El OMICRON DIRANA es un analizador de respuesta dieléctrica que determina la humedad en el papel y el cartón de transformadores sin tomar muestras de aceite. Combina espectroscopia en el dominio de la frecuencia (FDS) con una medición en el dominio del tiempo (PDC+) y entrega además la conductividad del aceite, el factor de potencia, la capacitancia y la resistencia de aislamiento.
Qué es y dónde se usa
El OMICRON DIRANA es un equipo de respuesta dieléctrica pensado para saber cuánta agua tiene el aislamiento de papel y cartón de un transformador. La humedad es uno de los parámetros que más condicionan la vida remanente de un transformador: llega por el envejecimiento del propio papel o entra por sellos con fugas y por la respiración, y baja la rigidez dieléctrica y acelera el envejecimiento. Conocerla permite mantener según la condición del equipo y comprobar si un transformador nuevo realmente quedó seco.
Se usa en transformadores de potencia de subestaciones y de plantas industriales, de media, alta y extra alta tensión. La técnica en sí, qué mide y cómo se interpreta, está en la guía de respuesta dieléctrica en frecuencia. Aquí se describe el equipo. El DIRANA es de uso frecuente en nuestras pruebas de transformadores.
Variantes y alcance
| Aplicación | Qué hace el DIRANA | Observación |
|---|---|---|
| Transformadores de potencia | Humedad en celulosa y conductividad del aceite | Con aceite mineral, éster natural o éster sintético, y también en equipos con aire o vacío |
| Transformadores de medida | Los mismos resultados | El fabricante los lista entre los activos más probados |
| Bujes | Diagnóstico por respuesta dieléctrica | El fabricante lo indica como activo de uso común |
| Máquinas rotativas, bujes de papel resinado y cables | Medición dieléctrica para diagnóstico | Aplicación adicional declarada por OMICRON |
No hay variantes de modelo con otro nombre: el DIRANA se ofrece como un equipo único, operado con el software Primary Test Manager.
Cómo mide
El DIRANA combina dos métodos y toma lo mejor de cada uno:
- Espectroscopia en el dominio de la frecuencia (FDS): mide el factor de potencia del aislamiento en una banda de frecuencia amplia. Es rápida y exacta en las frecuencias altas, hasta 0,1 Hz, pero lenta en las bajas.
- Corriente de polarización y despolarización (PDC+): usa un escalón de tensión continua para medir todas las frecuencias a la vez, aunque solo sirve para frecuencias bajas. El «+» corresponde a una versión avanzada que acorta el tiempo y mejora la inmunidad al ruido.
El equipo usa FDS para el espectro alto y PDC+ para las frecuencias por debajo de 0,1 Hz, y determina el rango de frecuencias de cada medición de forma automática, de modo que se mide exactamente lo necesario. OMICRON declara una frecuencia mínima de 10 µHz, la más baja disponible para el análisis de transformadores según el fabricante, y tiempos de 30 minutos a 1 hora 45 minutos para recorrer de 1 kHz a 10 µHz, frente a más de un día con la FDS convencional.
La curva resultante lleva información útil: las frecuencias muy bajas reflejan la humedad del aislamiento sólido y la posición de la pendiente en el rango medio indica la conductividad del líquido. El software compara la curva con curvas modelo y calcula el contenido de agua de la celulosa. El fabricante indica que el método está avalado por CIGRE.
Resultados que entrega
Una sola medición entrega, según el folleto del fabricante:
- el contenido de agua del papel y la conductividad del aceite;
- el factor de potencia o de disipación a frecuencia industrial;
- la capacitancia;
- la resistencia de aislamiento y los índices de polarización (PI) y de absorción dieléctrica (DAR).
Esto permite saber si un valor alto de factor de potencia se debe al agua, al aceite deteriorado o a los bujes, o a otros factores como hollín, azufre corrosivo o puntos carbonizados. La evaluación sigue las categorías de humedad de IEC 60422, la guía de supervisión y mantenimiento de aceites aislantes minerales en equipos eléctricos, o criterios definidos por el usuario. OMICRON afirma que el DIRANA compensa la influencia de los subproductos del envejecimiento para no sobrestimar el agua de transformadores viejos.
Características del equipo
Datos declarados por OMICRON en su folleto:
| Dato | Valor declarado |
|---|---|
| Tensión de medición | 200 V pico |
| Corriente continua máxima de salida | 50 mA pico |
| Medición PDC+ | Rango de ±10 mA |
| Masa del equipo / del maletín completo | 2,3 kg / 20 kg |
| Alimentación | 85 a 265 V, 50 a 60 Hz |
| Temperatura de operación | −10 °C a +55 °C |
El conjunto viene en un solo maletín con abrazaderas y conexiones de guarda integradas. En un transformador de potencia, la salida se conecta al devanado de alta, la entrada al de baja y la guarda al tanque, para medir el aislamiento que queda entre ambos devanados. Los parámetros se fijan de forma automática a partir de los datos de placa y el usuario solo ingresa la temperatura del aceite.
Software e integración
El DIRANA se opera con Primary Test Manager (PTM), que ofrece una base de datos de ubicaciones, activos y trabajos, plantillas de prueba, diagramas de conexión, análisis automático de humedad y de aceite, comparación entre mediciones del mismo activo o de otros, e informes con el logotipo de la empresa. PTM también gestiona otras pruebas de transformador, como SFRA, reactancia de dispersión, corriente de excitación y resistencia de devanados. Las mediciones hechas con el software anterior se pueden importar.
Cuidados y errores que falsean la lectura
- Temperatura del aceite mal ingresada. Es el único dato que el usuario debe aportar y el análisis depende de él; se toma con el transformador estable y no recién energizado ni recién desenergizado.
- Conexión con corrientes de fuga ajenas. Las pantallas y la guarda existen para desviar corrientes capacitivas y resistivas no deseadas; una guarda mal conectada altera el factor de potencia y la capacitancia.
- Interferencia de la subestación. El folleto indica una interferencia admisible de 50/60 Hz de hasta 10 mA (relación señal/ruido 1:10); una medición en un patio energizado puede exigir más tiempo o repetirse.
- Comparar sin condiciones iguales. Las tendencias entre mediciones se leen con el mismo método de conexión y con la temperatura corregida.
- Aceite muy envejecido. Los subproductos del envejecimiento desplazan la curva y pueden confundirse con humedad; el software los compensa, pero el resultado se contrasta con el análisis del aceite.
Dudas técnicas frecuentes
- Manual y software: el manual y las actualizaciones los entrega OMICRON a sus clientes; esta ficha se limita a lo que el fabricante declara en su folleto público.
- Efecto de la temperatura: el análisis compensa la temperatura, la geometría del aislamiento, la conductividad del aceite y los subproductos del envejecimiento. Aun así, el dato de temperatura del aceite que se ingresa debe ser confiable.
- Cuándo se hace: en la puesta en servicio de un transformador nuevo, para comprobar su secado; en el mantenimiento, para decidir si se requiere secado o cambio de aceite; y después de eventos que puedan haber introducido humedad.
- Cómo se relaciona con el análisis de gases: la humedad y los gases disueltos responden preguntas distintas; vea análisis de aceite dieléctrico y la herramienta gratuita de interpretación de gases disueltos.
Cómo le ayudamos
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Referencias
- IEC 60422, guía de supervisión y mantenimiento de aceites minerales aislantes en equipos eléctricos.
- IEEE Std C57.161-2018, Guide for Dielectric Frequency Response Test.
- CIGRE Technical Brochure 254 (2004), Dielectric response methods for diagnostics of power transformers.
- CIGRE Technical Brochure 349 (2008), Moisture equilibrium and moisture migration within transformer insulation systems.
- OMICRON, folleto «DIRANA: the fastest way of moisture determination of power and instrument transformers and condition assessment of rotating machines» (inglés).
Preguntas frecuentes
¿Para qué sirve el OMICRON DIRANA?
Para estimar el contenido de agua en el aislamiento sólido (papel y cartón) de transformadores de potencia y de medida, y la conductividad del líquido aislante, sin tomar una muestra de aceite. La medición también entrega el factor de potencia a frecuencia industrial, la capacitancia y la resistencia de aislamiento.
¿Por qué no basta con medir el agua en el aceite?
Porque la mayor parte del agua de un transformador está en la celulosa, no en el aceite, y el reparto entre ambos depende de la temperatura. Una muestra de aceite da el agua del líquido en ese momento; la respuesta dieléctrica mide el aislamiento sólido directamente. Por eso suelen usarse juntas.
¿El DIRANA también sirve para otros equipos además del transformador de potencia?
Según el fabricante, se usa con transformadores de potencia y de medida y con bujes, y la medición dieléctrica también está disponible para el diagnóstico de máquinas rotativas, bujes de papel impregnado en resina, bujes aislados con papel resinado o con resina sintética y cables.