Viscosidad de aceite del transformador

El aceite de transformador es un producto derivado del petróleo. Se sirve como material aislante eléctrico, como medio de absorción y medio de supresión de arco, y como medio que protege el aislamiento sólido de la entrada de aire y humedad. Una lista suficientemente grande de tareas disponibles para la implementación, que establece ciertos requisitos en las propiedades de los aceites de transformador.

Entre otras propiedades de los aceites aislantes eléctricos, la viscosidad es una de las más importantes. El aceite fresco que se carga al transformador debe tener la menor viscosidad posible. Esto ayudará a mejorar la conductividad de calor de los devanados.

Una situación similar se observa en los disyuntores de aceite. Su aceite debe tener alta movilidad y baja viscosidad para que la resistencia a las partes móviles sea mínima.

¿Qué es la viscosidad del aceite?

La viscosidad es una de las propiedades más importantes de los aceites para transformadores, que se asocia con su gran influencia en los procesos de transferencia de calor que se producen en equipos llenos de aceite.

Al realizar cálculos de ingeniería, se utilizan los conceptos de viscosidad específica, cinemática y dinámica. Un material con alta viscosidad tiene un buen efecto sobre las propiedades de aislamiento eléctrico, y una baja viscosidad reduce la capacidad de enfriamiento. Por lo tanto, en la práctica, se elige la mejor opción que sea capaz de garantizar un buen desempeño de la primera y la segunda función.

Dado que las condiciones de operación de los transformadores de potencia son bastante difíciles y se pueden caracterizar por temperaturas elevadas, vale la pena considerar el cambio en la viscosidad cuando se calienta. Un aumento de la temperatura conduce a una disminución de la viscosidad y viceversa.

Por lo general, en la literatura de referencia puede encontrar varios valores de viscosidad del aceite de transformador, indicados para una cierta temperatura. Aplicando los métodos matemáticos conocidos (interpolación, extrapolación, etc.) es fácil encontrar el valor de la viscosidad a la temperatura de interés, incluso si no se encuentra en el directorio. Por ejemplo, el valor promedio de la viscosidad cinemática para el aceite de transformador es  (28‑30)∙10-6 m2/s.

Influencia de la temperatura a la viscosidad

En general, los diferentes tipos de aceites de transformador tienen diferentes viscosidades. Este indicador depende significativamente de la temperatura (si el aceite se calienta, su viscosidad disminuye), por lo tanto, en la literatura de referencia en la mayoría de los casos se indican varios valores de este indicador a diferentes temperaturas.

Por ejemplo, a temperaturas de operación positivas de 50 º a 90 º º, la viscosidad de los aceites de diferente origen puede diferir aproximadamente dos veces.

Para varios aceites a temperaturas positivas, el gradiente de temperatura de viscosidad no excede de 1 mm2 / s por 1 ºС.  

En caso de temperaturas negativas, la viscosidad de los diferentes tipos de aceites puede aumentar de manera muy desigual. Veamos un ejemplo: en el rango -20 ºС … -30 ºС, el gradiente de temperatura de la viscosidad es 60-70, -30 ºС … -40 ºС – 90-370, -40 ºС … -50 ºС – 800-6000, y en el intervalo – 50 ºС… -60 ºС puede alcanzar 50000 mm2/ s por 1 ºС y superior.

Si el cambio en la viscosidad de los aceites de transformador se produce en la área de bajas temperaturas, en este caso es necesario tener en cuenta un fenómeno como la anomalía de la viscosidad. También es necesario tener en cuenta los altos valores de viscosidad, si se pone en funcionamiento un potente transformador con refrigeración por circulación. En tales aparatos durante mucho tiempo, el aceite está bajo la influencia de bajas temperaturas.

En dispositivos como interruptores automáticos de aceite o contactores para la regulación de tensión bajo la carga de transformadores, el rendimiento también depende de la viscosidad.

Medición de la viscosidad del aceite

La determinación de la viscosidad condicional de los aceites de transformador se lleva a cabo utilizando instrumentos especiales: viscosímetros de Engler. Consisten en recipientes de latón y metal, un tubo calibrado, corcho y pasadores de índice. La viscosidad del aceite en grados de Engler es el tiempo requerido para la expiración de 200 mililitros de aceite calentado a una temperatura de 50ºС, dividido por el tiempo de expiración del mismo volumen de agua destilada, pero ya a una temperatura de 20ºС.

Para determinar la viscosidad dinámica y cinemática, se utilizan fórmulas empíricas especiales, que tienen en cuenta la fuerza que actúa sobre una bola sólida en aceite, su radio, velocidad de movimiento, radio y altura del recipiente. La viscosidad cinemática se determina dividiendo la viscosidad dinámica conocida por la densidad del aceite del transformador.

Además de los instrumentos Engler, también se pueden usar otros viscosímetros para medir la viscosidad condicional: rotatorio, de bola, rotacional eléctrico, capilar y plasto-viscosímetro.

Equipo para mantener la viscosidad del aceite al nivel requerido

Para mantener el valor numérico óptimo de la viscosidad del aceite del transformador durante toda su vida útil, es necesario utilizar un equipo especial. El problema es que durante la operación de los transformadores de potencia, varios factores adversos afectan a los aceites: luz solar, altas temperaturas, oxígeno en el aire, impurezas mecánicas, etc. La combinación de estos factores conduce a un deterioro de los parámetros operativos de los aceites y su desviación de los valores normalizados. En primer lugar, son la tensión de ruptura, el índice de ácido, el ángulo de pérdida dieléctrica (TEN) y el punto de inflamación. La viscosidad no es una excepción.

Por lo tanto, para conservar todos los parámetros operativos del aceite del transformador al nivel de los valores normalizados, es necesario realizar ciertas medidas: purificación, deshumidificación y regeneración.

La compañía GlobeCore ofrece una amplia selección de equipos diseñados para trabajar con aceites de transformadores. El uso de las tecnologías GlobeCore permite no solo mantener los parámetros de los aceites de transformador al nivel adecuado, sino también restaurarlos en caso de deterioro.

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