Un análisis de gases disueltos (DGA) con valores elevados indica que algo dentro del transformador está generando gas: un arco (acetileno), una falla térmica (metano y etileno), descargas parciales (hidrógeno) o el papel degradándose (CO y CO2). Antes de concluir hay que descartar un error de muestreo y la contaminación desde el cambiador de tomas. Lo que más pesa en la decisión es la velocidad de aumento, no un valor aislado.
Síntoma
El laboratorio entrega un análisis de gases disueltos (DGA) con uno o varios gases por encima de los valores típicos, o el monitor en línea da una alarma de hidrógeno o de gases combustibles. El transformador sigue en servicio, sin disparos ni alarmas de temperatura, y hay que decidir: ¿es un problema real, qué tan urgente es y qué se hace?
Cuando el aceite o el papel aislante se someten a esfuerzos térmicos o eléctricos, se descomponen y forman gases que quedan disueltos en el aceite. El tipo de gas depende de la energía de la falla. Como resume la guía de análisis de aceite dieléctrico: hidrógeno indica descargas parciales; metano, etano y etileno, sobrecalentamiento; acetileno, arcos; CO y CO2, degradación del papel. IEEE C57.104-2019 e IEC 60599 son las guías de interpretación.
Causas posibles, de la más a la menos probable
| Causa | Por qué ocurre | Qué la delata |
|---|---|---|
| Falla térmica en conexiones o en el núcleo | Conexiones internas flojas, contactos del cambiador sin carga, corrientes circulantes por una puesta a tierra adicional del núcleo, flujo disperso | Metano y etileno en aumento; etileno dominante a mayor temperatura |
| Degradación del papel | Sobrecarga, refrigeración deficiente, punto caliente en devanados | CO y CO2 en aumento, a menudo junto con gases térmicos |
| Contaminación desde el cambiador de tomas | Fuga entre el compartimento del ruptor y el tanque principal | Acetileno e hidrógeno que crecen con las operaciones del cambiador |
| Descargas parciales | Humedad, burbujas, aislamiento dañado o bordes con campo concentrado | Hidrógeno dominante con poco de otros gases |
| Gasificación parásita o residuos | Aceite que gasifica a temperatura normal, gases de soldaduras o de un tratamiento reciente | Hidrógeno y etano en un equipo nuevo o recién intervenido, que se estabilizan |
| Arco interno | Falla entre espiras, descarga a tierra, contacto que se abre bajo carga | Acetileno en aumento rápido; a veces gas en el relé Buchholz |
| Error de muestreo o de laboratorio | Burbujas, exposición a la luz, demora en el análisis, recipiente inadecuado | Resultado que no se repite en una nueva muestra |
Qué revisar primero
- Repita la muestra con el procedimiento correcto y en el plazo que fije el laboratorio. El tiempo, la luz y las burbujas alteran los gases, sobre todo el hidrógeno.
- Tendencia: compare con los análisis anteriores del mismo transformador. La velocidad de aumento pesa más que un valor aislado.
- Historia reciente: sobrecargas, fallas pasantes, operaciones del cambiador, reparaciones o tratamiento del aceite.
- Cambiador de tomas: si es de tipo que comparte o puede filtrar aceite al tanque principal, analice también su aceite. Ver cambiador de tomas bajo carga.
- Otras señales: temperaturas, gas en el Buchholz, alarmas del monitoreo en línea.
- ¿Hay acetileno en la muestra confirmada?
- Sí¿Puede venir del compartimento del cambiador de tomas?
- SíCompare con el aceite del cambiador y revise la hermeticidad entre compartimentos
- NoPosible arco interno: muestreo frecuente, pruebas eléctricas y evaluación de la salida de servicio
- No¿Qué gas predomina?
- Metano y etilenoFalla térmica: conexiones, núcleo o refrigeración
- HidrógenoDescargas parciales o gasificación parásita: confirme con pruebas
- CO y CO2Degradación del papel por temperatura o sobrecarga
Cómo se confirma
- Interpretación completa según IEEE C57.104 o IEC 60599: niveles, velocidad de aumento y métodos de relaciones o gráficos (triángulos y pentágonos de Duval) para clasificar el tipo de falla. Para una primera lectura de su análisis puede usar nuestro software gratuito de interpretación de gases DGA.
- Muestreo más frecuente o un monitor en línea mientras se decide, para medir la velocidad real.
- Pruebas eléctricas al transformador: resistencia de devanados (conexiones y contactos), corriente de excitación, factor de potencia y tangente delta, aislamiento del núcleo a tierra y, si se sospecha de descargas, descargas parciales.
- Termografía del tanque y de los bujes, que puede mostrar calentamientos por flujo disperso o conexiones.
- Inspección interna cuando las pruebas no son concluyentes y el aumento continúa.
Cómo evitar que se repita
- Tome una muestra de referencia al energizar y después de cada intervención importante.
- Defina la frecuencia de muestreo según la criticidad del transformador y aumente la frecuencia cuando haya tendencia.
- Controle la carga y la refrigeración con los indicadores de temperatura y las guías de carga.
- Mantenga la hermeticidad del compartimento del cambiador y su mantenimiento por número de operaciones.
- Use un laboratorio con métodos según IEC 60567 para la extracción y el análisis de gases.
Qué no hacer
- No decida con una sola muestra. Confirme y mida la tendencia.
- No ignore el acetileno aunque esté por debajo de los valores típicos si aparece por primera vez o crece.
- No reenergice después de un disparo del Buchholz sin analizar el gas y el aceite. Ver disparo del Buchholz o presión súbita.
- No desgasifique el aceite sin antes entender la causa: borra la evidencia y el gas vuelve si la falla sigue.
Cuándo llamarnos
Si el DGA de su transformador salió alto y necesita saber si hay una falla y dónde, hacemos las pruebas al transformador de potencia que confirman o descartan cada causa: resistencia de devanados, excitación, factor de potencia, aislamiento del núcleo y relación. Trabajamos con transformadores de media, alta y extra alta tensión, en subestaciones e industria. Escríbanos.
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Referencias
- IEEE C57.104-2019, Guide for the Interpretation of Gases Generated in Mineral Oil-Immersed Transformers.
- IEC 60599, Mineral oil-filled electrical equipment in service – Guidance on the interpretation of dissolved and free gases analysis.
- IEC 60567, Oil-filled electrical equipment – Sampling of free gases and analysis of free and dissolved gases in mineral oils and other insulating liquids.
- IEC 60422, Mineral insulating oils in electrical equipment – Supervision and maintenance guidance.
Preguntas frecuentes
¿Qué gas indica una falla grave en el transformador?
El acetileno es el que más preocupa, porque se forma sobre todo en arcos. Pero también puede venir del compartimento del cambiador de tomas si su aceite pasa al tanque principal, y en cantidades pequeñas aparece en fallas térmicas de muy alta temperatura. Lo decisivo es si aumenta y a qué velocidad.
¿Un DGA alto obliga a sacar el transformador de servicio?
No por sí solo. IEEE C57.104 evalúa el nivel de cada gas, su velocidad de aumento y el tipo de falla. Un valor alto y estable puede deberse a un evento antiguo; un aumento rápido, sobre todo de acetileno, exige una decisión pronta, normalmente con muestreo más frecuente y pruebas eléctricas.
¿Por qué un transformador nuevo muestra gases sin tener falla?
Algunos aceites generan gases a temperaturas normales de operación sin que exista una falla, fenómeno conocido como gasificación parásita (stray gassing), con predominio de hidrógeno y etano. También pueden quedar gases de soldaduras o de tratamientos del aceite. Por eso la primera muestra sirve como referencia y se sigue la tendencia.