Una prueba tan delta de transformador es lo más parecido que tiene nuestra industria a un control de salud de rutina del aislamiento. En lugar de preguntar únicamente si el aislamiento todavía bloquea la corriente, mide cuánta energía ese aislamiento desperdicia en forma de calor cada vez que se activa el devanado, y esa cifra comienza a moverse mucho antes de que lo haga una falla.

Para cualquier persona responsable de transformadores de potencia sumergidos en aceite, unidades de tipo seco o bushings, saber qué mide la prueba, cómo ejecutarla correctamente y qué lecturas merecen una segunda revisión vale la pena rápidamente.

Lo que realmente mide la prueba Tan Delta del transformador

Todo sistema de aislamiento se comporta como un condensador con una pequeña fuga resistiva. En un condensador perfecto, la corriente adelantaría al voltaje exactamente 90 grados. El aislamiento real pierde parte de ese avance, y el ángulo en el que se queda corto es delta (δ). La tangente de ese ángulo (tan δ) es la relación entre la corriente resistiva y la corriente capacitiva.

La misma cantidad aparece bajo varios nombres: factor de disipación, tangente de pérdida o factor de potencia. Cuando un probador informa el factor de potencia, es tan δ multiplicado por el coseno de δ y, como δ es pequeño, los dos números son casi idénticos en la práctica.

Dos resultados importan en cada medición:

• capacitancia — un cambio indica que la geometría o el contenido de humedad ha cambiado y, a menudo, es la primera señal de advertencia.
• delta bronceado — un valor creciente significa que las pérdidas están aumentando, generalmente debido a la humedad, el envejecimiento, la contaminación o los daños por descargas parciales.

Ambos se expresan como porcentajes, por lo que una lectura de 0,5 por ciento significa tan δ = 0,005.

Por qué una lectura de resistencia de aislamiento no es suficiente

La resistencia de aislamiento y el índice de polarización son excelentes pruebas de detección, pero son toscas. Un devanado puede estar en el rango de los gigaohmios y aún estar lo suficientemente húmedo como para envejecer rápidamente. Tan delta reacciona mucho antes a la humedad distribuida y a la lenta descomposición del papel, el aceite y la resina, razón por la cual las plantas lo tratan como una herramienta de tendencia en lugar de una puerta de paso o fracaso. La regla de trabajo es simple: el número absoluto importa menos que su tendencia, y la tendencia importa menos que cómo se compara con unidades hermanas medidas a la misma temperatura.

Cómo se ejecuta la prueba Tan Delta del transformador en el campo

Modos de prueba que conocerás

La mayoría de los equipos de prueba automáticos ofrecen cuatro configuraciones y saber cuál está utilizando explica la mitad de cualquier resultado sorprendente:

• GST (prueba de muestra puesta a tierra): la conexión estándar para un devanado con el tanque puesto a tierra.
• GST con protección: desvía la corriente de fuga superficial lejos de la medición.
• UST (prueba de muestra sin conexión a tierra): mide un devanado mientras el otro flota, lo que resulta útil para aislar qué devanado se está deteriorando.
• GSTg: conecta a tierra la muestra a través del circuito de protección, lo que resulta útil cuando un devanado no está sólidamente conectado a tierra.

Una secuencia de prueba práctica

1. Aísle y bloquee la unidad, descárguela y déjela conectada a tierra hasta que comience la prueba. Registre las temperaturas ambiente y de bobinado.
2. Bujes y terminales limpios y secos; La contaminación de la superficie crea vías de fuga que parecen una alta pérdida dieléctrica.
3. Conecte el cable de alto voltaje al devanado bajo prueba y el cable de bajo voltaje según lo requiera el modo elegido, luego confirme la conexión a tierra del tanque.
4. Aplique voltaje en pasos (generalmente 0,5, 1,0 y 1,5 veces el voltaje de prueba nominal) registrando tan delta y capacitancia a medida que se estabilizan las lecturas.
5. Compare los pasos: un valor que aumenta con los puntos de voltaje hasta llegar a huecos, contaminación o descargas parciales en lugar de humedad uniforme.
6. Corrija a una temperatura de referencia, compárela con registros anteriores y el informe de fábrica, luego repita para los devanados restantes.

La corrección de temperatura no es opcional.

La pérdida dieléctrica aumenta drásticamente con la temperatura, y en muchos sistemas aproximadamente se duplica cada 10 °C. Una medición tomada a 45 °C no se puede comparar con una medida tomada a 20 °C sin corrección. Utilice la tabla de la norma aplicable o del informe del fabricante y anote siempre la temperatura real en la hoja de registro.

El lado del aceite: Tan Delta del líquido aislante

El aceite del transformador se evalúa por separado, generalmente en una celda dedicada según IEC 60247 o ASTM D924. El aceite fresco y seco suele mostrar un factor de disipación muy por debajo de 0,005 a 90 °C. Una lenta deriva hacia arriba indica productos de oxidación, humedad o contaminantes disueltos, a menudo antes de que el voltaje de ruptura comience a caer.

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La lectura del tan delta del aceite junto con el voltaje de ruptura y el contenido de humedad brinda una imagen mucho más clara que cualquiera de los tres por sí solo.

Leer los números: rangos indicativos

Las figuras siguientes son una referencia para la interpretación más que un estándar de aceptación. La línea de base de su propia flota y la tendencia de las pruebas anteriores siempre tienen prioridad.

Donde la prueba se mantiene: casquillos y devanados de alto voltaje

En un transformador de 110 kV o 220 kV, el aislador suele ser el eslabón más débil y es fácil de rastrear porque la capacitancia de la placa de identificación proporciona una referencia fija. Un aumento de capacitancia de más de un pequeño porcentaje, junto con una tan delta que ha aumentado desde la puesta en servicio, casi siempre significa ingreso de humedad o degradación del papel dentro del casquillo.

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Los devanados en estos niveles de voltaje se benefician más cuando las lecturas en varios pasos de voltaje se comparan con la línea base de fábrica tomada antes del envío; esa línea base es el documento más útil en la carpeta de pruebas.

Transformadores de tipo seco y de fundición de resina: reglas diferentes

Los devanados moldeados con resina parten de un nivel de pérdida mucho más bajo y cambian mucho más lentamente que el aislamiento de papel aceitado, por lo que los umbrales cambian. Los valores cercanos al 0,1 al 0,5 por ciento son normales, y un aumento del 20 por ciento con respecto a la lectura anterior merece atención, porque la resina no absorbe la humedad de manera uniforme: entra a través de grietas, delaminación o terminaciones mal selladas.

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Las conexiones de protección y las mediciones UST ayudan aquí, ya que las fugas superficiales en un devanado de tipo seco y polvoriento pueden duplicar la pérdida aparente sin que haya nada malo dentro del aislamiento mismo.

Consejos prácticos que mantienen los resultados confiables

• Pruebe a una temperatura estable, idealmente por encima de 10 °C, y deje que la lectura se asiente antes de registrarla.
• Primero limpie los casquillos, aisladores y cajas de terminales; La contaminación causa la mayoría de las falsas alarmas.
• Utilice una conexión de protección siempre que sea posible una fuga en la superficie: días húmedos, unidades exteriores, líneas de fuga largas.
• Mantenga el mismo modo de prueba, pasos de voltaje y referencia de temperatura año tras año para que la tendencia siga siendo significativa.
• Registre la capacitancia cada vez; un salto de capacitancia cuenta una historia diferente que un aumento de pérdidas por sí solo.

Pruebas que valen la pena realizar a su lado

Tan delta te dice cuánto, rara vez por qué. Combinarlo con resistencia de aislamiento e índice de polarización, mediciones de capacitancia en devanados y casquillos, humedad y acidez del aceite y análisis de gases disueltos cierra esa brecha. Nuestro guía de pruebas DGA cubre la interpretación de los resultados de esos gases en detalle.

Lo que observamos en el piso de pruebas

La construcción de transformadores para redes, plantas industriales, minas y proyectos renovables otorga a nuestros ingenieros un interés particular en esta prueba. Las decisiones de aislamiento tomadas en la etapa de dibujo (grosor del papel, tolerancias de aceite, formulación de resina, ciclos de secado) aparecen más tarde como números en un registro de tan delta, y el diseño que comienza bajo y se mantiene bajo durante veinte años es el que vale la pena el material adicional.

Las unidades que salen de nuestras plantas en Hai'an se prueban de forma rutinaria con los datos de la placa de identificación antes del envío, y esa línea de base viaja con el transformador, por lo que la primera medición de campo tiene algo honesto con lo que comparar. Si quieres saber más sobre cómo construimos y probamos transformadores , nuestros ingenieros estarán encantados de hablar sobre los detalles.

Una prueba tan delta de un transformador no le dirá todo sobre un sistema de aislamiento, pero le informará de manera temprana, económica y sin una interrupción prolongada. Ejecútelo de manera consistente, mantenga los registros, corrija la temperatura y los números le advertirán sobre la humedad y el envejecimiento mucho antes de que se conviertan en fallas.