Aceite dieléctrico; Qué es, cuál es su función y más
La industria eléctrica busca constantemente mejorar la calidad del fluido aislante para optimizar la capacidad refrigerante y aislante de los equipos eléctricos. Esto se ha logrado sintetizando compuestos similares a los aceites aislantes, con propiedades físicas y químicas superiores. A continuación te hablaremos más sobre qué es el aceite dieléctrico
Aceite dieléctrico y aislante
Los aceites minerales son ampliamente utilizados como medio aislante y refrigerante para transformadores de potencia. Avances recientes en su refinación han permitido su adaptación a los requerimientos específicos de los equipos, en función del diseño y objetivo.
Parafínicos:
Los aceites derivados del petróleo están formados principalmente por carbono e hidrógeno. Los compuestos parafínicos, también conocidos como n-alcanos, presentan estructuras lineales o ramificadas y son menos estables que los nafténicos y aromáticos.
Moléculas Nafténicas:
Estas moléculas, formadas por ciclos alcanos de 5, 6 o 7 carbonos, son responsables de la calidad del aceite, al ser más solubles y mejorar las propiedades dieléctricas.
Moléculas Aromáticas:
El aceite para transformador también contiene moléculas aromáticas, compuestos con anillos de seis átomos de carbono unidos por dobles enlaces, denominados benceno. Estas moléculas se distinguen de las anteriores tanto por su estructura como por sus propiedades físicas y químicas.
Características que determinan la calidad de un aceite dieléctrico
Antiguamente:
En el pasado, lo único que se buscaba para determinar la calidad de un aceite era su estabilidad a la oxidación, por lo que se desarrollaron numerosos métodos de prueba.
Actualmente:
La tendencia es relacionar las características de los aceites con su composición química. Esto ha permitido obtener un mejor aprovechamiento de las propiedades de cada uno.
Materia prima
La materia prima para la fabricación de aceites aislantes está compuesta por hidrocarburos parafínicos, nafténicos y aromáticos, así como por compuestos de azufre, nitrógeno y oxígeno que se conocen como compuestos polares.
Obtención de Aceites Aislantes
Los procesos de extracción empleados en la obtención de aceites aislantes buscan eliminar los compuestos indeseables y conservar los deseables de la materia prima. Dos de los disolventes más comunes para esto son el ácido sulfúrico y el furfural.
La relación aceite-furfural permite controlar los compuestos aromáticos y obtener aceites aislantes con variados contenidos de los componentes.
Análisis y funciones del aceite dieléctrico
Para determinar la calidad del aceite se realizan análisis y se mide su contenido con base en criterios específicos. Los aceites aislantes tienen varias aplicaciones importantes en transformadores e interruptores. En transformadores, el aceite aísla el sistema y actúa como enfriador; en interruptores, aparte de aislar, extingue el arco eléctrico.
Deterioro del aceite dieléctrico
Existen diferentes causas del deterioro del aceite aislante en los transformadores, tales como la contaminación, humedad, formación de ácidos y oxidación. La humedad disminuye las propiedades dieléctricas mientras los ácidos orgánicos son conductores y contribuyen a la retención de agua.
En los interruptores, el arco eléctrico formado al abrir los contactos provoca la formación de agua, bióxido de carbono, hidrógeno y partículas de carbón. Estas últimas contaminan el aceite mucho antes de que el deterioro por oxidación sea significativo.
Prueba de rigidez en un aceite dieléctrico o tensión de ruptura
La tensión de ruptura eléctrica de un aceite aislante es una medida de su habilidad para soportar un esfuerzo eléctrico.
¿Cómo se mide?
Existen dos métodos, según la ASTM: B-877 y B-1816. El aparato para el método B-877 consta de un transformador, un regulador de voltaje, un interruptor, un voltímetro y una copa de prueba.
¿Qué contiene la copa de prueba?
Tiene dos electrodos en forma de disco que se separan 2.5 mm con las caras perfectamente paralelas.
¿Qué nos permite conocer las pruebas del aceite dieléctrico?
La medición nos permite conocer la resistencia dieléctrica momentánea de un aceite al paso de la corriente al aplicarle un voltaje, además de la presencia de agua libre, polvo, lodos o cualquier partícula conductora presente en la muestra.
Prueba de Resistividad del aceite
La resistividad del aceite es una medida de sus propiedades aislantes, una alta resistividad indica un bajo contenido de iones libres y una concentración baja de materiales contaminantes conductores. Esta prueba es importante cuando se investiga equipo cuyo aislamiento se haya debilitado.
Resultados de la prueba de resistividad
La prueba de resistividad da resultados más confiables que la prueba de rigidez dieléctrica. La reducción de la resistividad con el envejecimiento es una buena indicación de la resistencia del aceite, esto se debe a que una disminución en la resistividad del aceite suele ser el resultado de la oxidación.
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