Download - 1- CAP 1-2 [Modo de Compatibilidad]
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Diagnostico y mantenimiento de transformadores
Captulos 1 y 2 : Sistema de aislamiento
(Expectativa de Vida til en transformadores)
Ernesto Gallo Hoja de Vida Ingeniero Mecnico (UTP) Alta gerencia. Universidad de los Andes 1986-1987. Programa de Alta Direccin Empresarial- PADE en Instituto de Alta Direccin Empresarial
INALDE, Universidad de la Sabana Bogota, Mayo-Septiembre de 2000 Diagnostico y mantenimiento de Transformadores. Transformer Maintenance Institute,TMI S.D.
Myers Akron Ohio USA 1991 Life of a Transformer Seminarios Doble Eng, USA 2006, 2008,2010 y 2012 Seminario de Tecnologa y pruebas de diagnostico en fluidos para Transformadores de
Potencia, WEIDMANN PROLEC Monterrey, Mxico Mayo 14-17 de 2013 Conferencista e Instructor en Diagnstico y Mantenimiento de Transformadores Autor del Libro Diagnstico y Mantenimiento de Transformadores en Campo Certificacin Nivel I en EA y Vibraciones. Alineacin Lser y Lubricacin Professional Building Diagnostics Thermography Training IBS- Tonbridge Inglaterra
Septiembre 2012 Energa Solar Smart Green SPIE Defense, Security, and Sensing 2013, 29 April - 3 May (Thermosense) Instructor en Termografa con Certificacin Nivel III:
The Profesional Thermographers Asociation Seattle USA Marzo de 2007 Snell Infrared Toronto Canad Octubre 2007
Fundador y Presidente actual del Grupo TRANSEQUIPOS (COLOMBIA RD y ECUADOR
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Cubrimiento
Introduccin
Medios aislantes:- Slidos- Fludos
Diagnsticos:- Preventivos-Predictivos
Mantenimientos:- Transformador desenergizado.-Transformador energizado
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Cubrimiento
Introduccin
Medios aislantes:- Slidos- Fludos
Diagnsticos:- Preventivos-Predictivos
Mantenimientos:- Transformador desenergizado.-Transformador energizado
Induccin Electromagntica
1820: Hans Christian Oersted (Fsico y qumico dans)descubri que la corriente circulante en un alambrecrea un campo magntico. (Efecto motor)
1831: Michael Faraday, (cientfico ingls), descubre quemoviendo un conductor en presencia de un imninduce corriente en el conductor. (Efecto Generador)
Estos dos descubrimientos juntos son el principio del transformador elctrico
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Principio bsico del transformador
La teora se basa en circuitos acopladosLa corriente en un circuito origina un flujo magntico que induce un voltaje en el circuito adyacente
Circuito Magntico
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1885- William Stanley revoluciona la transformacin del voltaje
Funcionamiento del Transformador
secundario
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EL TRANSFORMADOR EN LA CADENA DE TRANSPORTE Y USO DE LA ENERGIA
Generacin Transmisin Distribucin (Sistema Colombiano)
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Generacin Transmisin - Distribucin
Subestacin Elctrica exterior
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Transformador de Potencia
Transformadores de Media Potencia S/E Interior
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Diagrama unifilar Subestacin
Tipos de transformadores
Transformadores de Generacin (GSU) Transformadores auxiliares de unidades (UAT) Transformadores auxiliares de reserva (RAT) Autotransformadores Transformadores rectificadores Transformadores de horno (siderrgicas) Transformadores Inversores Transformadores Convertidores Transformadores reguladores Transformadores de Medida, (de Potencial
PTs y de Corriente CTs)
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Tipos de Tanques
Doble Seminario Life of a Transformer Orlando FL Feb 2012
Tipos de Tanques
Doble Seminario Life of a Transformer Orlando FL Feb 2012
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Categoras de equipos segn IEC 60422 DE 2005
Categoras de equipos segn IEC 60422 DE 2005 (Cont)
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Capas de devanados
Referencia: S.D. Myers
Conveccin dentro del aceite en el transformador
Transformer Miantenance Guide 2nd Edition - TMI
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Porqu usar aceite mineral aislante? Bajo costo comparado con otros aislantes. Eficiente en enfriamiento y transferencia de
calor. Buena rigidez dielctrica. Llena muy bien las cavidades del ensamble
del ncleo y bobinas suministrando mejorespropiedades.
Restringe que O2 y agua permeen el papel yotros materiales.
Estable por muchos aos: Si se controla su acidez y produccin de lodo Mantiene la propiedades elctricas esenciales.
Es REGENERABLE!!!!
PORQU MANTENIMENTO
A TRANSFORMADORES INMERSOS
EN ACEITE MINERAL AISLANTE ?
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Causas de Falla en Transformadores
Doble Seminario Life of a Transformer Orlando FL Feb 2008
Causas de Falla en Transformadores
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Gestin de Activos
Confiabilidad!!! Conozco el nivel de confiabidad que tengo del
transformador ?
Tengo informacin sobre la vida til remanentedel equipo?
Qu parmetros y criterios manejo? La instalacin es adecuada y permite una
ventilacin apropiada? S claramente qu tipo de mantenimiento
requiere el transformador? Estoy informado de la presencia fallas latentes?
Conozco su gravedad y su tendencia? Tengo unplan de contigencia?
Se cmo y cundo debo intervenir el equipo?video
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Fuentes de Criterios Normas:
IEC IEEE, ANSI, ASTM Otras
Fabricantes de Transformadores: ABB, Siemens, Waukesha, General Electric, Cooper etc
Fabricantes de aceites aislantes: Shell, Texaco, Venoco, Puramin, Celta, Nynas, Cooper,
Repsol, etc Consultores e Investigadores de nombre
Internacional: S.D. Myers Doble Engineering Morgan Schaffer Otros
Experiencia propia (Know How)
Transformador ensamblado
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Componentes de un transformador
HIERRO CUBA HIERRO NUCLEO COBRE DEVANADOS HERRAJES
ACEITE
INSTRUMENTOS
PAPEL
Se puede reemplazar a Se puede reemplazar a bajo costo. alto costo. Se puede recuperar. Larga vida.
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Componentes de un transformador
Componentes de un transformador
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Cubrimiento
Introduccin
Medios aislantes:- Slidos: Papel aislante- Fludos
Diagnsticos:- Preventivos-Predictivos
Mantenimientos:- Transformador desenergizado.-Transformador energizado
El Papel aislante
Composicin Qumica
Degradacin qumica
Funciones dentro deltransformador
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Componentes de un transformador
EL PAPEL AISLANTE: Es el componente ms dbil del transformador.
LA VIDA UTIL DEL TRANSFORMADOR ES LA VIDA UTIL DEL PAPEL AISLANTE!
Transformer Miantenance Guide 2nd Edition - TMI
Aislamiento
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El Papel aislante
Composicin Qumica
Degradacin qumica
Funciones dentro deltransformador
Unidad simple de Glucosa
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Celulosa
Papel Kraft antes y despus de Procesado
Cortesa de Wiedmann
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Papel Kraft
Cortesa de Wiedmann
Celulosa
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Materiales de Celulosa
CELULOSA Formas
MaderaLaminas de maderaPapel
Papel KraftPapel CrepePapel termoestabilizado
El Papel aislante
Composicin Qumica
Degradacin qumica
Funciones dentro deltransformador
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Anlisis de FURANOS
Los FURANOS son cidos orgnicosque aparecen en el aceite por: La descomposicin trmica de la celulosa Con posterior deshidratacin y
reorganizacin de la molcula deglucosa
Convirtindose en un compuesto establey soluble en el aceite
Efecto de la temperatura, agua y O2
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Envejecimiento General del Papel aislante
Envejecimiento por temperatura
Envejecimiento por Oxidacin
Envejecimiento por presencia de agua
Parte Superior
Media
Baja
Doble Seminario Life of a Transformer Orlando FL Feb 2012
Efecto de Temperatura
Efecto del Oxgeno
Conductor Capas de papel
Envejecimiento General del Papel aislante
Doble Seminario Life of a Transformer Orlando FL Feb 2012
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Limitaciones del GP
Requiere muestra de papel. La interpretacin es mejor con varias
muestras. Es muy difcil conseguir una muestra de
la parte ms caliente. No uniformidad de las muestras,
variacin con el diseo, operacin y mantenimiento.
Furanos
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Generacin de Furanos
Celulosa = Glucosa + H2O + CO + CO2 + cidos Orgnicos
2- cido Furoico 5- Hidroximetil -2-Furaldhdo 2- Furfurol (Alcohol Fulfurdico)2- Furaldehdo (2FAL) (90%)
Furanos vs. Grado de Polimerizacin y vida til remanente del transformador
Estudios recientes : Contenido de 2-furaldehdo (2FAL)
disuelto en el aceite est ligado algrado de polimerizacin o nmero demolculas de glucosa presentes en lacelulosa
Podemos estimar el GP por ende lavida til remanente del transformador.
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T = 20
Referencia: Cheim
CASO BRASILEROCASO BRASILERO
MODELOS DE 2FAL vs. GP2FAL - P D M ode ls
0,001
0,01
0,1
1
10
100
0200400600800100012001400PD
2FA
L (pp
m)
DominelliBurtonChedongPablo Dupont-Cheim
Cepel
GP
Grado de Polimerizacin
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Estimativo de vida til remanente
Doble recomienda tener comoreferencia de fin de vida til 200 en GP.
Se estima que el 100% de vida tilremanente es mayor de 1000 en GP
Referencia: Doble Engineering
Envejecimiento progresivo con el tiempo Fin de Res Frgil yMecnica Oscuro
Efectos del envejecimiento: Oscurecimiento por contaminacin y degradacinPrdida de resistencia elctrica y Mecnica: Falla del transformadorAcortamiento de las cadenas de celulosa Decrecimiento del GPEl papel se torna ms hmedo y cido
Fuente : ABB Power Technologies
Prdida de GP = Envejecimiento
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Estimativo de Tips GPtil remanente
100% de vida til remanente:GP > 1000
Plan de Contingencia:GP 250
Vida til cuestionable:GP 200
Fin de Vida tilGP 100
video
Tipos de procesos de mejoramiento trmico (upgrading) del papel
Modificacin de las cadenas decelulosa especficamente en los gruposOH por cianoetilacin, y acetilacin.
Adicin de qumicos para proteger lacelulosa de la oxidacin: Con compuestos nitrogenados:
reaMelaminaDiciandiamidaPoliacrilamida
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Mejoramiento de la Celulosa para un mejor desempeo trmico
Papel termo-estabilizado vs Kraft
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Envejecimiento del papel (GP)
Seminario Weidmann Prolec Monterrey MexMayo 2013 Juan Gonzalo Castellanos
GP vs. Resistencia a la traccin
Referencia: A guide to Transformer Maintenace, 2nd Edition - TMI
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Proceso de Envejecimiento del papel aislante
Productos de oxidacin
aceite Degradacin qumica
papel aislante
Generacin Furanos baja
GP
Prdida Resistencia a la
traccin (cristalizacin
papel)Generacin
de H2O
Ingreso de agua del medio
ambiente
Aumento de Temperatura
El Papel aislante
Composicin Qumica
Degradacin qumica
Funciones dentro deltransformador
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EL PAPEL KRAFT (coccin al sulfato)
Resistencia mecnica a la traccin aceptable en el tiempo
Rigidez dielctrica (Espacios Dielctricos, Azufre corrosivo en AT!!)
Adsorbente regenerador Alta afinidad con el agua: filtroprensa Catalizador Estabilidad qumica (grado de polimerizacin CO,CO2,
Furanos). Resistencia trmica. Buen transferente de calor Estabilidad de sus caractersticas deseables.
VIDA UTIL DE UN PAPEL AISLANTE= LOG10VIDA(HORAS)= (B/T) A(Ley de Arrhenius)
Transformadores de potencia: Rise 55 C: A=14,133 B=6,972.15 Rise 65 C: A= 13,391 B= 6,972.15
Transformadores de distribucion: Rise 55C: A= 11,968 B= 8,328.8 Rise 65C: A= 11,269 B= 6,328.8A: Determinada por el esfuerzo mecnico
aplicado.B: De acuerdo a la composicin del papel.
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Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
EXPECTATIVA DE VIDA VS. T (C)
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
0.01 0.1 1 10 100 1000
TEM
PER
ATUR
A DE
O
PER
ACI
N
EN CE
LSIU
S
ESPECTATIVA NORMAL DE VIDA EN AOS
ESPECTATIVA DE VIDA DEL PAPEL PARA EQUIPOS DE POTENCIA CON T(RISE) DE 65C
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VIDA UTIL DE UN TRANSFORMADOR (RISE 65C)
Temperatura del punto ms caliente (C)
Expectativa de vida til % de Vida ganada (perdida)
180 4 (dias) (99.9) 160 25 (99.1) 140 250 (90.8) 120 3 (aos) (58.6) 110 7.5 100 100 22 293 85 102 1360 75 152 2027
Regla de los 8C: La vida trmica de un aislamiento clase 105 sereduce a la mitad por un incremento de 8C o se aumenta al doblepor una diminucin de 8C. (Antes era la regla de los 10c)
Sobrecalentamiento de la estructura de soporte, yugo
superior
Doble Seminario Life of a Transformer Orlando FL Feb 2012
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Cortesa de Jos Carlos Mendes - ABB Brasil
EXPECTATIVA DE VIDA VS. T (C)
Cortesa de Jos Carlos Mendes - ABB Brasil
EXPECTATIVA DE VIDA VS. T (C)
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Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
Aplicable a transformadores : De distribucin y de potencia Con Rise 65C Fabricados en concordancia con la Norma IEEE
C57.12.00 Probados bajo IEEE C57.15
Objeto de esta norma: Aplicar cargas por encima de la nominal involucra riesgos que deben ser identificadosNota: Debido a que una sustancial poblacin de transformadores y reguladores
clasificados para rise 55C an estn en servicio, se incluyen lasrecomendaciones que sean especficas para estos equipos
Gua para cargar Transformadores en aceite mineral y Reguladores Step-Voltage
Factor de aceleracin de envejecimiento (Temperatura de referencia para punto ms caliente es 110C para rise de 65C y 95C para rise de 55C): Mayor que 1 cuando el punto ms cliente
excede el valor de referencia Menor que 1 cuando el punto ms caliente
est por debajo del valor de referencia
Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
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Formacin de burbujas de gas: peligro la integridaddielctrica.
Prdida de vida de acuerdo a modelos matemticos. Prdida de resistencia mecnica tanto del conductor
como de la estructura del aislamiento. Expansiones trmicas de conductores, materiales
aislantes, o partes estructurales ocasionandeformaciones permanentes que podran contribuir afallas mecnicas o dielctricas
Sobrepresiones en los bushings ocasionan escapes yprdida de aceite por los empaques, y finalmente falladielctrica.
Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
Efectos de sobrecargar por encima de la carga nominal
Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
Efectos de sobrecargar por encima de la carga nominal
El aumento de la resistencia de contactos acelera ladegradacin del aceite en una regin de altatemperatura localizada, y en condicin extremaarqueo de contactos y evolucin violenta de gases.
Equipos internos auxiliares (reactores y TCs)tambin estn sujetos a los riesgos ya mencionados.
Temperaturas del aceite por encima de 105C (risede 65C por encima de 40C ambiente) el aceite seexpande por encima de la capacidad del tanque yesta sobrepresin puede actuar el dispositivo dealivio y expeler aceite
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Inspecciones Oculares
Historia
Cargabilidad de un transformadorCARGABILIDAD TRANSFORMADOR 1600 KVA
DEMANDA MAXIMA: ACTIVA 1.317 REACTIVA 594 TEMPERATURA: 98C(55% DE SOBRECARGA)
0,00
200,00
400,00
600,00
800,00
1.000,00
1.200,00
01/03
/2006
02/03
/2006
03/03
/2006
04/03
/2006
05/03
/2006
06/03
/2006
07/03
/2006
08/03
/2006
09/03
/2006
10/03
/2006
11/03
/2006
12/03
/2006
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Cargabilidad de un transformador
Cargabilidad de un transformador
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Inspecciones oculares
Inspecciones oculares
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Inspecciones oculares
El envejecimiento es una funcin entiempo de la temperatura, contenido dehumedad y de oxgeno.
Con los modernos sistemas depreservacin los efectos de la humedady el oxgeno se puede minimizar.
Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
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Svante August Arrhenius (Vik, Suecia, 19 de febrero de 1859 - Estocolmo, 2 de octubrede 1927) fue un cientfico (originalmente fsico y ms tarde qumico) y profesor suecogalardonado con el Premio Nobel de Qumicade 1903 por su contribucin al desarrollo de la qumica con sus experimentos en el campo de la disociacin electroltica.
Svante August Arrhenius
Ref: WIKIPEDIA
Ecuacin de Arrhenius
La ecuacin de Arrhenius es una expresin matemticaque se utiliza para comprobar la dependencia de la constante de velocidad (o cintica) de una reaccin qumica con respecto a la temperatura a la que se lleva a cabo esa reaccin.[1] La ecuacin fue propuesta primeramente por el qumico holands J. H. van 't Hoff en 1884; cinco aos despus en 1889 el qumico sueco Svante Arrhenius dio una justificacin fsica y una interpretacin para la ecuacin. Actualmente, es vista mejor como una relacin emprica.[2] Puede ser usada para modelar la variacin de temperatura de coeficientes de difusin, poblacin de vacancias cristalinas, velocidad de fluencia, y muchas otras reacciones o procesos inducidos trmicamente.
Ref: WIKIPEDIA
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Este modelo se basa en la tasa de reaccin qumica de Arrhenius y asume que el envejecimiento debido a las fatigas elctrica, mecnica y del medioambiente no tiene un impacto notable en la vida del aislamiento durante operacin normal.
El modelo Arrhenius es considerado de fatiga simple (temperatura) y es el que ms se utiliza en el anlisis de fatiga por temperatura en aislamiento elctrico. Este modelo es la base de varios estndares que relacionan la vida del aislamiento con la temperatura
Modelo Arrhenius
Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
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Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
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Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
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Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
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Norma IEEE C57.91-2011(Publicada en Marzo 7 de 2012)
Efectos de sobrecargar un transformador:
Evolucin de formacin de burbujas de gas.
Dao a la estructura del aislamiento Deformacin del conductor y su
estructura. Problemas por la expansin del aceite. Aumento de la resistencia de contactos
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T ?
Transformadores confinados en un recinto con poca ventilacin fresca, donde la transferencia de calor es muy pobre, ocasionando una alta
temperatura de operacin de los equipos.
Cortesa: TRANSEQUIPOS S.A.
T ?
Cortesa: TRANSEQUIPOS S.A.
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El transformador encapsulado! No tiene ventilacin adecuada
Cortesa: TRANSEQUIPOS S.A.
Cubrimiento
Introduccin
Medios aislantes:- Slidos- Fludos
Diagnsticos:- Preventivos-Predictivos
Mantenimientos:- Transformador desenergizado.-Transformador energizado
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El aceite mineral aislante
Normatividad (ASTM, IEC, IEEE)
Composicin qumica
Funciones y desempeo
Degradacin qumica y sus efectos dentro del transformador
El aceite mineral aislante
Normatividad (ASTM, IEC, IEEE)
Composicin qumica
Funciones y desempeo
Degradacin qumica y sus efectos dentro del transformador
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ASTM D-3487
IEEE C57.106-2006
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IEC INTERNATIONAL STANDARD 60422 Numeral 5 Third edition 2005-10
Propiedades de un aceite mineral aislante
--high dielectric strength to withstand the electric
stresses imposed in service;
sufficiently low viscosity so that its ability to
circulate and transfer heat is not impaired;
adequate low-temperature properties down to the
lowest temperature expected at the installation site;
resistance to oxidation to maximize service life.
IEC 60422 de 2005
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Componentes de un transformador
El aceite mineral aislante
Normatividad (ASTM, IEC, IEEE)
Composicin qumica
Funciones y desempeo
Degradacin qumica y sus efectos dentro del transformador
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Fluidos AislantesAceitesLos aceites aislantes son fluidos con caractersticas ycomportamientos especficos necesarios para impartirlas propiedades aislantes y proteger los componentesdel transformador durante su almacenamiento yfuncionamiento, los mismos se pueden clasificarsegn su origen en:
Aceites mineral (derivados del petrleo). Semisintticos Sintticos de alto punto de fusin Vegetales
Aceites (Fluidos) Aislantes:
Propiedades de un aceite Aislante:
Alta resistencia dielctrica para soportar el estrselctrico producido durante el servicio.
Baja viscosidad, suficiente para circular y refrigerar(transferir calor) adecuadamente el transformador.
Adecuada propiedades (Punto de Fluidez yViscosidad) a bajas temperaturas, menores que lastemperaturas de servicios dado los sitios deinstalacin.
Proteger las partes internas del transformador. Estabilidad y resistencia a la oxidacin para
maximizar la vida de servicio del transformador.
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Aceites Minerales
Son mezclas de hidrocarburos de alto pesomolecular de composicin qumica variada
Provienen de la refinacin de destilados delpetrleo.
Su composicin es hidrocarburos del tiponaftnico, aromtico e isoparafnico, en diferentesproporciones dependiendo del tipo de petrleo dedonde provengan.
Dependiendo de la composicin mayoritaria dedichos hidrocarburos los aceites tendrncaractersticas y comportamientos diferentes,razn por la cual se utilizan para clasificarlos:
BASES DE LOS ACEITES MINERALES AISLANTES
Base isoparafnicaBase naftnicaBase aromtica
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BASES DE LOS ACEITES AISLANTES (1)
Base isoparafnica:
CH3-CH2-CH2-CH-CH2-CH2-CH2-CH3|CH2|
CH2|CH3
4,PROPIL NONANOISOPARAFINA(PARAFINA RAMIFICACADA)
(35% a 40%)
Aceites Minerales:
Bases Isoparafnicas:
Predominantemente (35 40%) de compuestos iso-parafnicos ynormal (lineal) parafnicos, Son altamente saturados lo que lesconfiere alta estabilidad trmica y a la oxidacin, alto ndice deviscosidad, bajo poder solvente y altos puntos de fluidez. (Lacomposicin restante es: 50 - 60% Naftnicos y 5 10 %Aromticos)
CH2CH CH3
CH2CH2
CHCH2
CH2
CH2R
CH2
CH2
CH3
CH3
Iso Parafinas
CH2CH2 CH3
CH2CH2
CH2CH2
CH2
CH2R
Normal Parafinas R = CH3- (CH2)n-
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BASES DE LOS ACEITES AISLANTES (2)
Base naftnica:
50% a 60%
CH3CH2CHCH2CH2CH2CH3H
H2
H2
H2H2
H2
Aceites Minerales:
Bases Naftnicas:Predominantemente componentes de naturaleza cclicos concadenas laterales (ciclo parafinas) (50 60%). Poseen mayorpolaridad que los Parafnicos, Su naturaleza cclica ramificadales confiere menor punto de fluidez, menor ndice de viscosidad ymayor poder solvente, poseen menor estabilidad a la oxidacin ytrmica que los parafnicos. (La composicin restante es:aproximadamente 35 40 % isoparafinas y 5 10 % Aromticos)
R = CH3- (CH2)n-
CH
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2CH2
CH2CH2
CH2R
Ciclo-Parafinas ( Naftenos)
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BASES DE LOS ACEITES AISLANTES (3)
Base aromtica:
5% a 10%
INHIBIDOR NATURAL
CH2CH3
H
H
CH2CH2CH2CH3
H
H
Aceites Minerales:
Base Aromtica:Predominantemente componentes de estructuras con anillos debenceno mono y polianulares (5% a 10%). Son mas polares quelos naftnicos por lo que posee mayor poder solvente lo que setraduce en un bajo punto de anilina, parmetro quegeneralmente se usa para caracterizarlos, poseen muy bajospuntos de fluidez e ndice de viscosidad, su estabilidad a laoxidacin y trmica es menor que los naftnicos. (Lacomposicin restante es: aproximadamente 35 40 %Isoparafinas y 50 60 % Naftnicos)
Poliaromticos
CHCH2
R
CH3
Alquilbencenos
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Aceites Minerales:
Compuestos minoritarios:Dada la naturaleza mineral de los aceites, en el procesode refinacin del petrleo quedan hidrocarburosolefnicos y poliaromticos sustituidos, as comoorganometlicos minoritarios (0,5 3 %) que impartencomportamientos y propiedades variadas a los aceites.(algunos se comportan como azufre corrosivo !!!)
NH
CH3
CH3
CH3
RCH3
CH3
Tiofenos
Dibencildisulfuro
Olefinas
Alquilcarbasol
SCH3
CH3
S
R
SS
INHIBIDORES SINTETICOS CONTRA LA OXIDACION
2,6 Diterbutil fenol (DBP)
2,6 Diterbutil paracresol(DBPC)
-
Estructura qumica de los inhibidores
PROPORCION SEGUN ASTM 3487
0.08 % ACEITE TIPO 1
0.3 % ACEITE TIPO 2
FACTOR DE POTENCIA:ANTES Y DESPUES DE APLICAR INHIBIDOR
ANTES DEL SERVICIO 0,45%DESPUES DEL SERVICIO 0,48%
0,43%0,44%0,45%0,46%0,47%0,48%0,49%
ANTES DEL SERVICIO DESPUES DEL SERVICIO
FACTOR DE POTENCIA ACEITE TRANSFORMADOR DE 10 MVA GENERAL ELECTRIC
-
Aceites Minerales:
Aceites Aislantes:Factores de Deterioro:
AceiteAire (O2)
H2O
Productos
PrimariosPolmeros Depsitos
Descomposicin Trmica (Gases)
+Catalizador- Cu- Fe
Catalizador- Cu- Fe
Condiciones de Operacin-Calor-Estrs Mecnico-Shock/Esfuerzo Elctrico
-
Aceites Aislantes:
El inicio de la oxidacin ocurre cuando una fuente de energa
tal como calor, luz, etc. Incide sobre las molculas no
saturadas o aromticas produciendo un radical alquil (R)
Este proceso puede ser acelerado (Catalizado) por la
presencia de iones metlicos (metales de desgaste,
corrosin, herrumbre).
Proceso de Oxidacin:
Aceites Aislantes:Mecanismos de Oxidacin:
INICIACIN :
(1) RH R
PROPAGACIN:
(2) R + O2 RO2
(3) RO2 + RH ROOH + R
RAMIFICACIN DEGENERADA:
(4) ROOH RO + OH
TERMINACIN :
(5) R + R R-R
(6) RO + R ROR
(7) RO2 + R ROOR
(8) RO2 + RO2 ROOR + O2
Radical Peroxi
Radical Alquil
Reaccin en Cadena
Mltiples mecanismos (Acidos, alcoxi)
Las cetonas y aldehdos condensaran
para formar productos polimricos
Se combinan dos radicales para
formar una molcula estable
-Hidrocarburos mayor PM
-Cetonas
-Esteres
-
Aceites Aislantes:
Los antioxidantes pueden clasificarse como primarios y
secundarios y desactivadores de metales. Los antioxidantes
primarios y secundarios interrumpen la secuencia de
oxidacin en las etapas de propagacin y ramificacin
respectivamente (mecanismo de oxidacin). Los
desactivadores de metales funcionan minimizando la
actividad cataltica de los metales presentes en el sistema.
Accin Antioxidante:
Aceites Aislantes:Accin Antioxidante:
2,6 Diterbutil Fenol
(DBP)
2,6 Diterbutil Paracresol
(DBPC)
CH3
CH3CH3CH3
CH3
CH3
OH
CH3
*
CH3
CH3CH3CH3
CH3
OH
CH3
*
Antioxidantes primarios o barredores de radicales libres, su estructura ofrece una barrera
estrica de forma tal que solo el hidrgeno (*) del grupo fenol queda disponible para
reaccionar favorablemente con el radical alquilperoxi evitando la reaccin en cadena. La
molcula una vez donado el hidrgeno sigue siendo una molcula estable.
PROPORCION SEGUN ASTM 3487
0.08 % ACEITE TIPO 1
0.3 % ACEITE TIPO 2
-
ADITIVOS INHIBIDORES CONTRA LA OXIDACION
2,6 Diterbutil fenol (DBP)
2,6 Diterbutil paracresol(DBPC)
COMPOSICION TIPICA DE ACEITES AISLANTES
Base Isoparafnica Base Naftnica Base Aromtica (Inhibidor Natural)
Aditivo Inhibidor (DBP, DBPC)
35% A 40%
50% A 60%
4% a 8%
0,08% T1O,3% T2(ASTM 3487)
-
Compatibilidad de los aceites
Field experience indicates that problems
are not normally encountered when unused
oil is added in small percentage, e.g. less
than 5 %, to used oils classified as good
(see 10.4), though larger additions to heavily
aged oil may cause sludge to precipitate.
(IEC 60422 de 2005 numeral 6.12)
El aceite mineral aislante
Normatividad (ASTM, IEC, IEEE)
Composicin qumica
Funciones y desempeo
Degradacin qumica y sus efectos dentro del transformador
-
El aceite aislante aporta: Aislamiento elctrico Proteccin de las partes internas del
transformador Refrigeracin disipante del calor por
conveccin Prevencin de la formacin de lodo en el
transformador (Paradoja??)NOTA: La prdida o disminucin de cualquiera de estas propiedades
es razn suficiente para tomar alguna accin sobre eltransformador
AGENTES DE ENVEJECIMIENTO DEL PAPEL AISLANTE
El agua Los productos
de oxidacin generados por la degradacin del aceite aislante.
-
EFECTO DEL AGUA EN EL ENVEJECIMIENTO DEL PAPEL
% de Agua por peso seco del papel
Factor de envejecimiento
0,3% 1,0
2,0% 6 A 10 X
4,0% 12 A 45X
Contenido de agua y HR
Referencia: A guide to Transformer Maintenace, 2nd Edition - TMI
-
Transformador 1000 kva 34.5/0,440 kv enambiente de alta humedad relativa
Referencia. Transequipos Programa Controlab
Transformador 1000 kva 34.5/0,440 kv en ambiente de alta humedad relativa
Referencia. Transequipos Programa Controlab
-
El papel como filtroprensa
Transformer Maintenance Guide TMI
Equilibrio de H2O papel aceite
Transformer Maintenance Guide TMI
-
RESISTENCIA A LA TRACCION SEGUN ACIDEZ
Nmero de Neutralizacin
(mg KOH/g)
Resistencia a la traccin
(PSI)0,01 17X103
0,10 11X103
0,20 9X103
0,30 8X103
0,40 7X103
EFECTOS ADVERSOS EN PRESENCIA DE AGUA Y P. DE OXIDACION :
Aumento del factor de potencia Aumento de la temperatura de operacin. Degradacin qumica Degradacin mecnica (disminucin de la
resistencia mecnica a la traccin, cristalizacin ) Disminucin del grado de polimerizacin Disminucin de la resistencia de aislamiento Disminucin de la rigidez dielctrica. En condicin critica: falla del transformador.
-
DIAGNOSTICO
Pruebas ASTM degradacin (ADFQ) : agua en papel , impregnacin de p.Polares, cidos, lodos en papel
Pruebas de envejecimiento: grado de polimerizacin, resistencia mecnica a la traccin, CO-CO2, furanos
Pruebas elctricas (PEC) Cromatografa de gases (predictivo) Nuevas Tcnicas: SFRA, EA Inspecciones oculares peridicas Termografa Historia
IMPORTANCIA DE LA HISTORIA
Cortesa: TRANSEQUIPOS S.A.
-
Componentes de un transformador
El aceite mineral aislante
Normatividad (ASTM, IEC, IEEE)
Composicin qumica
Funciones y desempeo
Degradacin qumica y sus efectos dentro del transformador
-
LA DEGRADACION DEL ACEITE AISLANTE
UN PROCESO QUE ENVEJECE EL PAPEL
Degradacin del Aceite AislanteFactores de Deterioro:
AceiteAire (O2)
H2O
Productos
PrimariosPolmeros Depsitos
Descomposicin Trmica (Gases)
+Catalizador- Cu- Fe
Catalizador- Cu- Fe
Condiciones de Operacin-Calor-Estrs Mecnico-Shock/Esfuerzo Elctrico
-
ETAPAS DE FORMACION DE LODOS
Por oxidacin natural de los hidrocarburos se forman cidos orgnicos y steres con un diametro medio menor de 0.03 micrones.
Esos cidos y steres se unen para formar complejos moleculares de 0.03 a 0.05 micrones de diametro medio.
Posterirormente esos complejos moleculares se aglomeran para formar particulas de 0.05 a 1.5 micrones de diametro medio
Dichas partculas precipitan sobre las paredes de los componentes el transformador.
Influencia del O2
Referencia: A guide to
Transformer Maintenace,
2nd Edition - TMI
-
Factores bsicos del deterioro del aceite aislante:
Hidrocarburos inestables en
el aceiteO2
Catalizadores
+(H2O )
Aceleradores+ + +
Productos de oxidacin
Factores bsicos del deterioro del aceite aislante: 02
Es imposible remover todo el O2, al menos queda un 0,25%.
Es el gas de mayor solubilidad en el aceite (16%), y por ende el de mayor afinidad con el mismo.
La degradacin del papel tambin suministra O2.
Los naturales inhibidores de O2 gradualmente se acaban con el tiempo.
-
Factores bsicos del deterioro del aceite aislante: Catalizadores
Cobre Hierro
Nota: La actividad del cobre y el hierro como catalizadores se incrementa proporcionlamente a la cantidad de agua presente.
Catalizador Agua Horas* Nmero de Neutralizacin(mgKOH/g)
Ninguno No 3.500+ 0.17Ninguno Si 3.500+ 0.90
Hierro (Fe) No 3.500+ 0.65Hierro (Fe) Si 400 8.10Cobre (Cu) No 3.000 0.89Cobre (Cu) Si 100 11.2
*Ensayo de oxidacin acelerado efectuado en laboratorio a 95C.
Efecto catalizadores Cu, Fe Vs. Agua
Referencia: A guide to Transformer Maintenace, 2nd Edition - TMI
-
Factores bsicos del deterioro del aceite aislante: Aceleradores
El calor: O2:Se combina con el aceite a 75C en aprox. 15 das, a 50C en varios meses.
Vibraciones y shocks elctricos. Esfuerzos elctricos
El lodo: fase terminal del proceso
Sustancia resinosa, parcialmente conductora, moderadamente soluble en el aceite ( a punto de anilina).
Disminuye el aislamiento El transformador pierde capacidad de
sobrecarga. Depsitos de lodo etre 1/8 y de espesor
pueden aumentar la temperatura deoperacin del transformador entre 10C y15C Depotenciacin del transformador
-
Mecnica de oxidacin y formacin de lodos segn ASTM:
Formacin de productos deoxidacin solubles en el aceite.
El cambio de productos de oxidacinsolubles a componentes insolubles.
Nota: El lodo se precipita primero en las partesfras y luego en las partes calientes deltransformador. Su formacin es peridica, ocontinua.
Degradacin del aceite: la celulosa lleva la peor parte
Cuando de forman lo perxidos en el aceite aislante se inicia una reaccin en cadena.
La celulosa reacciona con dichos perxidos formando oxicelulosa: quebradiza y de baja resistencia mecnica.
Los cidos de bajo peso molecular son mas intensamente absorbidos por la celulosa en las primeras etapas.
-
Degradacin del aceite: la celulosa lleva la peor parte
Cuando se forman lo perxidos en el aceite aislante se inicia una reaccin en cadena.
La celulosa reacciona con dichos perxidos formando oxicelulosa: quebradiza y de baja resistencia mecnica.
Los cidos de bajo peso molecular son mas intensamente absorbidos por la celulosa en las primeras etapas.
NUMERO DE NEUTRALIZACION =0,30NUMERO DE NEUTRALIZACION =0,20
NUMERO DE NEUTRALIZACION =0,05 NUMERO DE NEUTRALIZACION =0,10
El papel como filtro
(TOMADO DE S.D.MYERS)
-
El papel como filtro
El papel como filtro
-
Laboratorio Acreditado ISO 17025-2005
Cubrimiento
Introduccin
Medios aislantes:- Slidos- Fludos (otros)
Diagnsticos:- Preventivos-Predictivos
Mantenimientos:- Transformador desenergizado.-Transformador energizado
-
OTROS FLUIDOS PARA APLICACIONES ESPECIALES
El aceite mineral aislante cumple en generalla mayora de los requerimientos entransformadores e interruptores.
Sin embargo para determinadas condicioneses indispensable considerar otras alternativasdiferentes al aceite mineral aislante, concondiciones y desempeos ms exigentes. Son generalmente de carcter sinttico Son ms costosos,
Otros Fluidos Aislantes
Aceites Minerales Semisintticos
Aceites Minerales sintticos
Aceites siliconados
Aceites Vegetales
PCBs
-
Aceites Semisintticos:
Son aceites formulados que incorporan las
bondades de los fluidos sintticos y los costos
de los aceites minerales a los efectos de lograr
el balance ptimo de desempeo y su relacin
costo/beneficio.
Aceites Semisintticos:
Alta capacidad de formulacin
Alta capacidad de experimentacin
Sinergia con fabricantes
Sinergia con empresas de servicios.
Requerimientos:
-
Otros Fluidos Aislantes
Aceites Minerales semisintticos
Aceites Minerales sintticos
Aceites siliconados
Aceites Vegetales
PCBs
Aceites Semisintticos:
Son aceites formulados que incorporan las
bondades de los fluidos sintticos y los costos
de los aceites minerales a los efectos de lograr
el balance ptimo de desempeo y su relacin
costo/beneficio.
-
Aceites Semisintticos:
Alta capacidad de formulacin
Alta capacidad de experimentacin
Sinergia con fabricantes
Sinergia con empresas de servicios.
Requerimientos:
Aceites minerales sintticos de alto punto de ignicin
R-Temp (Cooper Power Systems) WEMCO-FR (Westinghouse Electric
Corporation) Shell Diala HFX (Shell Lubricants) MEPSOL (McGraw Edison) Beta Fluid (Dielectric Systems Inc.)
-
Beta Fluid (Dielectric Systems Inc.)
Otros Fluidos Aislantes
Aceites Minerales semisintticos
Aceites Minerales sintticos
Aceites siliconados
Aceites Vegetales
PCBs
-
Poly-organo siloxanos (Siliconas) Propiedades deseables
Qumicamente estables Resistentes al fuego (punto de
inflamacin >300 C)
Marcas de aceites siliconados
Dow Corning 561General Electric SF 97Union Carbide L-305Rhone-Poulonc Rhodorsil
604V50
-
Poly-organo siloxanos (Siliconas) Propiedades indeseables
Alto costo Menor Rigidez dielctrica (se limita su uso en
alto voltaje, mayor de 36 KV) En descargas parciales genera gels que
dificultan la conveccin del fludo. Se dificulta la medicin de rigidez dielctrica
por la generacin de gel despus de laprimera prueba, no permite el uso de ladesviacin standard.
Su desempeo trmico es menor (exigenciaen sistema de enfriamiento)
Otros Fludos Aislantes
Aceites Minerales semisintticos
Aceites Minerales sintticos
Aceites siliconados
Aceites Vegetales
PCBs
-
Aceites Vegetales (steres Naturales)
Aceites Vegetales:
Los aceites vegetales son productos naturales quese obtienen por medio del proceso de extraccinmecnica o con solvente de las semillas deespecies oleaginosas. Estn compuestosprincipalmente por steres de la glicerina(Triglicridos) y su composicin varia, de acuerdo ala naturaleza de la oleaginosa, en la fraccin de losdiferentes cidos carboxlicos (cidos grasos)unidos al glicerol. Cuando estn crudos poseen ensu composicin fosfolpidos, carotenos y otroscompuestos, que se eliminan a travs del procesode refinacin.
-
Aceites Vegetales:
CH2C O
O
CH2CH2 CO
O CH
C
O
O
CH2
CH2
R
R
R R = H3C-(H2C)n-OH
OH
CH2
CH
CH2
OHCO
OHCH2
R+
H2O
T (C)
n= 9 - 17
Saturados e Insaturados
3
Triglicrido Acido Carboxlico Glicerina
Los aceites presentan, mayoritariamente insaturaciones en las
cadenas de los cidos carboxlicos que componen el triglicrido
Aceites Vegetales:Composicin tpica:
C14 C16 C18 C18:1 C18:2 C18:3Aceite Miristico Palmtico Estearico Oleico Linoleico Linolenico
Soya 11,3 3,4 23,1 55,8 6,4Maz 12,5 1,8 27,4 57,5 0,7Girasol 0,1 5,9 4,4 19 67,5 2,9Ajonjoli 10,1 5,7 39,7 44,4Palma 1,1 44 4,5 39,2 10,1 0,4
Saturados Insaturados
CH2O2C
CHO2C
CHO2C
CH2O2C
CHO2C
CHO2C
EstructuraTpica
-
Aceites Vegetales:
OO
OC
CC
OOO
CO
OO
O
C
C
O
O
CO
O
O
O
C
C
O
O
O
O
O
O
O
O
T (C)T (C)
Triglicrido del Aceite Vegetal
Triglicrido del Aceite Vegetal
Cat
Polimerizacin
Con el objeto de minimizar la tendencia a polimerizar se hidrogena
parcialmente para eliminar las dobles (linoleico) y triples
(linolnico) insaturaciones.
Aceites Vegetales:
Desventajas
Tendencia a la oxidacin por efecto de las
insaturaciones caractersticas.
Tendencia a la formacin de lacas y barnices
Tendencia a la formacin de depsitos
Tendencia a la hidrlisis (formacin de
cidos)
Disponibilidad
-
Penta Erythritol Ester (PEE) de cidos Grasos de Origen VegetalPropiedades deseables
Alto punto de inflamacin>300 C, lo cual lo catalogacomo fludo de alto punto de ignicin. (FM Global leda exenciones de almacenamiento hasta 2640galones)
Bajo punto de solidificacin, lo que le permite serusado a baja temperatura ambiente con aceptableviscosidad.
Buena biodegradabilidad y baja toxicidad.(reconocido con la certificacin EPA ETV. )
Es un producto de fuentes renovables No se degrada en presencia de agua Permite usar la tcnica de Cromatografa de gases
aplicando el mtodo del gas caracterstico ms no elde las razones. Se recomienda mtodo Duval
Alto grado de solubilidad del agua (Papel seenvejece menos)
Alta viscosidad, exigente para el diseo de los sistemas deenfriamiento de los transformadores.
Baja estabilidad qumica (Requieren diseo especial deltransformador)
Requieren ms aditivos antioxidantes y agentesantimicrobiales
Inestabilidad del Factor de Potencia. Tienen mayor disipaciny menor resistividad, por tanto mayor Factor de Potencia.
Por tener diferente solubilidades con diferentes materiales(pinturas, lacas, adhesivos y empaques) estos no pueden serchequeados en su compatibilidad con este aceite.
Contaminado con aceite mineral aislante lo hace aumentar sucapacidad de generacin de espuma, lo cual hace muydificultoso su tratamiento bajo vaco
No se recomienda usarlo en transformadores con diseo derespiracin libre
Penta Erythritol Ester (PEE) de cidos Grasos de Origen VegetalPropiedades indeseables
-
Saturacin del agua
Referencia: J. Luksich Cooper P.SLife of a transformer Seminar Orlando FLA Feb 2008
Rigidez dielctrica vs ppm H2O
Referencia: Don Cherry BIOTEMP ABBLife of a transformer Seminar Orlando FLA Feb 2008
-
Normatividad sobre aceites vegetales
Se han venido usando desde finales de los 90s La nueva especificacin para Lquidos dielctricos de
esteres naturales (aceites vegetales) ASTM D6871fue publicada en junio del 2003
Un nuevo comit de la IEEE, sobre aplicaciones delos esteres naturales, ha empezado a trabajar en unaNorma anloga a la C57.106 del aceite mineral(IEEE PC57.147 en borrador)
Norma Brasilera: PROJETO 03:010.02-027 (Mayo2005)
Fluidos Sintticos:
Son fluidos de origen petroqumico, cuyaspropiedades especficas los hacen aptos para su usocomo lubricantes especiales. Estos fluidoshomogneos se obtienen mediante procesosqumicos que utilizan compuestos de bajo pesomolecular y catalizadores especficos, formndoseproductos con estructuras moleculares y propiedadesdefinidas.
-
Fluidos Sintticos:
Grupo Frmula estructural tpica Aplicaciones
Principales
Alquilbencenos
R
R
R
Aceite refrigerante
Polialfaolefinas
CH3 CHC8H17
CH2 CHC8H17
CH2 CH2C8H17
Aceites para motor,
de transmisin e
hidrulicos
Polibuteno
Aceites para
compresores de aire
Fluidos Sintticos:
-
Fluidos Sintticos:
Oxidacin Aceite Vegetal vs. Mineral
Referencia: J. Luksich Cooper P.SLife of a transformer Seminar Orlando FLA Feb 2008
-
Aceites Vegetales (Esteres Naturales) Envirotemp FR-3 (Cooper Power
Systems) BIOTEMP (ABB ETI) BIOTRANS (Cargill Industrial Oils and
Lubricants) Esters - Syntetic Envirotemp 200 (Cooper Power
Systems) Midel 7131 (Micanite and Insulators)
Biodegradabilidad
Aceites Esteres Aceite H.T-H SiliconaVegetales Sintticos MineralBasado en la prueba CEC L-A-33-A-usada ampliamente en lubricantes
-
Norma IEC para aceites vegetales
PROPIEDAD FSICA MTODO ASTM VALORPunto de Combustin (C) D 92 >300Punto de Inflamabilidad (C) D 92 >275Densidad Relativa 15C/15C D 1298 0,96Apariencia D 1524 Clara, Limpia
QUMICAContenido de Agua (mg/kg) D 1533
-
PROPRIEDAD FSICA ASTM 230kV
Rigidez Dielctrica, 2mm (kV) D 1816
-
Manejo adecuado de aceites minerales Dielctricos
contaminados con PCB,s
Que son los PCB,s Sintetizados por primera vez en 1881 por
SCHMITT-SCHULZ en Alemania. Presentan 209 ismeros, Su frmula emprica es C12H10-nCln, donde n
puede variar entre 1 y 10, siendo mayoritarios los ismeros con 2 a 7 cloros.
-
BIFENIL POLICLORADOS (PCBS)
Los Bifenil Policlorados (PCBs) soncompuestos sintticos fabricadospara uso comercial a partir de1929.
Desde 1960 han sido reconocidospor la comunidad cientfica comouna amenaza para el medioambiente y la salud humana.
Propiedades Fisicoqumicas de los PCBs,
En general son molculas muy estables queresisten la descomposicin trmica, qumica ybiolgica,
Lo anterior los hace muy atractivos para uso anivel industrial.
Masa molecular relativa: 189-499 g/mol Densidad: 1.2-1.6 g/cm Punto de ebullicin: 320-420C Presin de vapor 0,00006 mm Hg Solubilidad: Ligeramente solubles en agua, muy
liposolubles, se disuelven en la mayora dedisolventes orgnicos.
-
Propiedades Qumicas
Alta capacidad calorfica Baja conductividad elctrica Inertes a todos los cidos y base Baja volatilidad (Punto de inflamacin>300C Naturaleza NO POLAR: Alta constante
dielctrica. Altamente solubles en lpidos: Acumulables
en plantas y animales. La alta electronegatividad del cloro neutraliza
la alta reactividad del carbono
Propiedades Fsicas de los PCB,s
Baja polaridad Baja volatilidad Alta constante dielctrica Alta viscosidad Alta estabilidad qumica y
trmica Baja inflamabilidad Sustancias hidrofbicas y con
tendencia a la bioacumulacin.
-
BIFENIL POLICLORADOS (PCBS)
En transformadores se utilizaba lamezcla de PCBs con clorobencenos
La concentracin de la mezclaoscilaba entre 40-100% dependiendodel fabricante
Genricamente se les llam ASKARELaunque tenian otros nombre como: ,Clophen, Phenoclor, Dykanol, etc.
Principales Usos Industriales de los PCB,s
Usos PorcentajeAplicaciones Cerradas
Aceites dielctricos en transformadores, condensadores e interruptores
60
Refrigerantes y fluidos hidrulicos 12Aplicaciones Abiertas
Adhesivos, plastificantes ceras, pinturas, bactericidas, aceites lubricantes.
25
Recubiertas de cables, tintas, retardadores de llama, asfaltos
3
-
HISTORIA DE LOS PCB,s
1881: Sintetizados por primera vez por SCHMITT-SCHULZ en Alemania.
1929: La empresa Monsanto (EE.UU..) realizo su produccin industrial.
1968: Incidente de Yusho, Japn, 1000 personas contaminadas causando cambios degenerativos.
1970: Se logra el mximo de su produccin con unas 61.000 toneladas
1974: Intoxicacin con PCB,s en Leghistong (Inglaterra) 1979: Muertes producidas por cncer heptico en
fbricas de EEUU. 1982: Firma del tratado de Estocolmo para la
prohibicin de PCB,s 1998: Firma Convenio de Basilea
Problemas a la Salud Humana Producida por los PCB,s
En los seres humanos los PCBs pueden causarlas siguientes alteraciones: Cloracn Irritacin en los ojos Problemas neurolgicos Posible agente carcinognico principalmente
del hgado y rectal Reconocidos por la EPA como sustancias
peligrosas clase A, de alta toxicidad ypersistencia ambiental por su riesgoinherente
-
Principales Problemas Ambientales Asociadas a los PCB,s
Bioacumulacin Bioampliacin
Contaminacin de Fuentes hidricas y suelo
Operario que oper conmutadores en trs de distribucin
-
Principales causas de contaminacin del Aceite Mineral con PCB,s
Equipos Elctricos diseados para contener PCB,s como aceite dielctrico
Cambio del aceite dielctrico (PCB,s) por aceite mineral dielctrico
Equipos elctricos con aceite mineral pero contaminados durante malas practicas de mantenimiento.
Principales Generadores de residuos de PCB,s
Empresas de generacin, Transmisin ydistribucin de energa, representan el 60%
Empresas que posee equipo elctrico conaceite mineral dielctrico como industriasmanufactureras de gran consumo energtico,centros de salud, hoteles potabilizadoras deagua centros comerciales.
Empresas que realizan mantenimiento detransformadores elctricos.
-
Aroclor Monsanto
Asbestol American Corp. Chlorextol Allis Chalmers Diaclor Sangamo Electric Dykanol Cornell Dubilier Elemex McGraw Edison Hyvol Aerovox Inerteen Westinghouse ElectricNo-Flamol Wagner Electric Pyronol General Electric Saf-T-Kuhl Kuhlman ElectricClophen Bayer (Germany)
DK Caffaro (Italy) Fenclor Caffaro (Italy)
PRINCIPALES PRODUCTORES DE PCBs
LocalizacinEn 1979 se prohibi la fabricacin mundialmente al
comprobarse su peligrosidad:Marcas de equipos que utilizaron PCBs
American Coop. Mc Graw EdisonAllis Chalmers AerovoxSangamo Electric Prodelec, Kuhman ElectricWestinghouse Electric CaffaroGeneral Electric MitsubishiCornel Dubiller Warner Electric
-
Marcacin transformadores con Askarel
Legislacin Internacional acerca de PCB,s
-
Legislacin Internacional acerca de PCB,s
A su vez las sustancias y artculos de desecho que contenga o estn contaminados con ellos. Entre estos desechos estn los compuestos de PCB,s
Control de los movimientos Transfronterizos de desechos peligrosos y su eliminacin.
Legislacin Internacional acerca de PCB,s
Procedimientos por consentimiento para el comercio Internacional de productos qumicos peligrosos para la salud humana y el medio ambiente, promovido por la FAO y PNUMA.
-
Legislacin Internacional acerca de PCB,s
Medidas para reducir o eliminar las liberaciones de COP,s intencionales o no intencionales
PCB,s: Anexo A Parte I Eliminacin de Produccin. Parte II Eliminacin de uso de COP,s mximo hasta
el ao 2025. Anexo C: Categora de Fuentes
No se permiten nuevos usos.
Legislacin Colombiana
Ministerio de Medio Ambiente, reglamenta parcialmente la prevencin y manejo de residuos y desechos para su gestin integral
Ministerio de Transporte, reglamentacin del transporte terrestre de mercancas peligrosas
Ratificar acuerdos del Convenio de Estocolmo sobre COP,S
Ratificar acuerdos del convenio de Basilea, sobre movimientos transfronterizos de desechos peligrosos Ley 253
de 1996Ley
1196 de 2008
Decreto 4741 de
2005
Decreto 1609 de
2002
-
Resolucin 0222 de 2011 para la Gestion Ambiental de PCB,s
Resolucin 0222 de
2011 Gestion Ambiental de
PCB,s
Ratificar Convenio de Estocolmo
Plan para Gestin
Integral de PCB,s (PNA)
Evidenciar la realizacin
del inventario nacional
preliminar de PCB,s
Eliminar Uso e PCB,s para
el 2025
Eliminar desechos, residuos, y
equipos contaminados
con PCB,s para el 2028
Plan de Accin del PNASugerido al Plan Nacional de Aplicacin del Convenio de Estocolmo, y su plan de accin para PCB,s
IDENTIFICACIN Identificar las existencia de
equipos, aceites, desechos y material contaminado con PCB,s.
PREVENCIN Minimizar el riesgo derivados del uso,
mantenimiento, manipulacin, transporte, tratamiento y eliminacin de equipo, aceites y desechos contaminados con PCB,s
REDUCCIN DEL RIESGO
Desarrollo de programas de desactivacin y retiro de uso de equipos elctricos contaminados con PCB,s.
Desarrollo de lineamientos para la gestin de PCB,s
ELIMINACINEliminar los equipos, aceites y desechos contaminados con PCB,s de forma ambientalmente segura.
-
Legislacin Nacional
Inventario
Regulacion y oficializacion de sitios con PCB,s
Manejo Almacenamiento transporte
Capacidad de Fiscalizacin
Capacidad de Anlisis
ConsideracionesEconomicas
Procedimiento de Evaluacin
Anlisis Cualitativo PCBS
Pertenece a un grupo de anlisisconocido como screening, loscuales dan resultados rpidos ysimplemente un pasa-no pasa omayor menor que. En este tipode pruebas se sacrifica laexactitud por la sencillez yrapidez.
-
Anlisis Cualitativo de PCBS EPA-SW 846 Mtodo 9079
Se reducen los Cloruros presentes en lasmolculas de PCBs, se convierten enCloruros inorgnicos y se detectan agregandoun indicador de acidez o basicidad producidapor exceso de estos.
Con el kit Dexsil, pueden detectarsecantidades de 20, 50, 100 y 500 ppm etc Encaso de arrojar un resultado positivo (>50ppm) esta prueba debe confirmarsecuantitativamente mediante la realizacin deuna cromatografa de gases para anlisis dePCBs.
Anlisis Cualitativo
-
ANLISIS CUANTITATIVO DE PCBs
Mediante este tipo deanlisis se detecta lamolcula de PCB y secuantifica mediante lanorma ASTM D -4059.
Consiste en unacromatografa de gasesutilizando un detectorde captura electrnica.
Caracterizacin de equipos Resolucin 0222 de 2011
Anlisis
Cualitativo
Anlisis
Cuantitativo
Para equipos en servicio Aceites Usado Materiales de desecho
Prueba de verificacin en aceite nuevo Recepcin de equipos y aceite nuevo
EPA SW-846 Mtodo 8082EPA SW-846 Mtodo 9079
ASTM D-4059ASTM D-6160
IEC-61619
-
Clasificacin de PCB,s por Resolucin 0222 de 2011
Equipos Fabricados con PCB,s y desechos
Contaminados con PCB,s
En concentraciones iguales o superiores de l 10% o 100,000 ppm en peso
> a 100,000ppm
Equipos o desechos que contiene o pueden
contener PCB,s
En concentraciones iguales o superiores a 0,05% o 500 ppm de PCB,s y menor al 10% o 100,000 ppm en peso.
< 100,000 ppm y 500 ppm
Equipos i desechos contaminados con
PCB,s En concentraciones
de PCB,s mayores a 0,005% o 50 ppm en peso y menores a 0,05% o 500 ppm en peso
< 500 ppm y 50 ppm
Equipos y desechos no PCB,s
En Concentraciones con menos de 0,005% o 50 ppm en peso.
< a 50 ppm
Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4
Inventario Nacional de PCB,s
-
Plazos determinados por la Resolucin 0222 de 2011 por el MADS
Se deben declarar todos los equipos que contengan lquidos aislantes en la plataforma del IDEAM. El plazo para realizar esta actividad 30 de junio de 2013
Equipos que estn prestando servicio
EQUIPOS EN USO
Equipos en condiciones de operacin, pero no estn prestando servicio
EQUIPOS EN DESUSO
Equipos dados de Baja
Lquidos desechados
Otros Residuos
RESIDUOS O DESECHOS
Este inventario de debe actualizarse mximo cada 30 de junio de cada ao
Metas de Marcado de equipos sometidos al inventario Nacional de PCB,s
Plazos que da la resolucin 0222 de 2011 para el marcado de equipos
31 de Diciembre de 201631 de Diciembre de 202031 de Diciembre de 2024
PLAZO
30%60%100%
META %
Los equipos en uso que estn contaminados con PCB,s deben ser retirados a mas tardar el 31 de Diciembre de 2025
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EXISTENCIA PLAZO DE ELIMINACIN
El total de existencias identificadas y
marcadas al ao 201631 de Diciembre de 2017
El total de existencias identificadas y
marcadas al ao 202031 de Diciembre de 2022
El total de existencias identificadas y
marcadas al ao 202431 de Diciembre de 2028
Metas de eliminacin de desechos y equipos contaminados con PCB,s
Estos desechos y equipos deben ser eliminados de forma ambientalmente segura (Procesos fsicos, qumicos, trmicos o biolgicos diseados para tal fin)
Almacenamiento de equipos y desechos contaminados con PCB,s
Tiempo mximo de almacenamiento antes de ser eliminado o dispuesto 12 meses, es posible pedir prorroga a la autoridad ambiental competente.
Durante este periodo de almacenamiento, se debe asegurar el cumplimiento del articulo 24 de la resolucin 0222 de 2011 del MADS, en lo que tiene que ver con: terrenos no inundables pisos impermeables Sistemas para contencin de derrames. Materiales no Inflamables ETC.
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Otras Obligaciones referidas a disposiciones o decretos Nacionales
Realizar planes de gestin de PCB,s orientados a la disminucin del riesgo (Se debe incluir en el plan de gestin de residuos peligrosos reglamentado por el decreto 4147 de 2005 MADS)
Tomar las medidas necesarias para reducir el riesgo por derrames de los equipos contaminado con PCB,s (Articulo 30 de la resolucin 0222 de 2011 MADS)
Cuando se realicen actividades de mantenimiento o reparacin el propietario del equipo debe verificar al proveedor el contenido de PCB,s de igual forma el proveedor debe certificar que el equipo no sufri contaminacin durante la prestacin del servicio.
Prohibiciones para los equipos y desechos contaminados con PCB,s
Vender, rematar o donar los equipos en desuso o desechados sin previa
autorizacin de la autoridad ambiental
Uso de equipos contaminados con PCB,s en instalaciones nuevas o modificaciones a las existentes.
Importacin de PCB,s Exportacin de PCB,s con fines distintos a la gestin
ambientalmente adecuada Dilucin de aceites contaminados Completar nivel de los equipos contaminados con PCB,s
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Cancelacin del inventario de PCB,s
La debe realizar el propietario de los equipos o desechos ante la autoridad ambiental con los sustentos tcnicos y razones por las cuales ya no estn obligados a diligenciar o actualizar el inventario de PCB,s.
La autoridad ambiental evaluara la solicitad y tendr 60 das e plaza para dar respuesta a la solicitud presentada.
Resumen de Actividades requeridas
Toma de Muestras IdentificacinUbicacin
Geogrfica de los equipos
Caracterizacin semicuantitativa o
Cuantitativa de PCB,s
Clasificacin en grupos para el inventario de
PCB,s
Inventario de PCB,s ante el
IDEAM
Marcado de equipos y desechos
Almacenamiento de equipos y
desechos
Transporte en territorio Nacional
de equipos y desechos
Disposicin Final adecuada
ambientalmente
Cancelacin del inventario ante el
IDEAM
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Disposicin !!!
Disposicin Los transformadores con PCBs se vacian y
se enguagan con soluciones depercloroetileno.
Se demontan todas las piezas. Separacin de materiales aislantes y
metales. Nuevo enjuagado de estas partes con
soluciones de aclarado, y stas se limpianposteriormente con destilacin bajo vaco.
Los enjuagues contaminados con PCBs seenvan junto con el aceite a incineracin.
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Cortesa de VEOLIA
Disposicin
Incineracin a alta temperatura: Horno Rotativo:
1200C en la cmara principal de combustin. Tiempo de permanencia : hasta 90 minutos.
Cmara Secundaria de Combustin: Exceso de Oxgeno >1100C >2 segundos de permanencia.
Disposicin
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Disposicin
Planta Veolia
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El autentico El autentico El autentico El autentico Conservacionista es Conservacionista es Conservacionista es Conservacionista es alguien que sabe que alguien que sabe que alguien que sabe que alguien que sabe que el mundo no es una el mundo no es una el mundo no es una el mundo no es una herencia, sino un herencia, sino un herencia, sino un herencia, sino un prstamo de sus hijos. prstamo de sus hijos. prstamo de sus hijos. prstamo de sus hijos.
J.J Audubon (1785J.J Audubon (1785J.J Audubon (1785J.J Audubon (1785----1881)1881)1881)1881)
Datos Ttpicos para Llquidos Aislantes