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Los transformadores de tipo seco ocupan un lugar singular en la distribuci\u00f3n de energ\u00eda. Rara vez son el elemento m\u00e1s llamativo de una subestaci\u00f3n; sin embargo, a menudo constituyen la \u00faltima barrera entre el suministro de la compa\u00f1\u00eda el\u00e9ctrica y un edificio lleno de personas, equipos electr\u00f3nicos sensibles o una l\u00ednea de producci\u00f3n que no puede permitirse una interrupci\u00f3n del servicio. A diferencia de las unidades ba\u00f1adas en aceite, estas sustituyen el aceite mineral \u2014el medio refrigerante y aislante habitual\u2014 por aire y aislamiento s\u00f3lido, generalmente resina fundida o papel impregnado a presi\u00f3n de vac\u00edo. Esa \u00fanica diferencia condiciona todo lo que sucede aguas abajo: el comportamiento ante incendios, el cumplimiento de normativas medioambientales y, sobre todo, la forma en que se somete a prueba el transformador a lo largo de su vida \u00fatil.<\/p>\n
Las pruebas no constituyen un evento \u00fanico. Se trata de un proceso escalonado que comienza antes de que la unidad salga de f\u00e1brica y contin\u00faa durante la puesta en servicio y el mantenimiento peri\u00f3dico. Las pruebas aplicables dependen del dise\u00f1o, la clase de tensi\u00f3n y la norma vigente; las m\u00e1s habituales son la IEC 60076-11 o la IEEE C57.12.01. Independientemente de la norma, las pruebas se clasifican en tres grupos: pruebas de rutina que debe superar toda unidad, pruebas de tipo que validan un dise\u00f1o y pruebas especiales destinadas a verificar requisitos o aspectos espec\u00edficos.<\/p>\n
1. Pruebas de rutina: los requisitos ineludibles<\/strong><\/p>\n Las pruebas de rutina se realizan en todos los transformadores antes de su expedici\u00f3n. Constituyen la evidencia fundamental de que la unidad se ha fabricado correctamente y funciona seg\u00fan lo previsto. La lista que figura a continuaci\u00f3n se basa en la norma IEC 60076-11 y tiene su equivalente en las normas IEEE.<\/p>\n Dos de estos aspectos merecen una menci\u00f3n especial. La impedancia y las p\u00e9rdidas por carga se miden cortocircuitando un devanado y aplicando una tensi\u00f3n reducida al otro; posteriormente, se calcula la impedancia a partir de la tensi\u00f3n, la corriente y la potencia. El resultado determina el comportamiento del transformador en condiciones de falla y su capacidad para compartir la carga con otras unidades cercanas. Las p\u00e9rdidas y la corriente en vac\u00edo se miden energizando un devanado a la tensi\u00f3n nominal y dejando el otro en circuito abierto; la potencia consumida corresponde esencialmente a las p\u00e9rdidas en el n\u00facleo, constituyendo el indicador m\u00e1s claro de la calidad del acero del mismo. Una unidad con p\u00e9rdidas en vac\u00edo anormalmente altas opera a mayor temperatura y genera mayores costos operativos a lo largo de su vida \u00fatil.<\/p>\n Las descargas parciales (DP) requieren especial atenci\u00f3n en las unidades de tipo seco. Las DP consisten en descargas microsc\u00f3picas que ocurren en el interior de cavidades o en los bordes del aislamiento; act\u00faan tanto como s\u00edntoma como causa de degradaci\u00f3n. Un transformador puede superar una prueba de soportabilidad y, aun as\u00ed, presentar un defecto de DP que derive en una falla durante su operaci\u00f3n posterior. En los dise\u00f1os de resina fundida, el l\u00edmite aceptado es bajo \u2014alrededor de 10 pC o menos\u2014, raz\u00f3n por la cual la medici\u00f3n de DP se ha convertido en un procedimiento est\u00e1ndar en lugar de opcional.<\/p>\n La secuencia concluye con la medici\u00f3n de la resistencia de aislamiento \u2014a menudo acompa\u00f1ada del c\u00e1lculo del \u00edndice de polarizaci\u00f3n para detectar humedad\u2014, adem\u00e1s de verificaciones del aislamiento y pruebas funcionales de los accesorios: sensores de temperatura, ventiladores y cambiadores de tomas, cuando est\u00e1n instalados.<\/p>\n 2. Ensayos de tipo: Validaci\u00f3n del dise\u00f1o<\/strong><\/p>\n Los ensayos de tipo no se realizan en todas las unidades. Se llevan a cabo sobre una muestra representativa para demostrar que el dise\u00f1o cumple con las especificaciones de rendimiento; por lo general, las unidades de producci\u00f3n basadas en un dise\u00f1o ya cualificado no se someten nuevamente a estos ensayos.<\/p>\n El m\u00e1s exigente es la prueba de aumento de temperatura. Es m\u00e1s importante para los transformadores secos que para cualquier otro tipo, ya que la vida \u00fatil del aislamiento est\u00e1 directamente relacionada con la temperatura de operaci\u00f3n. La unidad se opera a carga nominal \u2014a veces con sobrecarga especificada\u2014 hasta alcanzar el equilibrio t\u00e9rmico, lo que puede llevar muchas horas. La temperatura del devanado se mide con sensores integrados o mediante el m\u00e9todo de resistencia, en el que el aumento de la resistencia del devanado se convierte en una temperatura promedio del devanado. El aumento debe permanecer dentro del l\u00edmite de la clase de aislamiento \u2014por ejemplo, 100 K para la clase F en condiciones nominales. La prueba valida tanto el dise\u00f1o t\u00e9rmico como la disposici\u00f3n de refrigeraci\u00f3n.<\/p>\n La prueba de impulso de rayo es el segundo pilar, aunque para aplicaciones cr\u00edticas a veces se aplica como prueba rutinaria. Se aplica una forma de onda est\u00e1ndar de 1,2\/50 \u00b5s a cada terminal de alto voltaje y se registran las trazas de voltaje y corriente resultantes. Cualquier desviaci\u00f3n de la forma de onda esperada \u2014por ejemplo, un colapso repentino en el voltaje\u2014 indica una ruptura en alguna parte del devanado. La prueba de impulso es m\u00e1s exigente para los dise\u00f1os de tipo seco, ya que el aislamiento s\u00f3lido se comporta de manera diferente al aceite, pero sigue siendo la mejor evidencia de la capacidad de resistencia a sobretensiones.<\/p>\n La determinaci\u00f3n del nivel sonoro ha cobrado importancia a medida que los transformadores de tipo seco se instalan m\u00e1s cerca de zonas ocupadas por personas. Una unidad que emite un zumbido de 65 dB en una sala el\u00e9ctrica dedicada es una cosa; esa misma unidad situada junto a una sala de hospital o una oficina de planta abierta es otra muy distinta. Se mide la presi\u00f3n sonora en puntos espec\u00edficos alrededor del transformador operando a tensi\u00f3n nominal, tanto para confirmar el nivel garantizado como para detectar fuentes de ruido an\u00f3malas.<\/p>\n 3. Pruebas especiales: cuando la norma no es suficiente<\/strong><\/p>\n Las pruebas especiales no son ni de rutina ni de exigencia universal. Se llevan a cabo cuando el comprador las especifica, cuando la aplicaci\u00f3n lo requiere o cuando las pruebas de rutina y de tipo dejan alguna duda sin resolver.<\/p>\n La prueba de resistencia a cortocircuitos es la m\u00e1s rigurosa. Se cortocircuita un devanado mientras se aplica la tensi\u00f3n nominal al otro; las corrientes resultantes multiplican varias veces la corriente nominal y las fuerzas electromagn\u00e9ticas en el interior de los devanados son enormes. La prueba demuestra que los devanados y su estructura de soporte resisten sin sufrir deformaciones ni da\u00f1os en el aislamiento. Es especialmente relevante para las unidades de tipo seco, ya que el aislamiento s\u00f3lido carece de la capacidad de autorregeneraci\u00f3n propia del aceite. Un devanado que se desplaza ligeramente debido a las fuerzas de cortocircuito puede no fallar de inmediato, pero la tensi\u00f3n mec\u00e1nica residual en el aislamiento conduce a un fallo prematuro.<\/p>\n El an\u00e1lisis de respuesta en frecuencia (FRA) se ha convertido en una t\u00e9cnica de diagn\u00f3stico est\u00e1ndar para evaluar la integridad mec\u00e1nica. Se inyecta un rango de frecuencias en un devanado y se mide la respuesta en otro, generando una \u00abhuella\u00bb o firma que refleja la geometr\u00eda f\u00edsica de los devanados y del n\u00facleo. Al compararla con una referencia inicial de f\u00e1brica o una medici\u00f3n anterior, dicha firma revela deformaciones en los devanados, desplazamientos del n\u00facleo u otros cambios mec\u00e1nicos invisibles para las pruebas el\u00e9ctricas convencionales. El FRA resulta especialmente valioso tras una falta pasante o despu\u00e9s de una manipulaci\u00f3n brusca durante el transporte.<\/p>\n Cuando una unidad est\u00e1 destinada a un entorno hostil o inusual, pueden especificarse ensayos clim\u00e1ticos, ambientales y de comportamiento ante el fuego. La norma IEC 60076-11 define las clasificaciones que figuran a continuaci\u00f3n.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Los transformadores de tipo seco ocupan un lugar singular en la distribuci\u00f3n de energ\u00eda. 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\n Ensayo<\/strong><\/td>\n Qu\u00e9 comprueba<\/strong><\/td>\n Criterio de aceptaci\u00f3n t\u00edpico<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n \n Resistencia de los devanados<\/td>\n Continuidad de los conductores, calidad de las uniones, conexi\u00f3n correcta de las tomas<\/td>\n Se mide en cada toma; desviaci\u00f3n entre fases dentro de unos pocos puntos porcentuales<\/td>\n<\/tr>\n \n Relaci\u00f3n de transformaci\u00f3n y desplazamiento de fase<\/td>\n Que el equipo entrega la tensi\u00f3n solicitada y que el grupo vectorial (p. ej. Dyn11) es correcto para el funcionamiento en paralelo<\/td>\n Se mide en cada toma; relaci\u00f3n dentro de la tolerancia de la norma IEC 60076-1 (normalmente \u00b10,5 %)<\/td>\n<\/tr>\n \n Impedancia de cortocircuito y p\u00e9rdidas de carga<\/td>\n Limitaci\u00f3n de la corriente de defecto, reparto de carga y p\u00e9rdidas I\u00b2R m\u00e1s p\u00e9rdidas adicionales<\/td>\n Impedancia dentro de \u00b110 % del valor garantizado; p\u00e9rdidas de carga dentro de lo garantizado<\/td>\n<\/tr>\n \n P\u00e9rdidas en vac\u00edo y corriente de vac\u00edo<\/td>\n Calidad de la chapa magn\u00e9tica, apriete del n\u00facleo y corriente magnetizante<\/td>\n Dentro de la garant\u00eda; normalmente tolerancia de +15 % en p\u00e9rdidas en vac\u00edo<\/td>\n<\/tr>\n \n Tensi\u00f3n aplicada de fuente separada (AV)<\/td>\n Integridad del aislamiento principal respecto a tierra y entre devanados<\/td>\n Un minuto al nivel de ensayo especificado sin perforaci\u00f3n<\/td>\n<\/tr>\n \n Tensi\u00f3n inducida (IV \/ ACSD)<\/td>\n Aislamiento entre espiras y entre capas, que el ensayo de fuente separada no somete plenamente a esfuerzo<\/td>\n Sin perforaci\u00f3n al nivel de tensi\u00f3n inducida<\/td>\n<\/tr>\n \n Descargas parciales (DP)<\/td>\n Huecos, delaminaci\u00f3n o puntos d\u00e9biles en el aislamiento de resina moldeada<\/td>\n Normalmente \u2264 10 pC para dise\u00f1os de resina moldeada<\/td>\n<\/tr>\n \n Resistencia de aislamiento e \u00edndice de polarizaci\u00f3n<\/td>\n Contenido de humedad y estado general del sistema de aislamiento<\/td>\n Relaci\u00f3n y valores absolutos seg\u00fan IEEE 43 o el l\u00edmite del fabricante<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n