Resumen de Análisis de la degradación de los materiales aislantes en transformadores inmersos en líquidos biodegradables
- español
Los transformadores de potencia son componentes esenciales de los sistemas eléctricos, ya que permiten el transporte eficiente y el uso seguro de la energía. Las pérdidas energéticas producidas durante su operación provocan un aumento de temperatura, haciendo necesaria la evacuación de calor. Estos equipos tradicionalmente han utilizado para su refrigeración un aceite mineral, que es contaminante y posee un punto de ignición bajo. El uso de ésteres naturales y sintéticos como alternativa a estos aceites, de interés por su biodegradabilidad y bajo riesgo de incendio, se ve limitado tanto por la falta de experiencia sobre el comportamiento a largo plazo de estos fluidos, como por la carencia de conocimiento sobre la compatibilidad con los aislantes sólidos del transformador. En este trabajo se ha analizado la evolución de la degradación de las propiedades de cinco ésteres comerciales, de ellos cuatro naturales y uno sintético cuando se les somete a un envejecimiento acelerado provocado por estrés térmico. En el trabajo se incluye el estudio de un aceite mineral que se ha utilizado como parámetro de comparación. El envejecimiento de estos fluidos se realizó en combinación con dos papeles aislantes,: un papel convencional tipo Kraft y un papel térmicamente mejorado. También se ha analizado el envejecimiento de los materiales celulósicos, pues de estos componentes depende la vida útil del transformador. Además, se han desarrollado modelos matemáticos que permiten prever la degradación de los papeles en función de la temperatura de operación del equipo. Los resultados han demostrado la viabilidad del uso de los ésteres en transformadores, cumpliendo los requerimientos térmicos, químicos y dieléctricos que son necesario para su uso en transformadores eléctricos de potencia. No obstante, es necesario continuar el estudio con nuevos materiales celulósicos, puesto que el comportamiento de los fluidos se ve afectado por estos.
- English
Power transformers play a crucial role in electrical systems, facilitating efficient energy transportation and safe usage. Traditionally, these transformers have been cooled using mineral oil, which is derived from petroleum, environmentally harmful, and has a low fire risk. However, the use of natural and synthetic esters as an alternative cooling medium is limited due to insufficient understanding of their long-term behaviour and compatibility with solid insulation materials. This study investigated the degradation of five commercial esters (four natural and one synthetic) under accelerated thermal ageing conditions. Additionally, the ageing of solid insulating materials, which significantly impact transformer lifespan, was examined. Mathematical models were developed to predict the degradation of the materials based on equipment operating temperature. The results confirmed that esters meet the necessary thermal, chemical, and dielectric requirements for use in power transformers. However, further research is needed to explore the behaviour of esters with new solid materials.
