La prueba de resistencia de devanado mide con corriente continua la resistencia del primario y de cada secundario de un transformador de tensión (PT) y la compara, corregida por temperatura, con fábrica, entre fases y con el historial. Detecta devanados abiertos, conexiones flojas o con alta resistencia y, en algunos casos, espiras en cortocircuito. En un PT capacitivo normalmente solo se miden los secundarios.
Un transformador de tensión (PT, también llamado transformador de voltaje o VT) alimenta las protecciones de distancia, direccionales, de tensión y de frecuencia, además de la medición de energía. Si uno de sus devanados tiene una conexión floja o una espira abierta, la tensión que llega al relé o al medidor deja de ser confiable. La prueba de resistencia de devanado es la forma directa de revisar el camino de corriente de cada devanado sin desarmar el equipo.
El principio es el mismo que en un transformador de potencia o en un CT; esta guía se centra en lo particular de los PT, que es bastante, y en cómo se cruza con la prueba de relación de transformación.
Qué es la prueba
Se hace circular una corriente continua por el devanado y se mide la caída de tensión en sus extremos. En los secundarios se usa conexión a cuatro hilos, porque su resistencia es tan baja que la de los cables cambiaría el resultado. El valor se corrige a la temperatura de referencia y se compara.
Lo que la hace distinta en un PT es la diferencia enorme entre devanados:
- Primario: muchas espiras de alambre delgado, porque debe soportar la tensión de la red con poca corriente. En un PT de alta tensión su resistencia puede llegar a miles de ohmios.
- Secundarios: pocas espiras de conductor más grueso, con resistencias desde fracciones de ohmio hasta unos pocos ohmios. Un PT puede tener dos o tres secundarios, por ejemplo uno para medida, uno para protección y uno residual en delta abierta.
Por eso el primario y los secundarios se miden con rangos y corrientes distintos. En el primario la corriente debe ser pequeña para no calentarlo, y la lectura tarda más en estabilizarse por su inductancia alta.
Por qué se hace
- Para confirmar la integridad del devanado en la recepción y la puesta en servicio, antes de que el PT alimente protecciones.
- Para diagnosticar cuando otra prueba sale anormal: una relación fuera de tolerancia, un factor de potencia alto, un análisis de aceite con gases o una tensión secundaria que no cuadra en servicio.
- Para tener una referencia contra la cual comparar en el mantenimiento.
Qué detecta
| Hallazgo | Causa probable |
|---|---|
| Resistencia infinita o muy alta | Devanado abierto, fusible primario interno fundido (si el diseño lo tiene) o pinza sin contacto |
| Mayor que fábrica o que las otras fases | Conexión floja, borne corroído, soldadura defectuosa |
| Menor que la referencia | Espiras en cortocircuito, que se confirman con relación y corriente de excitación |
| Lectura inestable | Corriente mal elegida, contacto flojo o tensión inducida desde equipos cercanos |
Una resistencia secundaria más alta de lo normal también aumenta la caída de tensión dentro del PT cuando se conecta la carga, lo que afecta la exactitud.
Inductivo y capacitivo
En un PT inductivo se puede medir el primario entre su borne de línea y el borne de neutro, además de cada secundario. Hay que tener presente que el borne de neutro del primario va a tierra en servicio y que el devanado primario no tolera corrientes altas.
En un PT capacitivo (CVT) el primario no es accesible como un devanado: un divisor capacitivo baja la tensión y una unidad electromagnética interna hace la transformación final. En campo normalmente solo se miden los secundarios, y lo demás se evalúa con pruebas propias del divisor, como capacitancia y factor de potencia, según indique el fabricante. Las diferencias entre ambos tipos están en transformador de tensión inductivo y transformador de tensión capacitivo.
A qué niveles aplica
La prueba se hace en PT de media tensión, en celdas y tableros industriales, y en PT de alta y extra alta tensión en subestaciones. En media tensión los PT suelen tener fusibles primarios externos que conviene revisar al mismo tiempo, porque un fusible abierto se confunde con un devanado abierto. En alta y extra alta tensión los PT capacitivos son frecuentes, y con ellos cambia lo que se puede medir.
Normas y qué exigen
- IEC 61869-1 e IEC 61869-3 definen los requisitos generales de los transformadores de medida y los particulares de los PT inductivos; IEC 61869-5 trata los capacitivos. Su interés principal es la exactitud y el aislamiento, no la resistencia de devanado como criterio de aceptación.
- IEEE C57.13 es el equivalente IEEE para transformadores de medida.
- La corrección por temperatura es la misma que se usa en transformadores de potencia: IEEE C57.12.90 usa la constante 234,5 para el cobre y las normas IEC usan 235.
No existe una tabla normativa de «resistencia aceptable» para un PT: el criterio es comparar con el protocolo de fábrica, entre fases y con el historial.
Cómo se interpretan los resultados
- Se corrige cada valor a la temperatura de referencia del protocolo, con la temperatura real del PT o la del aceite si estuvo desenergizado el tiempo suficiente.
- Se compara con fábrica: diferencias pequeñas se explican por la temperatura y la exactitud de los instrumentos.
- Se compara entre fases, en un banco de tres PT iguales, y con mediciones anteriores.
- Se cruza con otras pruebas: relación, resistencia de aislamiento y análisis de aceite si el PT es en aceite.
Una diferencia clara entre fases o un cambio respecto al historial no condena el PT por sí solo, pero indica que hay que revisar bornes, conexiones y, si persiste, consultar al fabricante.
Qué puede falsear la medición
- Comparar valores sin corregir por temperatura.
- Medir los secundarios a dos hilos y sumar la resistencia de los cables.
- Calentar el primario con una corriente alta.
- Medir con el cableado de carga conectado, que pone en paralelo relés y medidores.
- No esperar a que la lectura se estabilice.
Tras la prueba el núcleo puede quedar con magnetismo remanente, algo a tener en cuenta si luego se miden relación o polaridad.
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Referencias
- IEC 61869-1, Instrument transformers – Part 1: General requirements.
- IEC 61869-3, Instrument transformers – Part 3: Additional requirements for inductive voltage transformers.
- IEC 61869-5, Instrument transformers – Part 5: Additional requirements for capacitor voltage transformers.
- IEEE Std C57.13, Standard Requirements for Instrument Transformers.
- IEEE Std C57.12.90, Standard Test Code for Liquid-Immersed Distribution, Power, and Regulating Transformers.
Preguntas frecuentes
¿Por qué hay que corregir la resistencia por temperatura?
Porque la resistencia del cobre cambia con la temperatura. Antes de comparar con fábrica, entre fases o con el historial, cada valor se lleva a la temperatura de referencia del protocolo.
¿Existe una resistencia aceptable según la clase de exactitud del PT?
No. La resistencia no depende de la clase de exactitud; se compara con el valor de fábrica, entre las tres fases y con mediciones anteriores del mismo PT.
¿Por qué no se debe abrir el circuito mientras circula corriente?
La energía almacenada en la inductancia del devanado produce una sobretensión peligrosa al interrumpir la corriente. El circuito se abre solo cuando el equipo terminó de descargar, y luego el devanado se pone a tierra.