No solo los fallos en el aislamiento de los transformadores pueden identificarse en una primera fase a través de pruebas de descarga parcial. También es una herramienta de análisis predictivo y no destructivo que advierte de posibles fallos inminentes en el sistema.
Durante su extensa vida útil, los transformadores de baja potencia están sometidos a una amplia variedad de estrés.
Como consecuencia, el aislamiento eléctrico, que resulta esencial a la hora de garantizar una operación libre de fallos, puede deteriorarse. A pesar de tener el máximo cuidado, pueden aparecer pequeños defectos, cavidades, grietas, inclusiones en el dieléctrico o falta de homogeneidad en los materiales aislantes eléctricos.
Si el aislamiento se encuentra entre un sistema de electrodo con una tensión aplicada, el campo eléctrico puede estresar localmente el aislante en esos puntos débiles. Esto puede conducir a una descarga parcial.
A diferencia de la descarga completa – un colapso frecuentemente visible y audible – las descargas parciales son chisporroteos incompletos.
Sólo ocurren en parte del aislamiento y casi nunca se notan directamente. Sin embargo, con el paso del tiempo, provocan un aumento del daño del aislamiento, lo que se puede traducir en una pérdida total.
Métodos de diagnóstico para garantía de calidad
Los métodos de diagnóstico dieléctrico son fundamentales al ofrecer garantía de calidad y mantener la fiabilidad operativa de los transformadores de potencia. El método mayoritariamente utilizado para evaluar la integridad del aislamiento es una prueba de rigidez dieléctrica o de alta tensión (test de alto potencial o test hi–pot). En este caso, se aplica una alta tensión a cada lado del aislante y se mide la corriente de fuga. Esto permite que los usuarios identifiquen rápidamente si el aislamiento es defectuoso. Las desventajas de las pruebas de alta tensión se encuentran en que el voltaje (o la corriente de fuga resultante) puede deteriorar el aislamiento y, por ende, tener un impacto negativo en el componente. Además, un test hi–pot solo puede detectar defectos que ya están presentes.
Por otro lado, la prueba de descarga parcial es un método no destructivo para evaluar la condición de aislamiento de equipos eléctricos. Esta alternativa fiable y más sensible detecta de manera eficaz el más mínimo punto débil en el sistema de aislamiento.
Las descargas parciales se suelen producir mucho antes de que se manifieste un defecto en el aislamiento. Por lo tanto, las medidas soportan la evaluación de la calidad de la muestra y ayudan en la toma de decisiones estratégicas con respecto a la reparación o la sustitución oportunas del transformador antes de que el equipo falle.
Cómo funciona la prueba de descarga parcial
Las pruebas de descarga parcial examinan la distribución de la carga en una sección aislada durante un ciclo de ionización y permiten una predicción más precisa de las posibles roturas. No obstante, las señales que indican una descarga parcial son relativamente débiles. En la medida, se aplica una tensión definida a la sección aislada.
Esto también aumenta todos los defectos. Una vez que se ha alcanzado la tensión de aislamiento (Ui), el defecto se ioniza y, por lo tanto, se produce un cortocircuito. Cuando la tensión a través del defecto cae por debajo del voltaje de extinción (Ue), cesa la ionización. A lo largo de este proceso, la carga se redistribuye en el interior de la sección aislada. Esto se conoce como descarga parcial. Si la tensión de CA aplicada es lo suficientemente grande, el ciclo de descarga parcial se repite muchas veces. La actividad de descarga parcial aumenta con el tiempo y puede provocar daños irreversibles en los sistemas de aislamiento e, incluso, la ruptura dieléctrica.
La carga total redistribuida en la sección aislada es un indicador muy bueno del número de fallos y la probabilidad de que se produzca uno. Si el límite para la prueba de descarga parcial se configura “bajo”, lo más probable es que no ocurra un fallo de alta tensión a lo largo de toda la vida útil del componente. El test de descarga parcial se utiliza para determinar la máxima capacidad de aislamiento de ruptura dieléctrica del componente y la capacidad de aislamiento continuo para un escenario de uso real del propio componente.
Las pruebas y las configuraciones de test dependen del tipo de equipo a medir y del estándar según el cual se va a llevar a cabo la medición de descargas parciales.
