Diagnóstico y acondicionamiento de aisladores. Información del producto

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1 Diagnóstico y acondicionamiento de aisladores Información del producto

2 Se prohíbe copiar el presente documento sin nuestra autorización escrita, así como comunicar su contenido a terceros o utilizarlo para cualquier otro fin no autorizado. Los infractores serán denunciados.

3 Información de seguridad Las presentes instrucciones deben estar siempre al alcance de las personas responsables de la instalación, el mantenimiento y el funcionamiento del aislador. La instalación, el funcionamiento y el mantenimiento de los aisladores presentan riesgos potenciales entre los que se encuentran: Altas presiones Tensiones letales Máquinas en movimiento Componentes pesados Resbalones, tropezones y caídas Al trabajar con estos equipos, deben seguirse al pie de la letra los procedimientos e instrucciones especiales pertinentes. El incumplimiento de dichas instrucciones podría provocar lesiones físicas de gravedad, incluso mortales, o daños en los productos y equipos. Además, el personal encargado de la instalación, el mantenimiento, el funcionamiento y el desmontaje de los equipos deberá aplicar en todo momento los procedimientos de seguridad vigentes, tales como las normas y disposiciones locales o regionales de seguridad laboral, guiándose además por el sentido común. La seguridad, en virtud de la definición de las presentes instrucciones, comprende dos conceptos: 1. Lesiones físicas o muerte. 2. Averías de los productos o equipos (incluidos los daños sufridos por el aislador u otro componente y la reducción de la vida útil del aislador). Los avisos de seguridad tienen por objeto alertar al personal de la posibilidad de sufrir lesiones personales, del peligro de muerte y de dañar los equipos. Estos avisos se incluyen en el texto de las instrucciones y van insertados antes de la descripción del paso que implica el peligro. Las condiciones de seguridad van precedidas por uno de los tres niveles de peligro posibles, que se definen como: PELIGRO Peligro inmediato que puede provocar lesiones físicas graves, muerte o daños en los equipos. ADVERTENCIA Peligro o método arriesgado que puede provocar lesiones físicas graves, la muerte o daños en los equipos. PRECAUCIÓN: Peligro o método arriesgado que puede provocar lesiones físicas o daños de menor importancia en los equipos.

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5 Índice 1 Guía general para el diagnóstico y acondicionamiento de aisladores 7 2 Diagnóstico Medición de la capacitancia y de la tangente δ Equipo de pruebas Procedimiento de medición Prueba del factor de disipación Prueba de capacitancia Interpretación de la medición Medición de la descarga parcial Análisis de gases disueltos (AGD) Toma de muestras de aceite en el aislador Interpretación del análisis Análisis de la humedad Toma de muestras de aceite en el aislador Interpretación del análisis Inspección de fugas de aceite Inspección del aislador Clasificación de hidrofobicidad General Equipo de pruebas Procedimiento de prueba Clasificación de la hidrofobicidad Toma de muestras y determinación del estado de la grasa de silicona en aisladores de porcelana Equipo de pruebas Toma de muestras Instrucciones para medir el grosor de la grasa de silicona en aisladores de porcelana Equipo de pruebas Procedimiento de medición Termovisión Análisis de despolimerización 27 3 Mantenimiento Limpieza de los aisladores Aisladores de porcelana Aisladores de caucho de silicona Tratamiento con grasa de silicona en aisladores pasamuros Compra de disolvente de grasa de silicona Criterios de reaplicación Precauciones durante la aplicación y reaplicación Aplicación es 5

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7 1 Guía general para el diagnóstico y acondicionamiento de aisladores 1 Guía general para el diagnóstico y acondicionamiento de aisladores En el presente documento se incluyen directrices para el diagnóstico y acondicionamiento de aisladores. Este documento está basado principalmente en la experiencia de ABB Components sobre diagnóstico y acondicionamiento de aisladores. Sin embargo, los fabricantes de herramientas y de equipos para la realización de pruebas cuentan con los conocimientos prácticos necesarios para llevar a cabo las tareas que se describen en este documento. Por lo tanto, al combinar la experiencia de los fabricantes de herramientas y equipos de pruebas con los conocimientos de ABB Components, como ocurre en este documento, podrá realizar la mejor interpretación posible del estado del aislador. 2 Diagnóstico Existen varios métodos de diagnosticar el estado de los aisladores de alta tensión. Por lo general, los aisladores suministrados por ABB Components no necesitan mantenimiento. Sin embargo, puede que, debido a una inspección o a algún síntoma detectado durante el servicio, sea necesario comprobar los aisladores. En los capítulos siguientes se describen las instrucciones de los distintos métodos de comprobación y sus interpretaciones. Algunos métodos no están disponibles comercialmente para la realización de diagnósticos en el emplazamiento. Por lo tanto, únicamente se describen brevemente en este documento es 7

8 2.1 Medición de la capacitancia y de la tangente δ ADVERTENCIA Antes de realizar cualquier tarea en el aislador, compruebe que el transformador está desexcitado y fuera de servicio. La toma para pruebas no debe dejarse abierta durante el servicio. Una vez realizada la prueba, compruebe que el resorte de puesta a tierra y la cubierta protectora están en la posición correcta. El diseño de la toma para pruebas se muestra en las guías de instalación y mantenimiento. Los equipos de prueba no deben conectarse al objeto que se va a someter a la prueba hasta que el transformador no esté desexcitado y fuera de servicio. Todos los devanados deben estar cortocircuitados y los devanados que no estén conectados a los aisladores que se van a comprobar deben estar conectados a tierra. Antes de poner un aislador de condensador en servicio, y cuando exista la sospecha de una avería, la capacitancia y el factor de disipación pueden medirse y compararse con los valores indicados en la placa de datos o en el informe de pruebas de rutina. Junto con estas pruebas, deberá comprobarse la conexión eléctrica entre el depósito del transformador y la brida del aislador utilizando, por ejemplo, un zumbador. En esta información de producto, los términos tangente delta, tan δ, factor de potencia y factor de disipación se pueden utilizar indistintamente Equipo de pruebas Puente de medición: El puente de medición debe ser del tipo brazo de proporción del transformador. Puentes de este tipo están disponibles en diversos modelos creados por diferentes fabricantes. Ejemplos de puentes de medición son: 8 Fabricante Modelo Doble Engineering Company M2H Tettex Instruments 2088 Tettex Instruments 2805 Se puede utilizar con buenas condiciones de interferencias Multi-Amp Corporation CB-100 Sólo para bajas tensiones (30 V) En cuanto a la manipulación del puente, deberá consultarse el manual del fabricante. Para conectar el cable de medición a la toma para pruebas en algunos aisladores deberá utilizarse un adaptador especial. Este adaptador se describe en la información de producto de cada tipo de aislador. Fuente de tensión: Para medir el factor de disipación, debe haber disponible una fuente de tensión, ya sea incorporada en el equipo de medición o independiente de éste. La tensión se debe poder ajustar a 10 kv como mínimo y, siempre que sea posible, sin armónicos. Para evitar problemas durante el ajuste del indicador cero, la tensión debe estar sincronizada con la tensión de la central. Medición con instrumentos digitales: Si únicamente se debe medir la capacitancia C 1, y se acepta una precisión de ±3%, puede utilizarse un método más sencillo. Este método, que se describe más adelante, únicamente requiere una fuente de tensión de 400 V/2 A, dos instrumentos digitales y un resistor de 10 kw/10 W es

9 2.1.2 Procedimiento de medición Al comprobar un aislador con una toma para pruebas capacitiva, es decir, prácticamente todos nuestros aisladores, no es necesario desconectar la parte superior del aislador. Basta con abrir el conmutador de desconexión. Por motivos de seguridad y para reducir la influencia de la inductancia del devanado, todos los devanados del transformador deberán estar cortocircuitados. Los devanados que no estén conectados al aislador que se va a comprobar, deberán estar conectados a tierra. Consulte la Fig. 1. El puente deberá colocarse sobre una base sin vibraciones. Si el condensador de referencia es una unidad independiente, deberá colocarse sobre una base de aislamiento seca. Dependiendo del aislamiento que se vaya a comprobar, la fuente de tensión (tensión de prueba) deberá conectarse mediante cables independientes a la parte superior del aislador o a la toma para pruebas capacitivas. Los cables para la tensión o puesta a tierra de prueba no deben ser los mismos que para la medición. Los cables de medición deberán ser lo más cortos posible y no deben entrar en contacto con objetos conectados a tierra. Las bandas o cadenas utilizadas como separadores deberán estar secas y limpias. Lo mismo se aplica al objeto que se va a someter a la prueba. Si el aislador se encuentra en su caja de transporte, no deberá estar rodeado de material de relleno húmedo. La toma para pruebas deberá estar limpia y seca. En condiciones de humedad puede que sea necesario secar la toma para pruebas para poder obtener lecturas representativas del valor tan δ en C 2. Para secar la toma puede utilizarse un secador de aire. Para obtener una medición correcta del valor tan δ en C 1, es indispensable limpiar el alojamiento del aislador en el lado del aire. Tensión de prueba Cable de alta tensión (HV) I C1 + I CH + I CHL Toma para pruebas I C1 Cable de baja tensión (LV) C L C HL C H Fig. 1. Comprobación de los aisladores en el emplazamiento utilizando el método UST (prueba con espécimen sin conexión a tierra) es 9

10 Prueba del factor de disipación Se presupone que el aislador que se va a comprobar está equipado con una toma para pruebas capacitivas. Del mismo modo, se presupone que el puente que se está utilizando puede realizar mediciones sin conexión a tierra, de acuerdo con el método UST (Ungrounded Specimen Test - Prueba con espécimen sin conexión a tierra). De esta forma, la influencia del transformador en el resultado de la prueba (tan δ) es mínima. La prueba deberá llevarse a cabo a la máxima temperatura posible. El terminal de puesta a tierra del puente deberá estar conectado con el terminal de puesta a tierra del transformador. Cuando se realicen las mediciones en un aislador sin montar, la brida deberá conectarse a tierra. Para poder comparar el resultado de la prueba con el valor de la placa de datos o con el informe de pruebas de rutina incluido con cada aislador, el factor de disipación deberá medirse a 10 kv. El procedimiento de medición deberá comenzar con una sensibilidad baja en el puente. A continuación, la sensibilidad deberá aumentarse gradualmente hasta el máximo posible. En casos excepcionales, las interferencias externas pueden dificultar el ajuste a cero del detector. En caso de no poder eliminar la interferencia, deberá reducirse la sensibilidad. En la Tabla 1 se muestran las conexiones que se deben realizar para medir el factor de disipación de los distintos aisladores. Debe tenerse en cuenta que la mayoría de los puentes obtienen el factor de capacitancia y el de disipación en la misma operación. Tabla. 1. Conexiones para las distintas mediciones. Se utiliza la nomenclatura de Doble Engineering. Secuencia de la prueba Prueba Nivel Tensión Cable de Cable de Posición del Medición de tan d para prueba de HV prueba de LV conmutador y capacitancia en 1 10 CL CL Toma UST C 1 2 Nota A Toma Toma CL Tierra (GST) C 1 + C 2 3 Nota A Toma Toma CL Protección C 2 4 Nota A Toma Toma CL UST C CL CL Tierra (brida) Tierra (GST) El aislador completo CL = Conductor central Toma = Toma para pruebas capacitivas C 1 = Aislamiento principal C 2 = Aislamiento de la toma UST = Medición sin conexión a tierra (Prueba con espécimen sin conexión a tierra) GST = Medición con conexión a tierra (Prueba con espécimen con conexión a tierra) Protección = En esta posición se omite C 1 y sólo se mide C 2. Este método no puede emplearse en todos los puentes. Nota A = Las pruebas 2, 3 y 4 no deben realizarse con tensiones superiores a 500 V si el aislamiento de la toma para pruebas se comprobó con 2 kv. Si la toma para pruebas se comprobó con 20 kv, podrán utilizarse 2,5 o 5 kv. Se recomienda realizar siempre la prueba 1. La prueba 2 deberá realizarse si el resultado de la prueba 1 indica una desviación. La capacitancia C 2 se puede calcular restando el valor de C 1. Las pruebas 3 y 4 sirven como pruebas de sondeo en caso de que las pruebas anteriores indiquen la posible existencia de una avería. El factor de disipación, medido en la prueba 4, debe compararse con los valores medidos en la prueba 1. La prueba 5, junto con las pruebas 1 y 2, se deben realizar en aisladores desmontados es

11 Corrección de la temperatura: Deberá corregirse la temperatura del valor tan δ medido de acuerdo con el factor de corrección indicado en la Tabla 2. GOx representa a todos los aisladores de condensador con papel impregnado de aceite (OIP) y GSx representa a todos los aisladores de condensador impregnados de resina (RIP). En todos los aisladores deberá tenerse en cuenta que el aislador tiene la misma temperatura que el aceite del transformador. La prueba deberá llevarse a cabo a la máxima temperatura posible. La corrección deberá realizarse a 20 C. El factor de disipación corregido (tan δ) deberá compararse con el valor de la placa de datos o con el del informe de pruebas. Tan Relative δ relativa tanδ como as función function de of la temperatura temperature 1,40 1,30 1,20 Tan δ relativa Relative tanδ 1,10 1,00 0,90 OIP RIP 0,80 0,70 0, Temperatura Temperature [ C] ( C) Tabla 2. Factores de corrección para el valor tan δ Gama Corrección Corrección C a 20 C OIP a 20 C RIP 0-2 0,80 0, ,85 0, ,90 0, ,95 0, ,00 1, ,05 1, ,10 1, ,15 1, ,20 1, ,25 1, ,30 1, ,34 1, ,35 1, ,35 1, ,30 1, ,25 1, ,20 1, ,10 1, es 11

12 Prueba de capacitancia Prueba de capacitancia utilizando un puente: La Fig. 2 muestra el principio de la medición de la capacitancia. Cable de alta tensión (HV) Cable de baja tensión (LV) Toma para pruebas C 1 Conductor central C 2 C T Prueba de capacitancia y factor de potencia Transformador Fig. 2. Diagrama principal de la prueba de capacitancia en aisladores instalados en el transformador. La medición deberá llevarse a cabo de acuerdo con las partes aplicables de la Tabla 1. La capacitancia del transformador C T a tierra puede influir en la medición. En la mayoría de los casos esta capacitancia es mínima y generalmente genera un error insignificante. Sin embargo, una desviación entre los aisladores individuales de las tres fases puede indicar una influencia por parte del transformador. Prueba de capacitancia utilizando instrumentos digitales: Este método puede dar un error de medición relativamente grande (aprox. ±3%) y se puede utilizar únicamente para medir la capacitancia principal C 1. Sin embargo, la sensibilidad a las perturbaciones es inferior a la del método con puente, y la posible influencia de la capacitancia del transformador queda eliminada. Aislador C 1 C 2 Toma para pruebas El circuito de prueba se muestra en el diagrama principal de la Fig. 3. Transformador Fig. 3. Diagrama principal de la prueba de capacitancia utilizando instrumentos digitales. U 1 R 2 = 10 kω, R 2 U 2 10 W Fuente de tensión V, Hz es

13 La conexión eléctrica de los resistores R 2 debe ser buena. El terminal opuesto N del devanado del transformador puede dejarse abierto o conectado a tierra. Si se deja abierto, tomará la misma tensión que la parte superior del aislador. Si se conecta a tierra, la fuente de tensión podría sobrecargarse. Para medir la tensión U 1 y U 2 se pueden emplear instrumentos digitales del tipo Fluke 8020 o equivalentes. Debe tenerse en cuenta que los instrumentos digitales no funcionan correctamente a temperaturas inferiores a 0 ºC. Si se utilizan con temperaturas inferiores a 0 ºC, deberá aplicarse calefacción a los instrumentos. Aumente la tensión U 1 de la fuente de tensión hasta que U 2 alcance un valor que no sea inferior a 100 mv rms. U 1 puede encontrarse entre 200 y 400 V rms. Obtenga la lectura de los valores U 1 y U 2 y calcule la capacitancia C 1 de acuerdo con la fórmula siguiente. C 1 = U 2 /U 1 x 1/(R 2 x 2pf) [F] f = frecuencia [Hz] A 50 Hz C 1 = U 2 /U 1 x 318 [pf]u 2 [mv], U 1 [V], R 2 = 10 [kw] A 60 Hz C 1 = U 2 /U 1 x 265 [pf]u 2 [mv], U 1 [V], R 2 = 10 [kw] Interpretación de la medición Comentarios sobre el factor de disipación en aisladores OIP: El factor de disipación es una propiedad muy importante de los aisladores del núcleo de condensadores cargados de aceite. Este factor se determina principalmente mediante el nivel de humedad del papel y la cantidad de contaminantes del sistema de aislamiento. Además, el factor de potencia también depende en gran medida de la temperatura. El comportamiento principal con distintas temperaturas y distintos niveles de humedad se muestra en la Fig. 4 siguiente. Factor de disipación frente a temperatura y contenido de humedad Factor de disipación Temperatura ( C) humedad: 4% humedad: 1% humedad: 0,4-0,6% humedad: 0,1-0,3% Fig. 4. Tan δ como función del nivel de humedad y temperatura en aisladores OIP es 13

14 Como puede apreciarse claramente, las mediciones a temperaturas elevadas son mucho más sensibles. A temperaturas de 20 C, niveles de humedad entre 0,1% y 1% indican aproximadamente el mismo factor de disipación. A temperaturas elevadas (90 C) difieren en un factor de 5 o más. La conclusión de todo ello es que la propiedad importante es el factor de disipación a temperatura elevada y no el factor de disipación a 20 C. En el aislador, los factores importantes relacionados con el factor de disipación son: 1) Un factor de disipación que es constante con la temperatura durante todo el ciclo de vida del aislador. 2) Un factor de disipación que permanece constante durante todo el ciclo de vida del aislador. Para los fabricantes de aisladores del núcleo de condensadores, el objetivo es lograr el factor de disipación correcto. El efecto de los contaminantes sobre el factor de disipación se evita mediante el adecuado control de los materiales, así como mediante el mantenimiento de una absoluta limpieza en los talleres. El contenido de humedad en el aislador se determina mediante la técnica de devanado y el proceso de secado del núcleo del condensador. El procedimiento estándar en la fabricación de aisladores consiste en envolver el núcleo del condensador con el papel sin necesidad de realizar ninguna operación de secado. De esta forma se logra un contenido de humedad en el núcleo del condensador de aproximadamente 4-8 %. A continuación, el núcleo se seca mediante un proceso de secado independiente que consiste en aplicar calor y vacío hasta que se haya logrado la sequedad suficiente. Puesto que el agua fluye axialmente, existe la necesidad de secar el núcleo con extremo cuidado para evitar que el agua quede atrapada en el centro del núcleo. Durante la fabricación de nuestros aisladores, secamos el papel al mismo tiempo que envolvemos el núcleo del condensador. Al hacerlo, logramos que el núcleo del condensador esté totalmente seco y que, por lo tanto, no sea necesario aplicar ningún otro proceso de secado. La ventaja es que, de este modo, la humedad no queda atrapada en el centro del núcleo. Además, también limitamos el tiempo de secado, con lo que el desgaste del papel es mínimo. Las normas ANSI y IEC para aisladores requieren la medición del factor de disipación a temperatura ambiente como prueba de rutina en aisladores nuevos. Todos nuestros aisladores se someten a esta prueba. Durante la realización de la prueba de rutina normal, vigilamos no sólo el nivel del factor de disipación, sino también el cambio de tensión, ya que éste podría ser un indicativo importante de que el aislador está contaminado. Además de todo lo anterior, cada dos meses tomamos un aislador de la producción normal y lo intro-ducimos en un horno a 90 C. Transcurridas 24 horas, medimos el factor de disipación. De acuerdo con nuestras normas internas, el valor debe cumplir los mismos requisitos a 20 C. Durante los últimos 25 años, ABB Components utiliza únicamente celulosa pura con láminas de aluminio y aceite aislante en sus núcleos de condensador. La experiencia nos ha demostrado que el factor de disipación permanece totalmente constante a lo largo de los años. Como se puede deducir a partir de la documentación existente, es bien sabido que algunos tipos de adhesivos influyen negativamente en la duración del aislador y, como consecuencia, provocan el aumento del factor de disipación. El hecho de que utilicemos materias primas puras, un proceso perfectamente controlado y un exhaustivo sistema de comprobación, unido todo ello a nuestra larga experiencia en el sector, nos permite tener la seguridad de que el nivel de tan δ de nuestros aisladores se mantendrá constante durante todo el ciclo de vida del aislador. Comentarios sobre el factor de disipación en aisladores RIP: Al medir el valor tan δ en aisladores RIP antes de su puesta en servicio, debe observarse una desviación del valor tan δ respecto al valor indicado en la placa de identificación. Probablemente, la causa de que esto ocurra sea la penetración de humedad en la capa superficial del aislador RIP. Por ejemplo, esto puede ocurrir si el aislador se ha almacenado sin su bolsa de protección hermética, permitiendo la entrada de aire con altos niveles de humedad en la capa superficial externa del aislador. 14 Generalmente, si el aislador se almacena durante una semana en una sala protegida en la que la humedad esté controlada, el valor tan δ volverá a su valor inicial indicado en la placa de identificación. Si se conecta el transformador cuando el aislador se encuentra en servicio, el valor disminuirá en un par de horas es

15 Lea y aplique las medidas sugeridas en la siguiente sección: Medidas para distintos valores de temperatura corregida en aisladores OIP y RIP: Aumento de 0-25%: El valor se mide para su registro. No es necesario aplicar ninguna otra medida. Aumento de 25-40%: Se revisan las fugas y las interferencias externas en el circuito de medición. Las interferencias externas pueden deberse, por ejemplo, a la influencia ejercida por equipos portadores de corriente y barras colectoras cercanas. Si no se elimina la diferencia, deberán sustituirse (debido a la humedad) las juntas de los tapones de nivel de aceite de acuerdo con la información de producto del aislador. El valor medido se introduce en el registro y el aislador puede ponerse en servicio. Aumento de 40-75%: Las mismas medidas que en el apartado anterior, salvo que la medición deberá repetirse una vez al mes. Aumento superior al 75%: El aislador deberá retirarse del servicio. Sin embargo, si el factor de disipación es inferior al 0,4%, el aislador podrá ponerse en servicio aunque el aumento en el porcentaje respecto a un valor inicial bajo sea superior al 75%. Comentarios sobre las mediciones del factor de potencia entre la toma para pruebas y la brida de montaje en aisladores OIP y RIP: Algunos de nuestros clientes también utilizan la capacitancia (C 2 ) y el factor de disipación del aislamiento de la toma como una herramienta de diagnóstico. Sin embargo, y basándonos en nuestra experiencia, recomendamos encarecidamente no seguir dicha práctica. Existen diversas razones para no utilizar estos valores como herramientas de diagnóstico. - En primer lugar, este factor de disipación debe ser inferior al 5% según la norma IEC 137. Esto significa que, a menos que se especifique lo contrario, no se presta ninguna atención a la reducción de dicho valor hasta el mismo nivel que el factor de disipación del aislamiento principal. - La toma para pruebas está conectada a la capa exterior con toma a tierra del cuerpo del condensador. La capa sólida del exterior de la capa conectada a tierra contiene adhesivo y celulosa para hacer que el cuerpo del condensador sea más estable. Esto significa que la contribución al factor de disipación por parte de dicha capa difiere de la de la celulosa pura del aislamiento principal. También significa que esta capa no se puede utilizar a efectos de diagnóstico, puesto que el adhesivo puede influir de distintas formas en el factor de disipación de los distintos aisladores. También debe tenerse en cuenta que, durante el funcionamiento, la capa exterior está conectada a tierra. Por lo tanto, el aislamiento entre la capa exterior y la brida de montaje no está sometido a un campo eléctrico y, como consecuencia, no provoca ninguna pérdida de calor dieléctrica. Es probable que si el aislador se encuentra en áreas contaminadas, los contaminantes del exterior de la toma para pruebas influyan en los resultados. La humedad de la toma para pruebas también puede afectar a la medición. Del mismo modo, deberá tenerse en cuenta que si se excede la tensión de prueba (500 V si el aislamiento de la toma para pruebas se entrega comprobado a 2 kv; y de 2,5 a 5 kv si la toma para pruebas se entrega comprobada a 20 kv), puede producirse una descarga parcial en la región de la toma para pruebas, lo cual también podría afectar a la medición. - Tomando en consideración todas las variaciones descritas, el valor tan delta en el aislamiento de la toma para pruebas suele oscilar entre el 0,4 y el 3,0% es 15

16 Capacitancia: La capacitancia medida C 1 debe compararse con el valor indicado en la placa de datos del aislador o con el informe de pruebas de rutina de 10 kv. Si la medición indica un aumento de más del 3% (que podría indicar una descarga dieléctrica parcial) comparado con el valor medido en fábrica, o un valor extremadamente bajo (disrupción), póngase en contacto con ABB Components. Una disrupción (C 1 bajo) podría indicar un avería producida durante el transporte, por lo que el aislador no deberá ponerse en servicio. La forma en la que el aislador se instala en el transformador influye sobre el valor C 2, por lo que este valor no deberá utilizarse como herramienta de diagnóstico. 2.2 Mediciones de descarga parcial La medición de la descarga parcial se utiliza principalmente en el método de comprobación de rutina. Una descarga parcial puede indicar fallos de corona externa o averías en el aislamiento interno. Si se utiliza para el diagnóstico de transformadores instalados o aisladores pasamuros, indicará la suma de las descargas parciales del aislador y del aislamiento del transformador. Las descargas externas en los puestos de distribución pueden suprimirse mediante la utilización de bobinas de medición conectadas externamente. Las descargas parciales también se pueden localizar utilizando modernos sensores acústicos. Este método requiere que la medición la realice personal especializado que conozca a fondo el diseño del aislador y del transformador. 2.3 Análisis de gases disueltos (AGD) ADVERTENCIA Antes de realizar cualquier tarea en el aislador, compruebe que el transformador está desexcitado y fuera de servicio. Este método de diagnóstico únicamente se puede utilizar en aisladores cargados con líquido, p. ej., de los tipos GOx. Generalmente, nuestra recomendación es que los clientes no tomen muestras de aceite de nuestros aisladores. Los aisladores están sellados herméticamente y comprobados en fábrica. Tomar una muestra de aceite implica la apertura del aislador. Por lo tanto, existe el riesgo de que, tras tomar la muestra, el sellado del aislador no sea correcto. Sin embargo, cuando se conoce el problema, por ejemplo, un factor de potencia alto en C 1, puede ser necesario tomar una muestra de aceite para realizar un análisis de los gases Toma de muestras de aceite en el aislador Las muestras de aceite deberán tomarse preferiblemente en condiciones de tiempo seco. Si, por razones de urgencia, la muestra se debe tomar en otras condiciones climatológicas, deberá tenerse en cuenta lo siguiente: - Antes de tomar la muestra, seque y limpie a fondo la zona que rodea el tapón del orificio de muestreo. - Proteja dicha zona contra la lluvia. 16 La presión interna del aislador no debe modificarse antes ni después de tomar la muestra, ya que el aislador está diseñado para funcionar con un intervalo de presiones específico. Para evitarlo, tome la muestra cuando la temperatura media del aislador se encuentre entre 0 C y 30 C es

17 El tiempo que el aislador permanezca abierto debe ser lo más breve posible. Normalmente no es necesario limpiarlo con aire seco o nitrógeno. El volumen de aceite extraído del aislador deberá reponerse siempre íntegramente con aceite para transformadores nuevo. El aceite nuevo debe ajustarse a la norma IEC 296, categoría II, y debe estar limpio y seco. La junta deberá reponerse siempre por otra nueva cuando se proceda a cerrar el aislador tras la toma de muestras. Procedimiento de muestreo para GOB, GOE y GOH La muestra se toma a través del orificio de la parte superior del aislador, preferiblemente utilizando una jeringa con una manguera de caucho conectada a la parte superior. La ubicación del tapón del orificio de muestreo se ilustra en la Fig. 5. La dimensión de la junta se indica en la Tabla 3. El material de la junta deberá ser caucho de nitrilo (resistente al aceite del transformador), con una dureza de 70 Shore. El par de apriete del tapón de sellado M8 en GOB, GOE y GOH debe ser de 20 Nm. El par de apriete del tapón de sellado M16 en GOE debe ser de 50 Nm. GOH GOA, GOC y GOG GOB GOE Fig. 5. Ubicación de los tapones de los orificios de muestreo de GOA, GOB, GOC, GOE, GOH y GOG es 17

18 Tabla 3. Dimensiones de las juntas. Junta d (mm) D (mm) T (mm) M M /8" Procedimiento de muestreo para GOEK, GOM y otros aisladores con válvula de muestreo en la brida: Conecte el extremo de la manguera en la boquilla adecuada y conecte la boquilla a la válvula de la brida. La rosca de la válvula es de (R 1/4") BSPT 1/4". Succione el aceite. Dependiendo de la temperatura, la presión del interior del aislador puede ser superior o inferior a la presión atmosférica. Una vez concluida la toma de muestras, el aislador no deberá conectarse hasta que no hayan transcurrido 12 horas. Procedimiento de muestreo para GOA, GOC y GOG: En los aisladores GOA, GOC y GOG, las muestras de aceite se toman desde el orificio del nivel de aceite situado en el alojamiento superior, según se ilustra en la Fig. 5. Si el aislador está instalado en vertical, el nivel del aceite se encontrará al mismo nivel que el orificio a 20 C. La muestra deberá succionarse con una jeringa. Si la temperatura del aceite es ligeramente superior a 20 C, el nivel del aceite será superior al nivel del tapón del orificio. En estos casos, la manguera de la jeringa deberá incluir una boquilla, tal como se muestra en la Fig. 6. Quite el tapón del orificio del aceite y conecte inmediatamente la manguera con la boquilla. Si la temperatura es ligeramente inferior a 20 C, el nivel del aceite se encontrará por debajo del nivel del tapón y la muestra deberá tomarse según se indica en la Fig. 7. El par de apriete para el tapón de sellado de 5/8" deberá ser de 50 Nm Interpretación del análisis La interpretación del análisis deberá realizarse de acuerdo con el Informe técnico IEC Si tiene alguna duda, ABB Components podrá ayudarle con la evaluación. 5/8" UNC Fig. 6. Toma de muestras en GOA a T > 20 C. Fig. 7. Toma de muestras en GOA a T < 20 C es

19 2.4 Análisis de la humedad ADVERTENCIA Antes de realizar cualquier tarea en el aislador, compruebe que el transformador está desexcitado y fuera de servicio. Este método de diagnóstico únicamente se puede utilizar en aisladores cargados con líquido, p. ej., de los tipos GOx. Generalmente, nuestra recomendación es que los clientes no tomen muestras de aceite de nuestros aisladores. Los aisladores están sellados herméticamente y comprobados en fábrica. Tomar una muestra de aceite implica la apertura del aislador. Por lo tanto, existe el riesgo de que, tras tomar la muestra, el sellado del aislador no sea correcto. Sin embargo, cuando se conoce el problema, por ejemplo, un factor de potencia alto en C 1, puede ser necesario tomar una muestra de aceite para realizar un análisis de la humedad. Obtener el contenido exacto de humedad en el aceite del aislador resulta a veces una tarea difícil. Si se comparan con los transformadores, los aisladores contienen una proporción mucho más alta de papel respecto a aceite. Esto significa que, independientemente del proceso de fabricación del aislador, siempre habrá mucha más humedad en el papel que en el aceite. (En el papel, la humedad se mide en %, mientras que en el aceite, el contenido de humedad se mide en p.p.m., partes por millón.) Dependiendo de la temperatura del aislador, la humedad pasará del papel al aceite o del aceite al papel, según indiquen las curvas de equilibrio (diagrama de Piper) sobre la humedad en aceite-papel. Por esta razón, los aisladores siempre tendrán un contenido mucho más alto de humedad en el aceite tras un determinado período de servicio a altas temperaturas. Como consecuencia, para obtener el valor correcto, la muestra de aceite deberá tomarse al menos 48 horas después de que el aislador completo haya alcanzado la temperatura ambiente Toma de muestras de aceite en el aislador La toma de muestras de aceite se realiza de forma similar que para el análisis de gases disueltos Interpretación del análisis ABB Components entrega el aislador con un contenido de humedad en el aceite de aislamiento de un máximo de 3 p.p.m. Si se miden concentraciones considerablemente superiores, puede que el sistema de sellado del aislador esté dañado. Con una concentración >10 p.p.m. deberá realizarse una medición del valor tan d siguiendo las instrucciones de la sección Las mediciones deberán realizarse de acuerdo con las recomendaciones de la sección Con una concentración > 20 p.p.m., el aislador deberá retirarse del servicio es 19

20 2.5 Inspección de fugas de aceite ADVERTENCIA Antes de realizar cualquier tarea en el aislador, compruebe que el transformador está desexcitado y fuera de servicio. Durante la supervisión normal de la estación, realice una inspección visual para detectar fugas de aceite. 2.6 Inspección del aislante Clasificación de hidrofobicidad ADVERTENCIA Antes de realizar cualquier tarea en el aislador, compruebe que el transformador está desexcitado y fuera de servicio. La información siguiente sobre clasificación de hidrofobicidad incluye pequeños cambios tomados de la guía de clasificación de hidrofobicidad de STRI AB (Guide 1, 92/1 Hydrofobicity Classification Guide). STRI AB es una empresa independiente de desarrollo y comprobación en el campo de la transmisión y distribución de energía eléctrica. STRI es propiedad conjunta de ABB, Svenska Kraftnät (la red eléctrica nacional sueca), Vattenfall AB y Statnett SF (la red eléctrica nacional noruega) General El rendimiento eléctrico de los aisladores compuestos y revestidos depende de la hidrofobicidad (repelencia al agua) de sus superficies. Con el tiempo, la hidrofobicidad puede cambiar debido a la exposición al entorno exterior y a las descargas parciales (efecto corona). Se han definido siete clases de hidrofobicidad (HC 1-7). HC 1 corresponde a una superficie totalmente hidrofóbica (repele el agua) y HC 7 a una superficie totalmente hidrófila (absorbe fácilmente el agua). Estas clases proporcionan una indicación del estado de humedad y son particularmente útiles para comprobar rápidamente los aisladores en el emplazamiento Equipo de pruebas El único equipo necesario es un pulverizador común para vaporizar el agua (Fig. 8). El pulverizador debe llenarse de agua corriente. El agua no puede contener ningún producto químico, como detergentes, tensoactivos o disolventes. Otros equipos complementarios que podrían facilitar la evaluación son una lupa, una lámpara y una cinta métrica. Fig. 8. Ejemplo de un pulverizador adecuado para realizar la prueba es

21 Procedimiento de prueba El área de la prueba debe cubrir de 50 a100 cm 2. Si no puede cumplirse este requisito, deberá indicarse en el informe de pruebas. Pulverice la superficie 1 ó 2 veces por segundo desde una distancia de 25 ±10 cm. La pulverización debe durar de 20 a 30 segundos. La estimación de la clase de hidrofobicidad deberá realizarse 10 segundos después de haber concluido la pulverización. En los devanados altos, puede resultar complicado determinar la clasificación de hidrofobicidad. Si tiene esta dificultad, o cualquier otra, anote los incidentes en el informe de pruebas Clasificación de la hidrofobicidad La capacidad real de absorción de agua del aislador debe identificarse con una de las siete clases de hidrofobicidad (HC), que se identifican con los valores 1 a 7. Los criterios de las distintas clases se indican en la Tabla 4. En la Fig. 10 se muestran fotos típicas de superficies con distintas propiedades de absorción de humedad. El ángulo de contacto (θ) entre las gotas de agua y la superficie también debe tenerse en cuenta. El ángulo de contacto se define en la Fig. 9. Existen dos ángulos de contacto distintos, el ángulo de contacto de avance (θ a ) y el ángulo de contacto de retroceso (θ r ). Las gotas muestran estos ángulos sobre superficies inclinadas. Cuando se deben evaluar las propiedades de absorción de agua de un aislador, el ángulo de retroceso es el más importante. El ángulo de inclinación de la superficie afecta al ángulo θ r es 21

22 a. plano horizontal horizontal plane b. plano inclined inclinado plane θθa a = = ángulo advancing de avance angle θθr r = ángulo receding de angle retroceso AIRE LÍQUIDO LÍQUIDO SÓLIDO SÓLIDO Fig. 9. Definición de los ángulos de contacto. Tabla 4. Criterios para la clasificación de hidrofobicidad (HC). HC Descripción 1 Sólo se forman pequeñas gotas. θ r» 80 o más en la mayoría de las gotas. 2 Sólo se forman pequeñas gotas. 50 < θ r < 80 en la mayoría de las gotas. 3 Sólo se forman pequeñas gotas. 20 < θ r < 50 en la mayoría de las gotas. Generalmente ya no son redondas. 4 Se observan tanto gotas pequeñas como la estela dejada por el recorrido de las mismas (i. e., θ r = 0 ). Áreas totalmente mojadas < 2 cm 2. El conjunto cubre < 90% del área sometida a la prueba. 5 Algunas zonas totalmente mojadas > 2 cm 2, que cubren < 90% del área sometida a la prueba. 6 Continúan observándose áreas mojadas que cubren > 90%, i. e., pequeñas zonas mojadas (motas/estelas). 7 Película de agua continua en toda el área sometida a la prueba es

23 Fig. 10. Ejemplos típicos de superficies con HC de 1 a 6 (tamaño natural) es 23

24 Informe de la prueba: El informe debe incluir los datos siguientes: Información general Ubicación, estación, línea Fecha y hora de la evaluación Condiciones climatológicas (temperatura, viento, precipitaciones) Persona que ha realizado la prueba Objeto comprobado Tipo de aislador Identificación (nº de componente, posición) Tensión Fecha de la instalación o de la aplicación del revestimiento (tipo de revestimiento) Ángulo de instalación (vertical, horizontal, inclinado x grados) Clase de hidrofobicidad HC de diferentes posiciones: a lo largo del aislador (nº de campana), a lo largo de la superficie de cada secuencia de campana (superior, inferior, núcleo, campana grande, campana pequeña, etc.) Diferencias (si las hubiera) en la circunferencia del aislador Toma de muestras y determinación del estado de la grasa de silicona en aisladores de porcelana ADVERTENCIA Antes de realizar cualquier tarea en el aislador, compruebe que el transformador está desexcitado y fuera de servicio. En estas instrucciones se describe el procedimiento para tomar muestras de grasa de silicona en los aisladores Equipo de pruebas Para tomar muestras de silicona se necesita el material siguiente: - Tres láminas de cobre, dimensiones 15 x 70 x (0,2-0,3) mm. - Tarro de cristal con tapa de rosca de tamaño suficiente para contener las láminas. - Guantes desechables. Utilice los guantes siempre que maneje el equipo para tomar muestras es

25 Toma de muestras Procedimiento Utilice los guantes desechables y tome una lámina del tarro. La muestra de grasa debe tomarse en la lámina, raspando la superficie de porcelana. Esta operación deberá realizarse de forma que quede la menor cantidad posible de la capa de grasa en el aislador. El área de muestreo total no debe ser menor de 15 cm 2 y la cantidad total de grasa recogida no debe ser inferior a 1 g (~1 cm 2 ). Para cumplir estos requisitos, puede que necesite utilizar tres láminas o más. Coloque las láminas con la grasa en el tarro y cierre la tapa. Mida el área donde ha recogido las muestras. Cámbiese de guantes para realizar la siguiente toma de muestras. Si es posible, saque fotografías de la zona de recogida de las muestras antes y después de recogerlas. Identificación de las muestras Todos los tarros de cristal que contienen las muestras de grasa deberán identificarse con la fecha de recogida, el tipo de aislador y su denominación, la posición y el área en las que se ha recogido la muestra. La identificación de las muestras también se puede realizar asignando números a los tarros de cristal y anotando los datos de identificación en una lista aparte. La descripción de la posición debe realizarse en el siguiente orden: Posición: arriba corresponde a la posición a lo largo del aislador. 12 en punto corresponde a la posición a lo largo del aislador. SW corresponde al punto del compás (para transductores) superior corresponde a la posición en la campana Las posiciones de los aisladores pasamuros se ilustran en la Fig. 11. Inferior Central Superior Vista frontal Vista lateral Inferior Superior Detalle de la campana Fig.11. Posiciones para la toma de muestras en aisladores pasamuros es 25

26 Embalaje Coloque los tarros de cristal en una caja, con las tapas hacia arriba. Marque la caja con la advertencia Este lado hacia arriba. Envíe la muestra a ABB Components para su análisis Instrucciones para medir el grosor de la grasa de silicona en aisladores de porcelana. ADVERTENCIA Antes de realizar cualquier tarea en el aislador, compruebe que el transformador está desexcitado y fuera de servicio. En estas instrucciones se describe el procedimiento para medir el grosor de la grasa de silicona en los aisladores Equipo de pruebas El equipo necesario para realizar mediciones del grosor es una tira de cobre rectangular, dimensiones 15 x 200 x 2 mm, y un vaso de medición con un volumen de 5 ml. (Cucharilla con volumen bien definido) Procedimiento de medición Utilice el lado de 15 mm de la tira de cobre como espátula. Recoja la grasa rascando el extremo exterior de la campana grande hacia la cavidad interior, en dirección estrictamente radial, tal como se ilustra en la Fig. 12 siguiente. Área en la que debe obtenerse la grasa Fig es

27 Una vez pasada la tira de cobre por la superficie, no debe quedar grasa visible. Coloque la grasa obtenida en el vaso de medición. Repita el procedimiento de rascado hasta llenar el vaso (5 ml). El grosor del revestimiento se calcula utilizando el número de veces que se ha realizado el procedimiento de rascado. En la Tabla 5 se indica el grosor del revestimiento correspondiente al número de operaciones de rascado. Esta tabla únicamente es válida para el perfil corto/largo 95/95 que se utiliza en los aisladores pasamuros de ABB de Radisson, Nicolet y Sandy Pond. Tabla 5. Nº de conversión de raspados en grosores de revestimientos. Número de raspados Grosor del revestimiento (mm) 3 1,1 4 0,85 5 0,68 6 0,57 7 0,49 8 0,42 9 0, ,31 Para otros perfiles de campana, póngase en contacto con ABB Components para solicitar información. 2.7 Termovisión Los puntos calientes de la superficie de los aisladores se pueden detectar utilizando una cámara de infrarrojos, tal como muestra la Fig. 13. A la corriente máxima nominal, el terminal exterior del aislador se encuentra a una temperatura de entre 35 y 45 C por encima de la temperatura ambiente. Temperaturas mucho más altas, especialmente con cargas de corriente bajas, pueden ser indicio de malas conexiones. AR01 20,5 C 20 SP ,3 C Fig.13. Medición que indica una trayectoria de baja calidad de la corriente entre el terminal interior y exterior del aislador. 2.8 Análisis de despolimerización El análisis de despolimerización es un método para determinar el envejecimiento de la celulosa en los aisladores OIP. Este método requiere la extracción del aislador y tomar una muestra del papel del cuerpo del condensador es 27

28 3 Mantenimiento 3 Mantenimiento Por lo general, los aisladores suministrados por ABB Components no necesitan mantenimiento. Sin embargo, puede que, debido a una inspección o a algún síntoma detectado durante el servicio, sea necesario acondicionar los aisladores. En las siguientes secciones se describe la limpieza de los aisladores y el tratamiento con grasa de silicona. Existen otros métodos de acondicionamiento para aisladores, como pintura, revestimiento RTV, preparación con ampliadores de campana (campanas auxiliares), etc., que no se describen en este documento. Para obtener más información, póngase en contacto con ABB Components. 3.1 Limpieza de los aisladores ADVERTENCIA Antes de realizar cualquier tarea en el aislador, compruebe que el transformador está desexcitado y fuera de servicio. PRECAUCIÓN: Evite utilizar disolventes en la junta del aislador y en las uniones de porcelana. En condiciones de contaminación extrema, puede ser necesario limpiar la superficie del aislador Aisladores de porcelana Limpie los aisladores de porcelana con chorro de agua o con un trapo húmedo. Si es necesario, utilice alcohol etílico o acetato de etilo Aisladores de caucho de silicona Limpie los aisladores de porcelana con chorro de agua o con un trapo húmedo. Si es necesario, utilice alcohol etílico o acetato de etilo. No se recomienda utilizar 1,1,1- tricloroetano ni cloruro de metilo debido a sus propiedades nocivas y perjudiciales para el medio ambiente. 3.2 Tratamiento con grasa de silicona en aisladores pasamuros El método siguiente se creó principalmente para la aplicación de grasa en aisladores pasamuros en funcionamiento con CC, cuando una humectación irregular pueda suponer un problema para el funcionamiento del aislador. Sin embargo, el tratamiento también puede resultar útil en instalaciones que se encuentren cerca del mar, donde los vientos con contenido de sal pueden provocar el efecto de corona externa aun cuando se hayan mantenido las distancias extremas de arco eléctrico/frotamiento especificadas es

29 3 Mantenimiento ADVERTENCIA Antes de realizar cualquier tarea en el aislador, compruebe que el transformador está desexcitado y fuera de servicio. Tome precauciones para evitar el contacto del producto con la piel, la cara y los ojos. En caso de que el producto entre en contacto con los ojos, deberá procederse al lavado con agua limpia. Si entra en contacto con la piel, deberá eliminarse mediante lavado con agua y jabón. Si utiliza disolventes, póngase gafas y guantes de protección e incluso una máscara respiratoria si es necesario. Tome todas las precauciones recomendadas por el fabricante. Si se utilizan grúas, deberán seguirse las recomendaciones de seguridad locales. Cuando trabaje cerca de los aisladores, desplace la grúa con cuidado para no dañar las porcelanas. Por último, deberá prestarse especial atención para no dejar rastros de grasa en suelos, escaleras, andamios o estructuras de soporte, ya que la grasa podría provocar resbalones peligrosos para el personal. La grasa de silicona tiene un punto de inflamación alto, pero puede incendiarse si entra en contacto con el fuego. Si esto ocurriera, deberán utilizarse extintores estándar. Si utiliza disolventes, siga las recomendaciones del fabricante. El aceite o la grasa de silicona pueden provocar problemas en los contactos o relés de baja tensión cuando se produce SiO 2 (con propiedades aislantes) con el arco eléctrico Compra de disolvente de grasa de silicona Calidad aprobada: Wacker P4 Proveedor: Wacker La grasa debe cumplir los requisitos de la especificación de materiales , que puede solicitarse a ABB Components. Pruebas que debe realizar el proveedor: Penetración en bruto Penetración elaborada Con cada lote de grasa deberá incluir un certificado sobre los valores medidos Criterios de reaplicación La vida útil de los revestimientos de grasa de silicona de acuerdo con esta especificación es de 3 años o más. Inicialmente, se recomienda programar una reaplicación de la grasa cada dos años y ampliar el intervalo a tres años o más siempre que la grasa cumpla los requisitos siguientes. La aplicación deberá realizarse durante la parada anual de mantenimiento. En cada una de estas paradas anuales, deberá evaluarse el estado en el que se encuentra la grasa. En este manual se describen dos métodos principales para la supervisión y el diagnóstico de la grasa utilizada: Estimación de la hidrofobicidad La comprobación debe realizarse de acuerdo con el método descrito en la sección de clasificación de hidrofobicidad es 29