Una resistencia de aislamiento baja en un transformador no siempre es un aislamiento dañado. Antes de concluir hay que descartar la fuga superficial en bujes sucios o húmedos, la falta de corrección por temperatura y las conexiones externas que quedaron puestas. Si el valor corregido sigue bajo frente al histórico, las causas habituales son humedad en el papel, aceite deteriorado o un daño localizado, que se confirman con tan δ, respuesta dieléctrica y análisis del aceite.
Síntoma
En una prueba de mantenimiento o de puesta en servicio, la resistencia de aislamiento de un transformador da menor que en la medición anterior, menor que la de su gemelo o menor que la referencia de la especificación. El transformador puede estar en perfecto estado o tener humedad o un daño; la medición sola no lo dice, y la decisión de energizar o no depende de interpretarla bien.
La prueba de resistencia de aislamiento e índice de polarización aplica una tensión continua entre devanados y entre cada devanado y tierra y mide la corriente que pasa. Esa corriente tiene tres partes: la de carga capacitiva, que desaparece pronto; la de absorción, que baja lentamente; y la de fuga, por el volumen del aislamiento y por la superficie de los bujes. La guía de pruebas de campo de transformadores es IEEE C57.152.
Causas posibles, de la más a la menos probable
| Causa | Por qué ocurre | Qué la delata |
|---|---|---|
| Fuga superficial en bujes | Porcelana o polímero sucio o húmedo; la fuga se suma a la lectura si no se usa la guarda | El valor sube al limpiar los bujes o al usar el borne de guarda |
| Temperatura no corregida | La resistencia baja de forma marcada al subir la temperatura | Diferencia que desaparece al corregir a la misma temperatura |
| Conexiones externas | Cables, pararrayos, transformadores de medida o neutro a tierra que quedaron conectados | El valor sube al desconectar todo lo externo |
| Humedad en el papel | Ingreso de agua por juntas, respirador saturado o envejecimiento | Valor bajo en todas las mediciones, PI bajo, tan δ alta, humedad en el aceite |
| Aceite deteriorado | Oxidación, contaminación o humedad del aceite | Rigidez baja, acidez o tan δ del aceite altas |
| Daño localizado | Aislamiento perforado, carbonizado o con contaminación conductora | Valor muy bajo solo en un aislamiento; gases disueltos |
Qué revisar primero
- Condiciones de la medición: temperatura del aceite y de los devanados, humedad ambiente, limpieza de los bujes, uso del borne de guarda.
- Conexiones externas: todo lo conectado a los bornes debe retirarse; el neutro, separado de tierra si el esquema lo permite. Ver bujes de alta tensión.
- Comparación correcta: el valor corregido por temperatura frente al histórico del mismo transformador y frente a un gemelo.
- Qué aislamiento está bajo: alta contra tierra, baja contra tierra o entre devanados. Un solo aislamiento bajo sugiere un problema local; todos bajos, humedad o aceite.
- Índice de polarización: un aislamiento seco y limpio muestra una corriente que sigue bajando con el tiempo; uno húmedo o contaminado, no.
- Tensión de prueba y equipo: la misma tensión de prueba que en las mediciones anteriores y cables de prueba secos y limpios. En ambientes muy húmedos, la fuga por los propios cables o por las pinzas puede sumarse a la lectura si no se controla con la guarda.
- ¿Se midió con guarda, bujes limpios y sin conexiones externas?
- NoRepita la medición en condiciones correctas antes de concluir
- Sí¿El valor corregido por temperatura es bajo frente al histórico?
- NoDiferencia de temperatura o de método: no hay deterioro evidente
- Sí¿Solo un aislamiento está bajo?
- SíDaño o contaminación local: confirme con tan δ y gases disueltos
- NoHumedad general o aceite deteriorado: confirme con FDS, tan δ y análisis del aceite
Cómo se confirma
- Factor de potencia y tangente delta del aislamiento y de los bujes: aumenta con la humedad y la contaminación. Ver prueba de factor de potencia y tangente delta.
- Respuesta dieléctrica en frecuencia (FDS): estima el contenido de humedad del papel sin abrir el transformador. Ver prueba de respuesta dieléctrica en frecuencia.
- Análisis del aceite: humedad, rigidez dieléctrica, acidez y tan δ del aceite, y gases disueltos si se sospecha de un daño. Ver análisis de aceite dieléctrico.
- Medición repetida en otras condiciones de temperatura y limpieza, para descartar causas externas.
Cómo evitar que se repita
- Mida siempre con el mismo método y registre la temperatura, la humedad y las conexiones, para que la comparación con el histórico sea válida.
- Mantenga el respirador de silicagel y las juntas en buen estado. Ver conservador y respirador de silicagel.
- Limpie los bujes antes de medir y use la guarda.
- Siga el contenido de humedad del aceite en el tiempo; una tendencia creciente anticipa el problema.
- Programe el secado cuando las pruebas lo indiquen, antes de que la humedad acelere el envejecimiento del papel.
Qué no hacer
- No rechace un transformador por una sola medición sin corregir ni repetir.
- No energice un transformador con resistencia de aislamiento muy baja y sin explicación: confirme primero con otras pruebas.
- No mida sin descargar el devanado al terminar; la tensión continua queda almacenada y es peligrosa. Respete los tiempos de descarga.
- No compare valores medidos con tensiones de prueba distintas.
Cuándo llamarnos
Si la resistencia de aislamiento de su transformador dio baja y necesita saber si es humedad, contaminación o un daño, hacemos las pruebas al transformador de potencia: resistencia de aislamiento con guarda y corrección por temperatura, tan δ, respuesta dieléctrica y análisis del aceite, con una interpretación en conjunto. Escríbanos.
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Referencias
- IEEE C57.152, Guide for Diagnostic Field Testing of Fluid-Filled Power Transformers, Regulators, and Reactors.
- IEEE 43, Recommended Practice for Testing Insulation Resistance of Electric Machinery (criterios de PI para máquinas rotativas).
- ANSI/NETA MTS, Standard for Maintenance Testing Specifications for Electrical Power Equipment and Systems.
- IEC 60422, Mineral insulating oils in electrical equipment – Supervision and maintenance guidance.
Preguntas frecuentes
¿Qué valor de resistencia de aislamiento es aceptable en un transformador?
No hay un único valor universal: depende de la tensión, del tamaño, del tipo de aislamiento y de la temperatura de la medición. Lo que más dice es la comparación con las mediciones anteriores del mismo equipo, corregidas a la misma temperatura, y con transformadores gemelos. Las especificaciones ANSI/NETA traen tablas de referencia.
¿Por qué la resistencia de aislamiento cambia tanto con la temperatura?
Porque la conductividad del aislamiento aumenta con la temperatura y la resistencia baja de forma marcada. La aproximación clásica es que cae a la mitad por cada 10 °C; IEEE C57.152 da factores de corrección para transformadores. Comparar sin corregir lleva a conclusiones falsas.
¿Sirve el índice de polarización en transformadores?
Sirve como indicador complementario. Los criterios de PI de IEEE 43 se escribieron para máquinas rotativas; en transformadores el PI se lee junto con el valor absoluto corregido por temperatura, el histórico, la tan δ y el análisis del aceite.