universidad de carabobo. -...
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD DE CARABOBO.
FACULTAD EXPERIMENTAL DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA.
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA.
INFORME DE PASANTÍAS
Familiarización con el uso del aceite dieléctrico usado como aislante en
transformadores Eléctricos
POR:
Morffe T, Mayra L.
C.I. V-17904620.
TUTOR ACADÉMICO: Lic. José Alejandro Guaregua.
TUTOR EMPRESARIAL: Ing. Octavio Fonseca.
Bárbula, 04 de Diciembre de 2009.
2
Índice
Pág.
Introducción………………………………………………………………………....3
Objetivos…………………………………………………………………………….4
Capitulo I. Descripción De La Empresa……………………………………….……5
Capitulo II. Bases Teóricas……………………………………………………..…..6
Capitulo III. Resumen De Las Actividades Realizadas……………………………..9
Conclusiones……………………………………………………………………….17
Referencias Bibliográficas………………………………………………………….18
Anexos………………………………………………………………………………21
3
Introducción
Un transformador es un aparato que tiene la función de cambiar los
parámetros de la energía eléctrica, de forma tal, que no sea preciso generar,
transportar y consumir la energía a una misma tensión. Debido a las pérdidas de
energía originadas cuando solo se empleaba aire como material aislante y dieléctrico
dentro del transformador, comenzó a utilizarse aceite mineral proporcionando este
último rigidez dieléctrica y actuando a su vez como medio de enfriamiento.
Para mantener el buen funcionamiento de los transformadores, es necesario
realizar pruebas de rutina al aceite presente en el mismo, ya que, a través de éste, se
pueden determinar algunas fallas. Tanto la normativa legal, como internacional, esta
consciente de esta situación por lo que, se han elaborado un conjunto de pruebas que
permiten evaluar la calidad del aceite en uso y de esta manera prevenir el deterioro
del equipo.
El trabajo realizado durante estas pasantías se fundamento en llevar a cabo las
pruebas de monitoreo del aceite mineral aislante del transformador dieléctrico que se
realizan en la empresa Kay Electric C.A. y generar los procedimientos
correspondientes a cada una de estas pruebas según lo establecido por la norma ISO
17025 con la finalidad de formar parte del manual de calidad del laboratorio.
Las normas aplicadas durante esta jornada de adiestramiento fueron las
COVENIN, así como también el estándar internacional ASTM, estableciendo como
rangos de aceptación los empleados por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y
Electrónicos (IEEE).
4
Objetivos
Objetivo General: Familiarización de las tecnologías aplicadas por KAY
ELECTRIC C.A. en el análisis del aceite dieléctrico usado como aislante
en transformadores.
Objetivos Específicos:
a) Evaluación de las funciones básicas de los líquidos aislantes.
b) Instruirse sobre el funcionamiento de los equipos a emplear en
las diferentes determinaciones.
c) Desarrollo de los distintos ensayos físico-químicos del aceite,
de acuerdo con el estándar ASTM y las normas COVENIN.
d) Desarrollo de manuales correspondientes a cada prueba según
normativa ISO 17025.
e) Desarrollo de informe de resultados correspondientes a cada
ensayo según normativa ISO 17025.
f) Comprender la importancia del análisis de resultados obtenidos
en las diferentes pruebas.
5
Capitulo I. Descripción de la Empresa
Kay Electric fue fundada en enero de 2004, con el compromiso de
proporcionar bienes y servicios bajo el estándar de calidad más alto que les sea
posible, pretendiendo siempre estar dentro de las expectativas del cliente y sobre
todo, bajo los lineamientos de las organizaciones nacionales e internacionales que
regulan el ejercicio de esta rama de la ingeniería y las buenas prácticas asociadas con
su ejercicio.
Misión: La empresa y su personal están comprometidos en mantener la satisfacción
de sus clientes, en todos los productos y servicios que ofrezca, integrando tres
elementos fundamentales: requerimientos del cliente, rápida respuesta y aplicación de
los estándares y procedimientos más actualizados.
Visión: La calidad de nuestros productos y servicios se basa en mantener un stock
disponible de equipos de pruebas, herramientas de trabajo así como personal
adiestrado y una biblioteca lo más actualizada posible adecuados a las necesidades
del servicio a prestar, monitoreándola siempre que sea posible, por la gerencia
general y el resto de los empleados, así como por nuestros clientes a través de
encuestas semestrales.
6
Capitulo II. Bases Teóricas
Transformador: Es un dispositivo que se encarga de "transformar" el voltaje
de corriente alterna que tiene a su entrada en otro diferente amplitud, que entrega a su
salida.
Se compone de un núcleo de hierro sobre el cual se han arrollado varias
espiras (vueltas) de alambre conductor. Este conjunto de vueltas se llaman bobinas y
se denominan: Bobina primaria o "primario" a aquella que recibe el voltaje de
entrada y Bobina secundaria o "secundario" a aquella que entrega el voltaje
transformado.
La Bobina primaria recibe un voltaje alterno que hará circular, por ella, una
corriente alterna. Esta corriente inducirá un flujo magnético en el núcleo de hierro.
Como el bobinado secundario está arrollado sobre el mismo núcleo de hierro, el
flujo magnético circulará a través de las espiras de éste. Al haber un flujo
magnético que atraviesa las espiras del "Secundario", se generará por el alambre del
secundario un voltaje. En este bobinado secundario habría una corriente si hay una
carga conectada (el secundario conectado por ejemplo a un resistor)
La razón de transformación del voltaje entre el bobinado "Primario" y el
"Secundario" depende del número de vueltas que tenga cada uno. [1]
7
Dieléctrico: medio en el cual es posible mantener un campo eléctrico con un
reducido suministro de energía proveniente de fuentes externas. Al energía requerida
para producir para producir el campo eléctrico es recuperable en su totalidad o de
manera parcial.
Material Aislante: Material de baja conductividad eléctrica y alta rigidez
dieléctrica, por lo general, se utiliza para sostener o proporcional separación eléctrica
para los conductores.
Líquido, Fluido o Gas aislante: Un fluido (líquido o gaseoso) que no
conduce electricidad fácilmente. Los fluidos que son aislantes eléctricos, por lo
general, ofrecen tanto aislamiento eléctrico como transferencia de calor en el equipo
eléctrico.
Aceite Mineral Aislante: aceite de origen mineral, refinado de petróleo crudo
que posee propiedades eléctricas aislantes.
Antecedentes Históricos del Aceite en Transformadores
Los primeros transformadores no tenían aceite. El único medio aislante o
dieléctrico era el aire. Esto representaba un grave problema debido a los materiales de
construcción con los que se debía trabajar. Los primeros diseños presentaban grandes
pérdidas de energía que generaban una gran cantidad de calor en el núcleo y en las
bobinas. El aire no era totalmente efectivo para disipar el calor del centro del
transformador.
Tal situación limitó la utilidad del transformador y casi inmediatamente se
evidenció la necesidad de idear una forma de superar dicho inconveniente. En 1887,
Elihu Thomson patentó el uso de aceite mineral en el transformador y cinco años mas
tarde, aproximadamente, esta práctica de utilizar el aceite como aislante dieléctrico se
había afianzado en el ámbito comercial.
8
Funciones del aceite del transformador:
1. El aceite proporciona rigidez dieléctrica; actúa como un material aislante y
dieléctrico.
Los dos materiales más usados como aislantes en los transformadores son:
papel kraft y aceite mineral. El medio aislante más importante en el equipo no es ni el
líquido, ni el sólido, sino la combinación de ambos materiales.
El envejecimiento afecta las propiedades de la combinación aceite/papel más
rápidamente de lo que lo haría con cada uno de los materiales por separado; pero,
incluso esos cambios en las propiedades eléctricas se producen a un ritmo mucho más
lento que lo que el envejecimiento afecta las propiedades químicas y físicas de ambos
materiales.
2. El aceite se encarga de la transferencia de calor; actúa como medio de
enfriamiento.
La composición del aceite determina sus propiedades físicas. La distribución y
tipo de hidrocarburos presentes, así como el peso molecular de dichos componentes
determina propiedades físicas importantes, como el perfil de viscosidad, el calor
específico, la densidad relativa y el coeficiente de expansión del aceite. Tales
propiedades físicas determinan cuan bien el aceite se moverá hasta un punto en el que
se pueda “recoger” el calor del núcleo y las bobinas, absorber el exceso de calor,
transportar el exceso de calor de donde no es conveniente que esté hacia la armazón
del transformador y, por último, disipar el exceso de calor en la atmósfera.
Las características del aceite, en relación con la transferencia de calor,
cambiarán muy lentamente, a medida que el aceite envejece en servicio. Básicamente
no se manifestará cambio alguno durante mucho tiempo, hasta que los lodos sólidos
se acumulen en el aceite. Al formarse el lodo, se precipitará o separará del aceite.
Esto impedirá la transferencia de calor al cubrir las superficies metálicas en las que el
aceite disipa el calor en la atmósfera. El lodo proveniente del envejecimiento del
9
aceite también rellenará los poros y otras estructuras en el aislamiento sólido y evitará
el paso del aceite en ambos sentidos (hacia dentro y afuera) de la bobina.
3. El aceite protege el aislamiento sólido; actúa como una barrera entre el papel
y los efectos dañinos del oxígeno y la humedad.
El aceite protege al papel de la acción del calor, el oxígeno y la humedad,
todos estos sirven para descomponer el papel y reducir su resistencia mecánica. El
aceite extrae el calor del papel en la bobina y en el núcleo a medida que éste se
origina. El aceite de transformador presenta un contenido de oxígeno y de humedad
mucho menor en comparación con la atmósfera, de manera que forma una barrera
efectiva contra los efectos dañinos del oxígeno y de la humedad.
4. El aceite puede probarse para conocer las condiciones internas del equipo;
actúa como una herramienta de diagnóstico para la evaluación del aislamiento
sólido.
El aceite envejece porque se oxida. Los hidrocarburos en el aceite reaccionan
con el oxígeno disuelto para formar derivados de la oxidación en el aceite. Estos
derivados pueden ser alcoholes (R-CH2-OH), ácidos (R-COOH), Peróxidos (R-O-O-
R´), Acetonas (R-CO-R´), Aldehídos (H-CO-R), Epóxidos (R-CH(O)CH-R´) y
jabones (R-CO-OM). Donde M es un metal como el sodio o potasio. Todos estos
productos de oxidación son muy dañinos para el papel, ya que, atacan las cadenas
celulosas que forman las fibras del mismo.
Además cada uno de estos productos de oxidación actúa sobre los otros y
sobre el aceite para formar lodos, los cuales por ser polares, se separan del aceite y
disminuyen la transferencia de calor y la rigidez dieléctrica. Estos lodos se comienzan
a formar en un inicio dentro y sobre el aislamiento sólido debido a su mayor afinidad
con la celulosa.
10
El Aceite como Herramienta de Diagnóstico
A pesar de que el envejecimiento del aceite afecta los resultados de la prueba, éste
no limita la capacidad para probar el aceite e interpretar los resultados. Siempre se
puede obtener un valor para la prueba de aceite que se ejecute que permita evaluar y
monitorear las condiciones del equipo. Más aún, se puede realizar una interpretación
válida a aquellos relacionados con las condiciones internas del equipo. [2]
11
Resumen De Las Actividades Realizadas
Toda empresa y/o compañía que presta un servicio debe cumplir ciertas
normativas que garanticen una buena calidad del servicio prestado. En el caso de los
laboratorios de aspecto químico, biológico, medicinal, etc., la regulación de los
ensayos realizados viene determinada por la norma ISO 17025 la cual aplica para
acreditar un laboratorio, es decir, son todos los requerimientos que se deben cumplir
para garantizar que las actividades llevadas a cabo son confiables.
Las actividades y la manipulación de cualquier herramienta para llevar a cabo
las mismas, deben encontrarse documentadas en un manual de calidad. La compañía
Kay Electric C.A. posee un laboratorio para realizar ensayos físico-químicos el cual,
desea acreditar a través de ISO 17025, para ello es necesario la realización de un
manual de calidad que incluya toda la documentación pertinente a cada ensayo. El
trabajo de pasantías se centró en la realización de la sección 5.4 y 5.11 del manual de
calidad, donde la primera comprende los procedimientos de cada ensayo de acuerdo
al estándar internacional y la normativa vigente y la segunda corresponde al
desarrollo de los informes de resultados por cada ensayo realizado, según los
requerimientos del cliente.
El trabajo de pasantías constó de 12 semanas, llevando a cabo todas las
actividades en el laboratorio de ensayos para aceites dieléctricos. Las actividades
realizadas se pueden dividir en tres ciclos, el primero para estudiar e interpretar los
manuales de cada equipo del laboratorio, el segundo para realizar análisis de aceites
dieléctricos correspondientes a las normas COVENIN y ASTM que aplica y por
último el desarrollo de cada procedimiento según ISO 17025.
12
Descripción del primer ciclo:
Se interpretaron manuales correspondientes a 14 equipos para ensayos físicos
y químicos entre los cuales se encuentran tensiómetro de Dunouy, Cromatógrafo de
gases, Titulador automático, Equipos para determinar el punto de inflamación por el
método de copa abierta y copa cerrada, equipo automático para la determinación de la
viscosidad cinemática, espectrofotómetro, equipo automático para la determinación
del punto de anilina, colorímetro, etc., la interpretación de los manuales se llevo a
cabo traduciendo cada uno de los mismos y creando un documento para el uso de
cada uno de ellos, de forma tal, de facilitar su empleo al realizar una prueba.
Descripción del segundo ciclo:
En este ciclo se llevaron a cabo pruebas con aceite dieléctrico donde se
realizaron las siguientes determinaciones:
Punto de inflamación por copa abierta. Mediante el estándar ASTM D-
92-02 [1] y la norma COVENIN 3361:1998 [2]
Mediante el método de Cleveland, el cual consiste en hacer pasar una llama
sobre la muestra de aceite, mientras ésta es calentada, hasta observar una breve
inflamación de los vapores emitidos por éste. En el anexo A se muestra el equipo
empleado.
El análisis por triplicado de una muestra de aceite dieléctrico nuevo dio como
resultado (149.6 ± 0.6) °C. y para aceite dieléctrico usado se obtuvo (161.0 ± 1.0) °C.
Estos valores se encuentran dentro de los límites establecidos para este tipo de
derivado del petróleo.
Punto de inflamación por copa cerrada. Mediante el estándar ASTM D93-
02 [3] y la norma COVENIN 3345:1997 [4]
Mediante el método de Pensky-Martens, el cual consiste en calentar una muestra
de aceite dentro de una copa de prueba cerrada, que concentra los vapores en su
interior y que se inflaman a determinada temperatura al aplicarse una llama sobre
estos.
13
El análisis por triplicado de una muestra de aceite dieléctrico nuevo dio como
resultado (155.6 ± 0.6)°C. Correspondiéndose con los valores estándar para esta
muestra.
Punto de anilina. Mediante el estándar ASTM D611-98 [5] y la norma
COVENIN 3458:1999[6]
Ensayo en el cual se determina la menor temperatura, a la cual un producto de
petróleo es completamente miscible en un volumen igual de anilina pura, empleando
un equipo automático que posee un detector fotoeléctrico para percibir la señal. En el
anexo C se muestra el equipo empleado.
Este ensayo se llevo a cabo con una muestra de n-heptano puro, como método de
calibración del equipo, obteniendo que la temperatura promedio de dos muestras fue
(68.9 ± 0.4)°C.
Viscosidad cinemática y dinámica. Mediante el estándar ASTM D445-04 [7] y la norma COVENIN 3627:2000 [8]
Empleando un equipo automático, se determina la viscosidad cinemática
determinando el tiempo que tarda el fluido en atravesar un capilar por acción de la
gravedad. La ecuación empleada para esta determinación es la siguiente:
tC.=υ
Donde,
ν: Viscosidad cinemática en cSt
C: constante del viscosímetro en mm2/s2
t: medida del tiempo de flujo en segundos
Para determinar el diámetro del capilar mas adecuado, se realizaron varias
medidas en diferentes capilares y se obtuvo, que para una muestra de aceite mineral,
el diámetro más adecuado era 0.8 mm. ya que el tiempo de descenso del líquido
sobrepasa los 200 s.
14
Contenido de 2,6-di-isobutil para cresol (DBPC). Mediante la norma
COVENIN 1406:1979 [9]
Se determina el contenido del inhibidor mediante un método
espectrofotométrico en el cual, la muestra es sometida a un tratamiento previo para
eliminar algunas impurezas presentes, entre ellas el agua, luego ésta se disuelve en
éter monobutil etilenglicol y se hace reaccionar con ácido fosfomolíbdico e hidróxido
de amonio para formar el complejo de molibdeno de color azul que absorbe a una
longitud de 700nm.
La cuantificación del DBPC se lleva a cabo mediante la realización de una
curva de calibración; durante el desarrollo del trabajo de pasantías la curva obtenida
fue la siguiente:
Curva de Calibración
y = 44,001xR2 = 0,9987
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0,2
0,0000000 0,0005000 0,0010000 0,0015000 0,0020000 0,0025000 0,0030000 0,0035000 0,0040000 0,0045000
% p/p DBPC
Abs
a 7
00 n
m
en porcentajeLineal (en porcentaje)
Obteniendo el siguiente contenido en inhibidor
Aceite dieléctrico nuevo: (0.455 ± 0.003) %
Aceite dieléctrico usado: (0.258 ± 0.007) %
15
Los valores obtenidos manifiestan la tendencia esperada, ya que, al aceite estar
en uso, el contenido del inhibidor debe disminuir por los efectos de la oxidación en el
medio donde éste se encuentra.
Color ASTM. Ensayo de campo. Y laboratorio. Mediante el estándar
ASTM D1524-94 [10] y la norma COVENIN 1404:1998 [11] y Mediante el
estándar ASTM D1500-02 [12] y la norma COVENIN 3362:1998 [13],
respectivamente.
Este ensayo permite un análisis visual del aceite, el cual en condiciones idóneas
debe ser claro y brillante, mediante la comparación del color del mismo con vidrios
de colores estándar. El colorímetro empleado en el ensayo de campo se muestra en el
anexo D.
El resultado en laboratorio, para una muestra de aceite dieléctrico nuevo fue un
color ASTM < 0.5 y para aceite dieléctrico usado color ASTM = 4.0.
Determinación del número total de acidez. Ensayo en campo y
laboratorio. Mediante el estándar D1534-95 [14] y Mediante el estándar
ASTM D4928-00 [15], respectivamente.
La determinación de compuestos de carácter ácido se realiza mediante la
neutralización de los mismos empleando KOH alcohólico como base de
concentración conocida. Tanto en campo como en laboratorio, el método es
colorimétrico. En el ensayo correspondiente al laboratorio el indicador empleado es
p-naftolbenceína y en campo se usa fenolftaleína. Ambos procedimientos se
diferencian en que, en el ensayo realizado en campo se predefine una concentración
de ácido, la adición de KOH permitirá saber si la concentración de ácido presente en
la muestra es mayor o menor al valor preestablecido, mientras que en laboratorio, este
ensayo permite determinar con precisión la concentración de los subproductos ácidos
presentes en la muestra de aceite. La reacción general llevada a cabo en ambos casos
es la siguiente:
OHKRKOHHR lisopropanotolueno2
/ +−⎯⎯⎯⎯⎯ →⎯+−
16
Durante el periodo de pasantía se obtuvo la siguiente curva para la estandarización
del KOH alcohólico
Estandarización de KOH
110
120
130
140
150
160
170
180
0 2 4 6 8 10 12 14 16
vol KOH
volta
je (m
V)
Serie1
Obteniéndose una concentración de KOH alcohólico igual a (0.108 ± 0.002)
M y un número de neutralización para el promedio de un análisis por triplicado de
una muestra de aceite dieléctrico usado igual a (2.1 ± 0.4) mg KOH/ g aceite.
Este resultado indica un alto contenido de compuestos ácidos disueltos en el aceite en
uso, es decir, el aceite se encuentra envejecido y podría afectar con proximidad el
funcionamiento del equipo.
Tensión interfacial contra el agua. Mediante el estándar ASTM D971-99 [16] y la norma COVENIN 1180:1977 [17]
Mediante el método del anillo de Dunouy, (ver anexo B) este consiste en crear
una interfaz entre el aceite y el agua y medir mediante el equipo apropiado la fuerza
necesaria para despegar el anillo de Dunouy desde la superficie del líquido con mayor
tensión superficial, es decir, hacia arriba desde la unión agua-aceite. El valor obtenido
se corrige por un factor determinado empíricamente, el cual depende de la fuerza
aplicada, las densidades del aceite y agua y las dimensiones del anillo.
17
FPA *= Donde,
A: Tensión Interfacial Actual
F: Factor de corrección
P: Tensión Interfacial Aparente (lectura del disco)
La ecuación correspondiente al factor de corrección, es la siguiente:
( ) Rr
dDCPF 679.104534.001452.07250.0 2 −+
−+=
Donde,
F: factor de corrección
P: lectura
C: circunferencia del anillo
D: densidad de la fase inferior (densidad de la muestra)
d: densidad de la fase superior (densidad del aire)
r: radio del alambre del anillo
Para el análisis por triplicado de una muestra de aceite dieléctrico usado se
obtuvo una tensión interfacial aparente igual a 22.8 dinas/cm, un factor de corrección
igual a 1.023 y un valor de tensión interfacial real igual a 23.32 Dinas/cm. Estos
valores ten pequeños de tensión significan que el aceite posee un elevado contenido
de agua, la cual afecta las propiedades del mismo.
Factor de potencia Mediante el estándar ASTM D924-03 [18] y la norma
COVENIN 1182:1978 [19]
En una celda de prueba a temperatura controlada, se somete el aceite a un campo
de corriente alterna, midiendo la energía liberada como porcentaje de la tangente
delta. La energía es liberada, generalmente en forma de calor, y esta corresponde a las
18
pérdidas dieléctricas ocurridas. El aceite nuevo, limpio y seco presenta un valor
bastante pequeño de factor de potencia. La contaminación del aceite por causa de la
humedad o por muchos otros contaminantes aumentará el factor de potencia del
líquido. El envejecimiento y la oxidación del aceite también elevarán los valores del
factor de potencia del líquido.
El análisis de una muestra de aceite dieléctrico usado a 100°C. Dio como
resultado un porcentaje igual a 0.950 %, el cual es un resultado aceptable para aceites
en uso, dentro de los valores preestablecidos por la IEEE.
Rigidez dieléctrica empleando electrodos esféricos y de disco. Mediante
el estándar ASTM D1816-04 [20] y la norma COVENIN 2283:2004 [21] y
Mediante el estándar ASTM D877-00 [22] y la norma COVENIN 1403:1979 [23], respectivamente.
La muestra a ensayar, contenida en una celda de prueba, es sometida a un
aumento de campo eléctrico alterno, por medio de un incremento constante de la
tensión, la cual es elevada hasta que ocurra la ruptura. Esto se realiza con un equipo
automático donde se seleccionan las condiciones del ensayo y éste reporta los valores
obtenidos y el promedio cuando éste sea el caso. La contaminación del aceite por
causa de elementos como fibras del aislamiento sólido, partículas conductoras,
contaminación por elementos extraños, sucio y agua puede afectar la tensión de
ruptura, disminuyendo los valores de la misma. Para la realización de este ensayo es
importante, tomar en cuenta la separación de los electrodos empleados, el voltaje
aplicado y la limpieza de la celda para evitar cualquier contaminante.
El análisis de seis rupturas para dos muestras de aceite dieléctrico usado dio
como resultado un promedio en cada caso igual a 15.4 KV y 15.7 KV. Este resultado
indica que el aceite non se encuentra óptimo para cumplir con todas sus funciones, ya
que ha perdido algunas propiedades químicas debido a la presencia de otros
componentes disueltos en él.
19
Contenido de agua. Método Karl Fischer. Mediante el estándar ASTM
D4928-00 [24] y la norma COVENIN 2879:1992 [25]
La determinación del contenido de agua se lleva a cabo mediante el método de
Karl Fischer, este método se basa en la reducción del yodo, según las siguientes
reacciones:
233332 2 OHCHSOCHOHCHSO +⇔+ −
−− ⇔+ 233233 ISOCHISOCH
+−−− ++→+ HISOCHOHISOCH 22432233
En éste método se realiza una titulación coulumétrica empleando un titulador
automático que incluye, dúo de eléctrodos de platino, generador y agitador
magnético. Este titulador se muestra en el anexo E.
El análisis por triplicado de una muestra de aceite dieléctrico nuevo dio como
resultado (27.95 ± 0.09) ppm. El análisis por triplicado para una muestra de aceite
dieléctrico usado dio como resultado (31.43 ± 0.08) ppm.
Gravedad específica. Mediante el estándar ASTM D1298-99 [26]
La densidad relativa es una propiedad física del aceite aislante y simplemente es
la relación de la masa de un volumen específico de aceite con la masa del mismo
volumen de agua a igual temperatura. Esta determinación se lleva a cabo mediante el
método hidrométrico, el cual consiste en suspender un hidrómetro en un recipiente
con aceite a temperatura controlada. Se reporta como el valor de densidad relativa, el
valor en el cual se encuentre el menisco del hidrómetro cuando este se estabiliza. En
el análisis de una muestra de aceite dieléctrico usado el valor obtenido fue 0.87.
Determinación del contenido de PCB
El método empleado es la determinación de cloro presente en la muestra,
cuantificando el mismo como cloruro de sodio. Para esto se hace uso de un kit
20
especial, el cual permite por colorimetría conocer si la muestra contiene una cantidad
de cloro dentro del límite permitido.
Determinación del contenido de gases disueltos en el aceite.
Mediante un método cromatográfico, se separan los gases disueltos del aceite y
se procede a analizar. Éste método permite cuantificar los gases presentes y a partir
de estos resultados predecir las posibles fallas del transformador, que aceleran el
proceso de envejecimiento del aceite. Se hace uso de un vibrador para separar los
gases disueltos del aceite y de un cromatógrafo de gases para llevar a cabo el análisis
de dichos gases.
La base de la separación cromatográfica es la distribución de una muestra en dos
fases, una estacionaria y una móvil; en este caso, se tiene que, la fase estacionaria
corresponde a tres columnas cromatográficas empaquetadas con PN, 6201 y tamiz
molecular, respectivamente, y la fase móvil es nitrógeno gaseoso de alta pureza, este
es llamada gas de arrastre y conduce a través de la fase estacionaria la muestra
gaseosa a analizar, separando los componentes de la misma según su afinidad con el
empaque de la columna.
Descripción del tercer ciclo:
Luego de la realización de cada ensayo se realizaron los procedimientos
correspondientes a cada uno de ellos siguiendo las especificaciones ISO 17025.
Partiendo de la normativa vigente y la tecnología aplicada en cada uno de los equipos
diseñados para tal fin. Cada procedimiento contiene, entre otras cosas, el objetivo,
una lista de reactivos y materiales a emplear, la descripción general del mismo y un
procedimiento detallado para llevar a cabo el ensayo.
Por último se realizaron los informes de resultados por cada ensayo,
conteniendo como mínimo la información pertinente según los requerimientos del
cliente. Entre los ítems incluidos se encuentran los datos del cliente, del laboratorio,
21
de la muestra, condiciones al momento de tomar la muestra, condiciones de trabajo,
resultados, conclusiones, etc. la información de cada informe puede variar según sea
la naturaleza del ensayo.
Conclusiones
La experiencia laboral obtenida resultó satisfactoria.
Los métodos utilizados en el análisis de aceites dieléctricos por parte de Kay
Electric C.A, están normados internacionalmente para su empleo.
Se realizó el procedimiento por ensayo del laboratorio según los
requerimientos ISO 17025, correspondiendo estos a la sección 5.4 de un
manual de calidad.
Se realizó el informe de resultados por ensayo del laboratorio según los
requerimientos ISO 17025, correspondiendo estos a la sección 5.11 del
manual de calidad.
En el período de pasantías se lograron los objetivos planteados y se obtuvo
conocimiento necesario en cuanto al análisis de aceites dieléctricos, métodos
y equipos empleados para ello.
22
Referencias Bibliográficas
[1] Transformador Eléctrico. 2009. En Internet:
www.unicrom.com/Tut_transformador.asp
[2] J. Kelly, M. Horning, R. Stebbins, S. Myers. Guía Para El Mantenimiento Del
Transformador. Tercera Edición. Transformer Maintenance Institute, Division de
S.D, Myers. Estados Unidos de América. 2005.
[3] ASTM D 92-02 Standard Test Method for Flash and Fire Points by Cleveland
Open Cup Tester
[4] Norma COVENIN 3361 1998 Líquidos Dieléctricos. Determinación del punto de
inflamación y de fuego por el método de copa abierta Cleveland.
[5] ASTM D 93-02 Standard Test Methods for Flash Point by Pensky-Martens
Closed Cup Tester
[6] Norma COVENIN No. 3345: 1997 Líquidos dieléctricos. Determinación del
punto de inflamación por el método de copa cerrada Pensky Martens.
[7] ASTM D 611-04 Standard Test Methods for Aniline Point and Mixed Aniline
Point of Petroleum Products and Hydrocarbon Solvents
[8] Norma COVENIN No. 3458:1999 Líquidos dieléctricos. Determinación del punto
de anilina.
[9] ASTM D 466-04 Standard Specifications and Operating Instructions for Glass
Capillary Kinematic Viscosimeters
[10] Norma COVENIN 3627:2000 determinación de la viscosidad cinemática y el
cálculo de la viscosidad dinámica.
[11] Norma COVENIN No. 1406:1979 Método de ensayo para determinar el
contenido DBPC en aceite aislante.
[12] ASTM D-1524 Standard Test Method For Visual Examination of Used
Electrical Insulating Oils of Petroleum Origin in the Field.
23
[13] Norma COVENIN 1404:1998. Aceites minerales aislantes. Método de examen
visual en campo.
[14] ASTM D 1500-02 Standard Test Method for ASTM Color of Petroleum
Products (ASTM Color Scale)
[15] Norma COVENIN No. 3362:1998 líquidos dieléctricos determinación del color.
Método ASTM
[16] ASTM D 1534-95 Standard Test Method for Approximate Acidity in Electrical
Insulating Liquids by Color-Indicator Titration.
[17] ASTM D 974-01 Standard Test Method for Acid and Base Number by Color-
Indicator Titration.
[18] ASTM D 971-99 Standard Test Method for Interfacial Tension of Oil Against
Water by The Ring Method.
[19] Norma COVENIN 1180:1977 método de ensayo para determinar la tensión
interfacial contra el agua por el método del anillo.
[20] ASTM D 924-03 Standard Test Method Dissipation Factor (or Power Factor)
and Relative Permittivity (Dielectric Constant) of Electrical Insulating Liquids.
[21] Norma COVENIN No. 1182:1978 método para determinar el factor de potencia
y la constante dieléctrica de líquidos aislantes.
[22] ASTM D- 1816- 04 Standard Test Method for Dielectric Breakdown Voltage of
Insulating Oils of Petroleum Origin Using VDE Electrodes
[23] Norma COVENIN No. 2283:2004 Métodos de ensayo para determinar la tensión
de ruptura para líquidos aislantes usando electrodos esféricos o semiesféricos.
[24] ASTM D 877-00 Standard Test Method for Dielectric Breakdown Voltage of
Insulating Liquids Using Disk Electrodes.
[25] COVENIN 1403:1979 Métodos de ensayo para determinar la tensión de ruptura
para líquidos aislantes utilizando electrodos de disco.
[26] ASTM D 4928-00 Standard Test Methods for Water in Crude Oils by
Coulometric Karl Fischer Titration
24
[27] Norma COVENIN No. 2879:1992 Determinación del contenido de agua.
Método Karl Fischer.
[28] ASTM 1298-99 Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific
Gravity), or API Gravity of Crude Petroleum and Liquid Petroleum Products by
Hydrometer Method.
25
Anexos
• Anexo A: Equipo para la determinación del punto de inflamación por copa
abierta.
• Anexo B: Tensiometro de anillo de Dunouy
26
• Anexo C: Equipo para la determinación del punto de Anilina.
• Anexo D: Colorímetro.
• Anexo E: Titulador coulometrico automático AQ-300.