El índice de neutralización de un aceite es una medida de la mayor o menor cantidad de ácidos que se han formado en el aceite durante el tiempo en que ha permanecido en servicio.
Su valor, poco importante para un aceite nuevo, aumenta como consecuencia del envejecimiento por oxidación y es utilizado como guía general para establecer el momento preciso para reemplazarlo o regenerarlo, siempre que se hayan establecido los límites de rechazo y que otros ensayos lo con- firmen.
El número de neutralización de un aceite nuevo no debería exceder 0.025 mgKOH/g. Aceites con va- lores de TAN del orden de 0.5 mgKOH/g son con- siderados inaceptables para el servicio.
Es importante aclarar que un TAN bajo no descar- ta la presencia de contaminantes en el aceite, ya que puede tratarse de un material de tipo alcalino. Un caso encontrado con alguna frecuencia es la contaminación del aceite con silicato de sodio, que es un material empleado por los fabricantes de transformadores en el aislamiento.
Rigidez Dieléctrica
La tensión de ruptura es importante como una me- dida de la aptitud de un aceite para resistir los es- fuerzos eléctricos. Un aceite seco y limpio se ca- racteriza por una tensión de ruptura alta.
El valor alcanzado en la prueba de tensión de rup- tura o rigidez dieléctrica dependerá casi exclusiva-
mente de la cantidad de contaminantes tales como el agua, partículas conductoras, lodos, polvo, y ga- ses disueltos contenidos en el aceite; los cuales reducen severamente esta propiedad.
La rigidez dieléctrica disminuye con los aumentos de la temperatura del aceite, por lo cual, para efec- tos de control, se especifica una temperatura de 20oC para la realización de esta prueba.
La gráfica ilustra la variación de la tensión de rup- tura con el contenido de humedad.
Factor de Potencia
Es una prueba muy aceptada en las evaluaciones periódicas de aceites dieléctricos. El factor de po- tencia de un aceite nuevo no debería exceder de 0.05% a 25oC. Un valor alto en un aceite usado
indica deterioro y contaminación con carbón, bar- nices, sodio, glicol, u otras materias conductoras. La gráfica PFVO aplicable, exclusivamente, para
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 5 15 20 25 30 35 40 45 CONTENIDO DE AGUA, PPM. TENSION DE RUPTURA 20 ºC, Kv
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aceites no inhibidos es útil para evaluar la conti- nuidad en servicio de un aceite, de acuerdo con su factor de potencia y el tiempo de oxidación.
Color y Aspecto
El color de un aceite aislante está determinado por la luz transmitida y está expresado por un nú- mero obtenido de su comparación con una serie de colores normalizados o estandarizados. El co- lor de un aceite nuevo es generalmente aceptado como un indicador de su grado de refinación. Un cambio en el color del aceite en servicio indica contaminación o deterioro.
Además del color, el aspecto visual de un aceite puede poner en evidencia turbulencias y sedimen- tos, lo que puede indicar la presencia de agua li- bre, lodos insolubles, carbón, polvo, fibras, etc.
Para aceites con índices de color por encima de 4 se requiere la realización de pruebas adicionales tendientes a determinar si su condición es peligro- sa para continuar en operación
Análisis de gases disueltos
Este tipo de prueba se estudiará ampliamente en la siguiente sección de este módulo; Diagnóstico de fallas en transformadores.
La tabla de la página siguiente muestra los parámetros de tolerancia en los resultados de las pruebas. 0 3 5 20 40 60 80 100 120 Horas de Oxidación 0 1 2 4 140 Area de aceptación Factor de potencia (% ) 3 2 1 0 0 2 4 6 8 10 12 AÑOS DE SERVICIO COLOR ASTM D-1500
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PARAMETROS DE TOLERANCIA EN LOS RESULTADOS DE LAS INSPECCIONES Voltaje de operación kV
CARACTERISTICAS 36 37-170 171-300 300
Número de neutralización: mgKOH, ASTM D974
Aceite no inhibido, Máx. 0,5 0,4 0,4 0,3
Aceite inhibido, Máx. 0,05 0,05 0,05 0,05
Tensión interfacial: dinas/cm, ASTM D971
Aceite no inhibido; Min. 12 15 15 15
aceite inhibido, Mon 20 20 20 20
Constante dieléctrico: kV, ASTM D877
Ambos aceites, Min. 25 30 35 40
Factor de potencia: 60Hz/100oC, ASTM D924
Ambos aceites, Máx. 0,35 0,30 0,25 0,20
Contenido de agua: ppm, ASTM D1315
Ambos aceites, Máx. 40 35 30 25
Contenido inhibidor: peso %, ASTM D2668
Aceite inhibido, Min. 0,1 0,1 0,1 0,1
Contenido de lodo: visual*
Ambos aceites Negativo
* Vierta 50 ml.aproximadamente de aceite en un vaso de precipitado (baker) de igual capacidad, cúbralo con un vidrio de reloj y déjelo reposar por 24 horas.
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CLASIFICACION DE LOS ACEITES
EN SERVICIO
Es importante establecer guías estrictas e inmu- tables para evaluar los aceites en servicio o para recomendar los valores límites de ensayos que co- rrespondan a todas las utilizaciones posibles de los aceites aislantes en servicio.
De acuerdo con la experiencia industrial actual, los aceites en uso pueden ser posicionados se- gún una clasificación basada en la evaluación de las propiedades más significativas y/o sobre la posibilidad de restituirles las características desea- das como sigue:
Grupo 1:
Este grupo comprende los aceites cuyo estado ca- racterístico es satisfactorio para continuar en servi- cio. Los aceites cuyas propiedades sé sitúan en los límites fijados en la tabla Guía de Valores Lí-
mites, para la categoría del equipo apropiado, se
consideran pertenecientes a este grupo. Se sobrentiende que estos límites son solamente indi- cativos. Con excepción de la tensión de ruptura dieléctrica, el hecho de que una o varias de las pro- piedades se sitúen fuera de los límites indicados no requiere una acción inmediata, aunque, a un térmi- no más largo, esta situación pudiera ocasionar una degradación acelerada y una reducción de la dura- ción del equipo. En cuanto a la interpretación de los resultados, diferentes factores deben ser tomados en consideración, tales como: las condiciones de servicio, la edad del equipo y la evolución de las características de los aceites.
Grupo 2:
Este grupo comprende los aceites que necesitan solamente un tratamiento de reacondicionamiento que permita su utilización posterior. Un contenido alto de agua y una tensión de ruptura dieléctrica baja, indican generalmente esta necesidad; siem- pre y cuando todos los otros criterios sean aún satisfactorios.
El aceite puede tener un aspecto turbio o sucio. El tratamiento apropiado consiste en eliminar por me- dios mecánicos el agua y las materias insolubles. El tratamiento debe ser tal que los valores alcan- zados para el contenido de agua y la tensión de ruptura se acerquen a aquellos dados en la tabla
Guía Valores Límites, cuando sea aplicable. Sin embargo, se debe tener en cuenta que un ex- ceso de agua en el aceite puede ser el indicio de que el aislamiento sólido está en malas condicio- nes y que necesita medidas correctivas.
Grupo 3:
Este grupo comprende los aceites en mal estado, cuyas propiedades no pueden ser restauradas a un nivel satisfactorio sino después de una regene- ración. Este estado será generalmente puesto en evidencia por la presencia de depósitos precipitables, de lodos insolubles y por los valores del índice de neutralización y/o el factor de disipa- ción dieléctrica superiores a aquellos dados en la tabla Guía de Valores Límites.
Los aceites pertenecientes a este grupo deben ser regenerados o bien, reemplazados, dependiendo
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de consideraciones económicas.
Grupo 4:
Este grupo comprende los aceites de calidad tan mala que se aconseja descartarlos, lo que corres- ponde a muchas propiedades insatisfactorias. Otro forma de clasificar los aceites dieléctricos en servicio es por medio del índice de calidad o índice Myers, que relaciona la tensión interfacial del aceite con el número de neutralización del mismo.