Ensayos y pruebas eléctricas a transformadores

DE LA PÁGINA

Ejecutamos la batería completa de ensayos de diagnóstico en transformadores de distribución y de poder: resistencia de aislación e índice de polarización, ensayo escalonado de tensión, relación de transformación, resistencia óhmica de devanados y análisis fisicoquímico de aceite. Los resultados se interpretan en conjunto y contra los valores de fábrica, no como mediciones sueltas.

Instrumentos con calibración vigente y trazable. Informe firmado por Instalador Eléctrico Autorizado SEC Clase A. Cobertura nacional.

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Por qué se ensaya un transformador

Un transformador es, casi siempre, el activo más caro de la instalación y el que más tarda en reemplazarse. No es un componente que se cambia el mismo día: entre cotización, fabricación o disponibilidad en bodega, transporte, montaje y conexión, una falla puede significar semanas o meses de operación degradada o detenida.

Y a diferencia de un cable, el transformador avisa. Casi todos los modos de falla se desarrollan durante años y dejan huellas medibles mucho antes del evento: humedad que ingresa al sistema aislante, contactos que se degradan, aceite que se oxida, esfuerzos de cortocircuito que van deformando devanados.

El propósito de esta batería de ensayos es leer esas huellas mientras todavía hay tiempo de actuar. Un transformador diagnosticado a tiempo se interviene en una ventana programada; uno que falla, se reemplaza en emergencia y a precio de emergencia.

Un transformador tiene tres sistemas que fallan por razones distintas

Es la clave para entender por qué no basta con un ensayo, y por qué cada uno mide algo diferente.

El sistema aislante

Papel aislante y aceite dieléctrico trabajando en conjunto. Es el sistema que define la vida útil del transformador: cuando la aislación se degrada más allá de cierto punto, el equipo llega al final de su vida, aunque todo lo demás esté intacto.

Cómo falla: por ingreso de humedad, por oxidación del aceite, y por envejecimiento térmico acumulado. Son procesos lentos, silenciosos e irreversibles — el papel degradado no se recupera.

Cómo se ensaya: resistencia de aislación, índice de polarización, ensayo escalonado de tensión y análisis fisicoquímico del aceite.

El circuito eléctrico

Devanados, conexiones internas, bornes y cambiador de tomas (taps).

Cómo falla: por esfuerzos electrodinámicos durante cortocircuitos pasantes, que deforman y aflojan devanados; por degradación de contactos del cambiador de tomas; por conexiones internas que se aflojan con los ciclos térmicos; y por espiras en cortocircuito.

Cómo se ensaya: relación de transformación y resistencia óhmica de devanados.

El núcleo magnético

Chapas, aislación entre chapas y su puesta a tierra.

Cómo falla: por cortocircuitos entre chapas o por puestas a tierra múltiples no previstas, que generan corrientes circulantes y puntos calientes.

Cómo se ensaya: mediante ensayos complementarios de corriente de excitación y resistencia de aislación del núcleo, que evaluamos caso a caso según el tipo y la criticidad del equipo.

Ningún ensayo aislado dice cómo está el transformador

Es el punto que más conviene entender antes de contratar.

Cada ensayo ilumina una parte del equipo y es ciego al resto. Un transformador puede tener aislación impecable y una espira en cortocircuito; puede tener devanados perfectos y aceite húmedo a punto de comprometer la rigidez dieléctrica; puede tener todo bien y un contacto de tap degradado que se va a carbonizar el próximo verano.

Por eso los ensayos se ejecutan como batería y se interpretan en conjunto. Un resultado individual fuera de rango puede tener varias explicaciones; el cruce de los cinco reduce esas posibilidades a una o dos, y eso es lo que convierte un conjunto de mediciones en un diagnóstico.

Cuando alguien cotiza «una prueba al transformador» sin preguntar qué se busca ni proponer el conjunto, lo que va a entregar es un número, no una respuesta.

El orden de ejecución importa

Un detalle técnico que se pasa por alto con frecuencia y que puede invalidar un ensayo completo.

La medición de resistencia de devanados inyecta corriente continua y magnetiza el núcleo. Un núcleo magnetizado altera los resultados de los ensayos que dependen del comportamiento magnético del transformador, en particular la corriente de excitación, y puede afectar la estabilidad de otras mediciones.

Por eso la secuencia no es arbitraria:

1. Inspección visual y verificación de placa de características
2. Ensayos dieléctricos: aislación, índice de polarización, escalonado
3. Relación de transformación, en todas las posiciones del cambiador de tomas
4. Resistencia óhmica de devanados
5. Desmagnetización del núcleo antes de reenergizar o de repetir ensayos magnéticos
6. Toma de muestra de aceite, con el equipo en las condiciones que la norma de muestreo exige

Ejecutar la resistencia de devanados antes que el TTR, y reenergizar sin desmagnetizar, son dos errores frecuentes que dejan al equipo con una corriente de inrush mucho mayor a la normal en la reconexión y pueden hacer operar las protecciones sin que exista falla alguna.

Los ensayos que ejecutamos

Resistencia de aislación e índice de polarización

Mide la resistencia del sistema aislante entre devanados y entre cada devanado y tierra: alta-baja, alta-tierra y baja-tierra. El índice de polarización compara la resistencia a los diez minutos con la del primer minuto y es especialmente sensible a humedad y contaminación.

A diferencia de lo que ocurre en cables, en transformadores y devanados el índice de polarización está en su ámbito natural y es un indicador central, no accesorio.

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Ensayo escalonado de tensión

Aplica la tensión en escalones sucesivos registrando la corriente en cada nivel. En una aislación sana la relación es aproximadamente lineal; cuando esa linealidad se pierde, hay deterioro. Detecta degradación antes de que aparezca en un ensayo convencional.

→ Ver el desarrollo del ensayo escalonado

Relación de transformación (TTR)

Compara la relación de espiras real con la declarada en la placa de características, en todas las posiciones del cambiador de tomas. Detecta espiras en cortocircuito, errores de conexión, posiciones de tap defectuosas y problemas del propio cambiador.

Es el ensayo que verifica que el transformador transforma lo que dice transformar.

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Resistencia óhmica de devanados

Medición de muy baja resistencia por método de cuatro hilos con inyección de corriente. Detecta conexiones internas flojas, contactos degradados del cambiador de tomas, soldaduras deficientes y conductores parcialmente interrumpidos.

Es el ensayo que encuentra los problemas que después se manifiestan como puntos calientes.

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Análisis fisicoquímico de aceite

El aceite cumple dos funciones simultáneas —aislar y refrigerar— y su condición refleja la del sistema aislante completo. Evaluamos rigidez dieléctrica, contenido de humedad, acidez, factor de pérdidas dieléctricas, resistividad volumétrica, densidad y tensión interfacial.

Ejecutamos la toma de muestra bajo procedimiento normalizado, gestionamos el análisis en laboratorio y entregamos la interpretación integrada con el resto de la batería de ensayos.

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Análisis de gases disueltos (DGA)

Mientras el análisis fisicoquímico describe cómo está el aceite, el análisis de gases disueltos revela qué está ocurriendo dentro del transformador en este momento.

Toda falla incipiente —arco eléctrico, descargas parciales, sobrecalentamiento del aceite o degradación del papel aislante— descompone el aceite y genera gases característicos que quedan disueltos en él. La proporción entre esos gases permite identificar el tipo de falla activa, no solo constatar que algo anda mal.

Es el diagnóstico de mayor valor que existe para un transformador, y el único que detecta fallas en curso antes de que se manifiesten en cualquier otro ensayo. Disponible bajo solicitud.

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Cómo se interpretan los resultados

En transformadores, a diferencia de los cables, sí existen referencias absolutas, y eso cambia el enfoque.

Contra los valores de fábrica

Todo transformador se entrega con un protocolo de ensayos de fábrica. Ese documento es la línea base contra la cual se compara todo lo que se mida después, y es el motivo por el cual conviene exigirlo y conservarlo.

Cuando no existe —situación frecuente en equipos antiguos o adquiridos de segunda mano—, la primera campaña de ensayos pasa a cumplir esa función: establece la referencia propia del equipo.

Contra las tres fases entre sí

Las tres fases de un mismo devanado deben comportarse de forma equivalente. Una fase disímil indica problema localizado, aunque las tres estén dentro de rango.

Contra el historial del propio equipo

La tendencia entre campañas dice más que cualquier valor aislado. Un índice de polarización que baja año a año describe un proceso, aunque siga sobre el mínimo aceptable.

Con corrección de temperatura, siempre

Tanto la resistencia de aislación como la resistencia de los devanados dependen fuertemente de la temperatura, y en direcciones opuestas. Comparar mediciones sin corregir a una temperatura de referencia común es comparar cosas distintas, y es la causa más frecuente de conclusiones equivocadas.

Todos nuestros protocolos registran la temperatura del aceite y de los devanados, el factor aplicado, el valor bruto y el valor corregido.

Cuándo se ensaya un transformador

• En la recepción y antes de la puesta en servicio. Verifica que el equipo llegó en las condiciones declaradas y que el transporte no lo dañó. Es también la oportunidad de establecer la línea base.
• Después de un almacenamiento prolongado, antes de energizar.
• Periódicamente, como parte del programa de mantenimiento. La frecuencia depende de la criticidad, la carga y las condiciones ambientales.
• Después de un cortocircuito pasante. Los esfuerzos electrodinámicos pueden deformar devanados sin que nada se note en la operación. Es uno de los momentos de mayor valor del ensayo.
• Después de la operación de una protección propia del transformador, antes de reenergizar.
• Ante indicios anómalos: ruido inusual, sobretemperatura, olor, manchas o niveles de aceite fuera de rango.
• Antes de comprar un transformador usado, como evaluación técnica del activo.
• Después de una intervención mayor, reparación o traslado.

Qué se requiere antes del ensayo

• Transformador completamente desenergizado, bloqueado y tarjeteado
• Desconexión de los cables de alta y baja tensión en los bornes
• Desconexión de las puestas a tierra que interfieran con los ensayos, con registro y restitución posterior
• Pararrayos y transformadores de medida desconectados
• Acceso a la placa de características y, si existe, al protocolo de ensayos de fábrica
• Temperatura estabilizada. Un transformador recién desenergizado tiene un gradiente térmico interno que distorsiona las mediciones. Se coordina el tiempo de reposo necesario según el tamaño del equipo
• Acceso al cambiador de tomas para operarlo en todas sus posiciones
• Punto de toma de muestra de aceite accesible

Este listado se envía con anticipación como parte de la coordinación, para que la ventana de detención se aproveche completa.

Qué incluye el protocolo

• Identificación del transformador: marca, número de serie, potencia, tensiones, grupo de conexión y año
• Transcripción de los datos de placa relevantes
• Instrumentos con marca, modelo, serie y fecha de vencimiento de calibración
• Condiciones ambientales y temperatura de aceite y devanados
• Checklist de inspección visual: cuba, radiadores, bushings, nivel y fugas de aceite, silicagel, protecciones propias
• Registro de desconexiones ejecutadas
• Resultados de cada ensayo, con valor bruto, factor de corrección y valor corregido
• Comparación contra valores de fábrica y contra campañas anteriores
• Comparación entre fases
• Criterio de aceptación declarado, por ensayo, con su fundamento
• Diagnóstico integrado, no solo tabla de resultados
• Veredicto y plan de acción con prioridades
• Registro fotográfico
• Firma del Instalador Eléctrico Autorizado SEC Clase A

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Preguntas frecuentes

¿Qué pruebas se le hacen a un transformador?

La batería habitual comprende resistencia de aislación e índice de polarización, ensayo escalonado de tensión, relación de transformación en todas las posiciones del cambiador de tomas, resistencia óhmica de devanados y análisis fisicoquímico de aceite. Se ejecutan en conjunto porque cada una ve una parte distinta del equipo.

¿Se puede hacer solo una prueba?

Se puede, pero entrega información parcial. Un transformador puede tener aislación impecable y una espira en cortocircuito, o devanados perfectos y aceite húmedo. El valor del diagnóstico está en el cruce de resultados, no en un ensayo aislado.

¿Hay que desenergizar el transformador?

Sí. Todos estos ensayos requieren el equipo desenergizado, bloqueado y con los cables desconectados de los bornes. El único diagnóstico que se ejecuta con el transformador en servicio es la termografía, que es complementaria y no sustituye a estos ensayos.

¿Cada cuánto conviene ensayar?

Depende de la criticidad del equipo, su carga y las condiciones ambientales. Como referencia, anualmente en transformadores críticos, y siempre después de un cortocircuito pasante, de la operación de una protección propia o de una intervención mayor.

No tengo el protocolo de fábrica de mi transformador. ¿Sirve igual?

Sí. En ese caso la primera campaña establece la línea base del equipo, contra la cual se comparan las siguientes. Es una situación frecuente en transformadores antiguos y no impide el diagnóstico, aunque limita la interpretación de la primera medición.

¿Ensayan transformadores secos además de los sumergidos en aceite?

Sí. En transformadores secos no aplican los ensayos de aceite, y el resto de la batería se ejecuta con criterios propios de ese tipo de aislación.

¿Cuánto demora una campaña de ensayos?

Un transformador de distribución con la batería completa toma en torno a media jornada, sin contar el tiempo de estabilización térmica. Equipos de mayor potencia, con más posiciones de tap y mayor tiempo de estabilización, requieren una jornada o más.

¿Atienden en regiones?

Sí, cobertura nacional. Coordinamos campañas que agrupen varios equipos o ensayos complementarios en la misma movilización.

Solicitud de evaluación del transformador

Batería completa de ensayos, interpretada en conjunto y contra los valores de fábrica. Instalador SEC Clase A. Cobertura nacional.

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