La prueba de resistencia de devanados mide con corriente continua la resistencia óhmica de cada devanado de un transformador de potencia, de un transformador de tensión (PT) o de corriente (CT). Corregida por temperatura y comparada con fábrica, entre fases y con el historial, revela conexiones flojas, contactos del cambiador de tomas desgastados, conductores rotos y espiras en cortocircuito.
La resistencia de devanados es una de las pruebas más sencillas y más útiles de un transformador. Con corriente continua se mide la resistencia óhmica de cada devanado y se compara con la de fábrica, entre fases y con mediciones anteriores. No mide el aislamiento: mide el camino de corriente, es decir, el conductor, sus uniones, los bornes y los contactos del cambiador de tomas. Se aplica a transformadores de potencia, de distribución, de tensión (PT) y de corriente (CT), en subestaciones e industria de baja, media, alta y extra alta tensión.
Qué es la prueba de resistencia de devanados
Se hace circular una corriente continua estable por el devanado y se mide la caída de tensión en sus extremos, con conexión a cuatro hilos para que la resistencia de los cables no entre en la medición. La relación entre tensión y corriente es la resistencia del devanado.
La dificultad está en que un devanado es una inductancia grande. Al aplicar la corriente continua, la corriente tarda en estabilizarse, más cuanto más grande es el transformador, y la lectura solo es válida cuando la corriente y la tensión dejaron de cambiar. Por eso los equipos de prueba usan fuentes que saturan el núcleo y aceleran la estabilización. Por la misma razón, el devanado almacena energía, que debe descargarse de forma controlada al terminar.
Por qué se hace
La resistencia sirve para dos propósitos distintos:
- Diagnóstico del camino de corriente. Un aumento de resistencia en una fase o en una posición del cambiador indica un punto de contacto malo, que con carga se calienta, genera gases en el aceite y puede terminar en falla.
- Dato de cálculo. La resistencia medida en fábrica se usa para separar las pérdidas en carga y para estimar la temperatura media del devanado en el ensayo de calentamiento. En los CT, la resistencia del secundario es un dato que la protección necesita para saber si el CT se saturará con la carga conectada.
Qué defectos detecta
| Hallazgo | Causa probable |
|---|---|
| Resistencia más alta en una fase | Conexión floja en bornes o en salidas internas, soldadura defectuosa, hebras rotas |
| Más alta solo en algunas tomas | Contactos del cambiador de tomas desgastados, con carbón o con presión baja |
| Resistencia infinita o muy alta | Devanado abierto, conductor roto, pinza sin contacto |
| Resistencia menor que la de referencia | Espiras en cortocircuito, aunque la prueba es poco sensible a esto y se confirma con relación y excitación |
| Lectura que no se estabiliza | Contacto intermitente en el cambiador, corriente mal elegida o interferencia |
Cuando la resistencia sale alta, el análisis de gases disueltos del aceite suele mostrar gases de calentamiento, y la termografía con carga puede ubicar el punto caliente si está en los bornes.
A qué equipos y niveles aplica
Transformadores de potencia y de distribución
Se mide cada devanado, fase por fase, y el devanado con cambiador de tomas en todas sus posiciones. En transformadores con cambiador bajo carga, la medición estática se complementa con la resistencia dinámica del cambiador de tomas, que observa la transición entre contactos. Es una prueba de rutina en fábrica y una de las básicas de puesta en servicio y mantenimiento, desde transformadores de distribución hasta unidades de extra alta tensión. Lo explicamos en contexto en la guía de núcleo y devanados del transformador.
Transformadores de tensión (PT)
En un PT inductivo el primario tiene muchas espiras de alambre delgado y su resistencia puede llegar a miles de ohmios, mientras que los secundarios miden desde fracciones de ohmio. Eso obliga a usar rangos distintos y corrientes pequeñas en el primario. En un PT capacitivo (CVT) normalmente solo se accede a los secundarios. Los detalles están en la guía de resistencia de devanados en transformadores de tensión.
Transformadores de corriente (CT)
En un CT se mide la resistencia del secundario, en cada toma si tiene relación múltiple. Para los CT de protección de clase PX y PXR, IEC 61869-2 incluye la resistencia del devanado secundario entre los datos que se especifican, porque junto con la carga define la tensión que el CT debe entregar sin saturarse. La medición se interpreta junto con la curva de excitación y punto de rodilla.
La corrección por temperatura
La resistencia del cobre y del aluminio aumenta con la temperatura, así que una medición solo es comparable si se lleva a la misma temperatura que la referencia:
R_ref = R_medida × (K + T_ref) / (K + T_medida)
K es una constante del material. IEEE C57.12.90 usa 234,5 para el cobre y 225 para el aluminio; en las normas IEC se usa 235 para el cobre. La temperatura de la medición debe representar la del devanado: en un transformador en aceite que lleva tiempo desenergizado se toma la del aceite, y nunca justo después de sacarlo de servicio, cuando el devanado está más caliente que el aceite.
Normas y qué exigen
- IEC 60076-1 incluye la medición de la resistencia de los devanados entre los ensayos de rutina de todo transformador de potencia, y pide registrar la temperatura con la que se midió.
- IEEE C57.12.90, el código de pruebas de transformadores en líquido, describe la medición, las condiciones para determinar la temperatura del devanado y la corrección.
- IEEE C57.152, guía de pruebas de diagnóstico en campo, trata la resistencia de devanados como prueba de diagnóstico y su interpretación por comparación.
- IEC 61869-2 e IEEE C57.13 para transformadores de medida, en especial la resistencia del secundario de los CT de protección.
Ninguna de estas normas fija un límite universal de aceptación en campo. El criterio es comparativo: contra fábrica, entre fases y contra el historial del mismo equipo.
Cómo se interpretan los resultados
En términos generales:
- Se corrige cada valor a la temperatura de la referencia.
- Se compara con el protocolo de fábrica: diferencias pequeñas suelen deberse a la temperatura y a la exactitud de los instrumentos.
- Se comparan las tres fases entre sí, en la misma toma. En devanados en delta, la resistencia medida entre terminales incluye las otras dos fases en paralelo, así que se compara entre las tres mediciones de la misma conexión.
- Se revisa la tendencia a lo largo de las posiciones del cambiador: los valores deben cambiar de forma regular de una toma a la siguiente.
Una diferencia de unos pocos por ciento entre fases, un salto en una toma o un cambio frente a la medición anterior no son por sí mismos un veredicto, pero sí una razón para investigar con relación de transformación, gases disueltos, termografía e inspección del cambiador.
Qué puede falsear la medición
- Leer antes de que la corriente se estabilice.
- Medir a dos hilos y sumar la resistencia de los cables.
- Usar la temperatura equivocada para la corrección.
- Dejar el núcleo magnetizado y hacer después pruebas sensibles al magnetismo, como la corriente de excitación o el FRA.
Por seguridad, nunca se abre el circuito mientras circula corriente: la energía almacenada en la inductancia produce una sobretensión peligrosa.
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Referencias
- IEC 60076-1, Power transformers – Part 1: General.
- IEEE Std C57.12.90, Standard Test Code for Liquid-Immersed Distribution, Power, and Regulating Transformers.
- IEEE Std C57.152, Guide for Diagnostic Field Testing of Liquid-Filled Power Transformers, Regulators, and Reactors.
- IEC 61869-2, Instrument transformers – Part 2: Additional requirements for current transformers.
- IEEE Std C57.13, Standard Requirements for Instrument Transformers.
Preguntas frecuentes
¿Cuánta diferencia entre fases se acepta en la resistencia de devanados?
Las normas no fijan un límite universal de campo. Se compara con el protocolo de fábrica corregido a la misma temperatura y entre fases; una diferencia de unos pocos por ciento, o un cambio frente a mediciones anteriores, justifica investigar con otras pruebas.
¿Por qué la resistencia de devanados se mide después de la corriente de excitación y del FRA?
Porque la corriente continua deja magnetismo remanente en el núcleo, que altera la corriente de excitación y la respuesta en baja frecuencia del FRA. Si se mide antes, hay que desmagnetizar el núcleo.
¿Por qué se mide en todas las posiciones del cambiador de tomas?
Porque cada posición pone en el circuito contactos y tramos de devanado distintos. Un contacto desgastado o con carbonización solo aparece como una resistencia más alta en las posiciones que lo usan.