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Técnica prevendría daño en transformadores eléctricos

Mediante un método de fuente única se determina el estado de los descargadores de tensión que protegen a los transformadores eléctricos, lo que permite emitir alertas tempranas y prevenir accidentes.

Bogotá D. C., 15 de mayo de 2017Agencia de Noticias UN-

Contar con un sistema de monitoreo de los descargadores evitaría largos cortes de energía en zonas rurales.

Los sistemas eléctricos deben ser protegidos ante la ocurrencia de fenómenos como rayos o picos de tensión eléctrica.

Los descargadores están conformados por varios discos de zinc recubiertos de un polímero.

Las mediciones efectuadas demuestran que hay un punto en el que la tensión se mantiene estable.

A medida que recibe más descargas de corriente tipo rayo, el descargador se calienta y su comportamiento cambia.

El Grupo de investigación de la U.N. trabaja en un proyecto para monitorear variables en los transformadores en tiempo real.

Los transformadores de energía que habitualmente vemos en la calle están acompañados de unos descargadores de sobretensión, los cuales protegen a los primeros de elevaciones de tensión provocadas por rayos y apertura o cierre de circuitos durante la operación del sistema.

El objetivo de la investigación es conocer el estado de envejecimiento de los descargadores de sobretensión antes de que inicien su deterioro poniendo en peligro los transformadores. Para ello, el grupo de Investigación en Compatibilidad Electromagnética de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) ha desarrollado una fuente única que cumple esta labor.

Empleando una fuente de corriente de alta impedancia (resistencia) para obtener la característica tensión-corriente del descargador, se pudo observar que a medida que el número de descargas aumentaba el descargador comenzaba a presentar una serie de cambios en su desempeño que lo hacían conducir más corriente.

“Una vez que el descargador inicia su deterioro es cuestión de tiempo para que deje de cumplir su función y deba ser remplazado”, asegura el ingeniero Rodríguez, quien llama la atención sobre el hecho de que los descargadores de sobretensión son fundamentales para proteger los transformadores, de ahí la importancia de estudiar su envejecimiento y deterioro.

Para el caso de Bogotá, la red de distribución de energía tiene un carácter trifásico con una tensión de 11.400 voltios, que los transformadores reducen a 120 o 208, dependiendo si el usuario es doméstico o industrial.

Picos de energía peligrosos

Puesto que los trasformadores se diseñan para soportar un cierto nivel de sobretensión, el descargador opera como una barrera que limita el exceso de voltaje en el sistema, protegiendo al transformador.

El descargador, conformado por discos de óxido de zinc recubiertos por un polímero, está diseñado para que en condiciones normales pueda pasar desapercibido en la red, pero al registrase una sobretensión es capaz de transportar el exceso de energía a la tierra, de la misma forma que actúa la válvula de una olla exprés, con el fin de garantizar que el transformador reciba un nivel de tensión seguro.

“Cuando ocurre una descarga atmosférica sobre una línea de transmisión de manera directa o indirecta se producen elevaciones de tensión o picos de voltaje que pueden llegar a dañar los equipos dependiendo de su magnitud y duración”, precisa el ingeniero Jorge Rodríguez, quien hace parte del Grupo de investigación de Compatibilidad Electromagnética de la U.N.

Luego de realizar una investigación a lo largo de la cual se simuló la operación normal del descargador de tal manera que permaneciera energizado, se observó que tras someterlo a impulsos de corriente para simular un rayo había un cambio significativo en la respuesta de tensión.

“Imaginemos el caso de una manguera en la que el agua trasportada equivaldría a la corriente, mientras que aumentar la presión a través de una boquilla más pequeña, sería como subir la tensión”, ejemplifica el ingeniero.

Mientras un transformador puede costar entre tres a cuatro millones de pesos y un descargador de bajo costo oscila entre 80.000 y 100.000 pesos, determinar el daño de este último mediante el monitoreo periódico, no solo constituye un considerable ahorro de dinero, sino que además contribuye a evitar la interrupción del suministro de energía.

A ello se suma que en zonas rurales, donde no resulta fácil hacer mantenimiento a este tipo de equipos, la falla de cualquiera de los descargadores tendría como consecuencia inevitable que al registrarse una nueva sobretensión por descarga atmosférica, el transformador resulte averiado.

(Por: Fin/JCMG/MLA/DCP
)
N.° 753

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