Mantenimiento Esencial en Subestaciones Eléctricas: Embarrados, Aisladores y Transformadores

Mantenimiento de Componentes en Subestaciones Eléctricas

Mantenimiento de Embarrados (Cable Flexible o Barras Rígidas)

Características Principales

• Son la conexión principal para la distribución de la energía eléctrica.
• Su tamaño es proporcional al nivel de tensión que manejan.
• Se apoyan sobre aisladores para garantizar el aislamiento eléctrico.

Factores que Originan el Envejecimiento

• Condiciones ambientales: La humedad, la salinidad y la contaminación provocan corrosión.
• Exposición a arcos eléctricos: Pueden causar daños superficiales y degradación del material.
• Esfuerzos mecánicos: Las vibraciones y los esfuerzos electrodinámicos pueden debilitar las conexiones.
• Variaciones de temperatura: Los ciclos de dilatación y contracción afectan a las uniones y a la integridad estructural.

Pruebas Más Comunes

• Inspección visual y mecánica: Incluye la revisión y limpieza de las ventanillas de ventilación.
• Medida de la resistencia de contacto: Verifica la calidad de las conexiones y detecta puntos calientes.
• Ajuste de la tornillería: Es crucial para asegurar una baja resistencia de contacto y evitar sobrecalentamientos.
• Inspección termográfica: Permite detectar puntos calientes de forma no invasiva, indicando conexiones defectuosas.

Mantenimiento Preventivo de Aisladores de Porcelana y Vidrio

Las pruebas y acciones de mantenimiento más habituales incluyen:

• Inspección termográfica: Para detectar fugas de corriente o puntos de fallo.
• Inspección ocular: Para comprobar que no haya porosidades, fisuras o roturas.
• Lavado: La limpieza periódica es fundamental para eliminar la contaminación superficial que puede reducir su capacidad de aislamiento.
• Detección de ultrasonidos: Permite identificar el efecto corona y otras descargas parciales no visibles.

Problemas Comunes en Aisladores Aéreos

La degradación de un aislador aéreo suele seguir la siguiente secuencia:

1. Efecto Corona: Ionización del aire alrededor del conductor debido a un alto campo eléctrico.
2. Tracking Eléctrico (Caminos de Conducción): Formación de caminos carbonizados en la superficie del aislador debido a la contaminación y la humedad.
3. Arco Eléctrico (Flameo): Descarga disruptiva a través del aire, contorneando el aislador, que puede provocar su fallo total.

Seguridad en Maniobras: Descargo y Consignación

En las operaciones de mantenimiento, es fundamental garantizar que la zona de trabajo de la subestación esté sin tensión. Para ello, se aplican los siguientes procedimientos:

• Descargo: Es el conjunto de operaciones destinadas a dejar una instalación en condiciones de seguridad para poder trabajar en ella sin tensión.
• Consignación: Procedimiento mediante el cual se retira un equipo, instalación o línea de la explotación para realizar trabajos. La consignación de equipos autoriza formalmente el retiro de operación para su mantenimiento.

Mantenimiento de Transformadores de Potencia

El Aceite Dieléctrico

El aceite mineral en un transformador de potencia cumple dos funciones vitales (importante: no es un lubricante):

• Agente refrigerante: Transporta el calor generado por las pérdidas del transformador hacia el exterior, evitando la formación de puntos calientes.
• Medio dieléctrico: Proporciona el aislamiento necesario entre las partes conductoras y entre estas y la cuba del transformador.

Principales Enemigos del Aceite Mineral

• Humedad: Reduce drásticamente su rigidez dieléctrica.
• Estrés eléctrico: Descargas parciales que degradan sus propiedades.
• Temperatura: Acelera el proceso de oxidación y envejecimiento.
• Oxígeno: Causa la oxidación del aceite, generando lodos y ácidos.
• Partículas y productos polares: Contaminantes que disminuyen su capacidad aislante.

Componentes Clave y Elementos de Protección

Desecador de Aire

Su función es secar el aire que entra en el transformador durante las variaciones de volumen del aceite. Sus componentes son:

• Gravilla de gel de sílice: Material desecante que puede absorber hasta un 40% de su peso en humedad.
• Junta líquida (sello de aceite): Evita el contacto directo y continuo del gel de sílice con la atmósfera exterior.

Otros Accesorios y Elementos de Protección

• Depósito conservador: Compensa las variaciones de volumen del aceite.
• Indicador de nivel de aceite: Muestra la cantidad de aceite en el conservador.
• Chimenea / Válvula de sobrepresión: Libera la presión interna en caso de un fallo grave.
• Relés Buchholz y Jansen: Detectan fallos internos a través de la generación de gases o flujos de aceite.
• Imagen térmica: Simula la temperatura del punto más caliente del devanado.
• Termómetros y termostatos: Miden y controlan la temperatura del aceite y los devanados.
• Válvulas: Para llenado, vaciado, purga y toma de muestras.
• Armario de control: Aloja los circuitos de control y protección del transformador.

Pruebas y Medidas del Aceite

Propiedades Físico-Químicas y Eléctricas a Medir

1. Color y sedimentos: Un indicador visual del estado de degradación y contaminación.
2. Rigidez dieléctrica: Mide la capacidad del aceite para soportar un campo eléctrico sin fallar. Es una de las pruebas más críticas.
3. Contenido de humedad (agua): Determina la cantidad de agua disuelta en el aceite, un factor clave en su rigidez dieléctrica.

Pasos para Medir la Rigidez Dieléctrica del Aceite

1. Extraer una muestra de aceite directamente desde la toma específica del transformador a un recipiente perfectamente limpio y seco, en la cantidad necesaria para el instrumento de medida.
2. Comprobar el chispómetro (equipo de medida) y verificar todas las medidas de seguridad, prestando especial atención a la toma de tierra del instrumento y al cable de alimentación.
3. Leer detenidamente el manual de instrucciones del equipo y seguir el método de medida especificado (por ejemplo, norma ASTM D1816 o IEC 60156).
4. Registrar los resultados en una hoja de control de medida para llevar un histórico del estado del transformador.