualquiera de los estándares existentes. Si el estándar ha sufrido cambios, el usuario también puede realizar ajustes en el programa de prueba y probar más el aceite de acuerdo con el algoritmo actual. El dispositivo también se puede utilizar para medir la tensión de ruptura de dieléctricos líquidos de diversos orígenes: a base de petróleo, a base de aceites vegetales y obtenidos artificialmente.
Todas las mediciones se realizan en modo automático y el error no supera el 1%. Esta precisión se logra mediante el uso de tecnologías GlobeCore y la introducción de nuevos estándares en la industria de dispositivos de laboratorio para probar el aceite de transformadores.
Además, el dispositivo TOR-80 es simple y fácil de usar. Las mediciones de la tensión de ruptura se pueden imprimir utilizando la impresora térmica incorporada. Todos los resultados se almacenan en la memoria no volátil del dispositivo y se pueden transferir a una computadora mediante una unidad flash USB o conectando el dispositivo a una computadora con un cable.
Si se siguen las reglas de operación, TOR-80 es completamente seguro para el personal de laboratorio. En particular, se proporciona el control de la posición de la tapa. Si la tapa está abierta, el suministro de la tensión de prueba se corta, por lo que no es posible una descarga eléctrica.
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