Líquido y gas aislantes
El muestreo del líquido aislante es la extracción cuidadosa de una muestra de aceite de equipos llenos de líquido para análisis de gases disueltos, humedad, rigidez dieléctrica y calidad. La muestra vale lo que vale la técnica: recipientes limpios, la válvula correcta, el barrido y el sellado adecuados determinan si los resultados describen el equipo o el muestreo.
El muestreo del líquido aislante es el procedimiento de campo para retirar una porción representativa del aceite u otro líquido aislante de un aparato lleno de líquido y entregarla, sin alteración, a la prueba que la examinará. Es el primer paso de casi todas las pruebas del líquido aislante: el análisis de gases disueltos, el contenido de agua, la rigidez dieléctrica, el número de acidez, el color, la tensión interfacial, el factor de potencia y otras comienzan con una muestra. Los equipos incluyen transformadores de potencia y de distribución llenos de líquido, reactores en derivación y limitadores de corriente, reguladores de voltaje de pasos y de inducción, cambiadores de derivaciones bajo carga, interruptores en aceite, reconectadores y seccionalizadores en aceite, e interruptores de aceite o de vacío que contienen un líquido aislante. Las especificaciones publicadas de aceptación y mantenimiento piden una muestra como parte de las pruebas eléctricas de estas clases de equipos, y que el tanque principal y un compartimiento separado del cambiador se muestreen cada uno cuando existen ambos. El muestreo no es una medición en sí mismo, pero su calidad limita la calidad de todo lo que sigue, y por eso merece una página propia.
Un laboratorio solo puede informar sobre lo que recibe. Si una muestra se toma del lugar equivocado, de una tubería de drenaje estancada, en un recipiente sucio o dejando entrar aire o humedad, los resultados describirán la contaminación y no el equipo. Eso puede ocultar un problema real, por ejemplo cuando los gases disueltos escapan al aire durante un trasvase descuidado, o puede inventar un problema que no existe, como una lectura húmeda causada por aire húmedo en contacto con el aceite. En ambos casos el propietario puede actuar con información errónea: una salida de servicio innecesaria, una falla en desarrollo que pasa inadvertida o una disputa de garantía basada en datos poco confiables. Una técnica constante también hace comparables los resultados de un año a otro, de modo que una tendencia refleja el cambio de la unidad y no el cambio del método de muestreo. El muestreo implica además riesgos de seguridad, pues las válvulas pueden estar a presión o en vacío, el aceite puede estar caliente y el trabajo se realiza cerca de equipos energizados o recién desenergizados. Un procedimiento disciplinado protege a las personas, al equipo y a los datos a la vez.
El objetivo es una muestra que tenga la misma composición que el líquido a granel dentro del equipo y que conserve esa composición hasta su análisis. Varios factores lo dificultan. Los gases disueltos abandonan la solución cuando el líquido se expone a una presión menor o al aire, por lo que importan los recipientes sellados y herméticos al gas y la exposición breve. El agua en el aceite pasa con facilidad entre el líquido, las superficies de los recipientes y la humedad del aire circundante, así que los recipientes deben estar secos y la muestra debe mantenerse alejada del aire libre. Las partículas y las películas superficiales de la válvula de muestreo y de la tubería no son representativas del líquido a granel, por lo que primero se barre el volumen muerto de la válvula y se descarta. La luz y el calor pueden alterar ciertas propiedades, de modo que la muestra se protege de ambos. La temperatura del líquido en el momento del muestreo también importa, porque la cantidad de agua y de gas que el líquido puede retener cambia con ella, y el laboratorio la necesita para interpretar el resultado. Todos estos puntos nacen de la misma idea: la muestra es un registro del líquido, y la técnica decide cuán fiel es ese registro.
Antes de abrir nada se confirma el estado del equipo: si el tanque está a presión positiva o negativa, si el nivel de líquido es adecuado para muestrear y si la válvula de muestreo es la apropiada para el tanque principal o para el compartimiento del cambiador. No se extrae líquido de una unidad cuyo nivel o presión hagan la operación insegura, y se aplican el permiso y las reglas de seguridad del propietario. El técnico usa la protección adecuada, tiene material absorbente a mano y elige recipientes que correspondan a los análisis planeados, como jeringas o botellas herméticas al gas para los gases disueltos y vidrio limpio y seco u otros recipientes aprobados para las demás pruebas. Se limpia la válvula, se barre el volumen muerto hacia un recipiente de desecho y se conecta la tubería de forma que no atrape aire. Luego la muestra se extrae despacio, enjuagando el recipiente con el líquido antes de llenarlo y sin burbujas en la muestra de gas. En una unidad con presión negativa se elige un método que no aspire aire. Los recipientes se sellan, se rotulan junto a la unidad con la identidad del equipo, el compartimiento, la fecha, la hora y la temperatura del líquido, y se protegen de la luz y del manejo brusco durante el transporte. La válvula se cierra, se revisa que no gotee y se tapa, y se limpia cualquier derrame. Si el sistema de preservación es un colchón de gas, el espacio de gas puede muestrearse en la misma visita.
El registro contiene la identidad del equipo y del compartimiento muestreado, la fecha y la hora, la temperatura del líquido al muestrear y las condiciones ambientales, el tipo de recipiente y el método empleado para cada muestra, quién la tomó y los números de identificación que vinculan cada recipiente con el informe del laboratorio. También se anota el estado encontrado de la unidad, como la lectura del manómetro, el nivel de líquido, cualquier fuga visible y el tipo de líquido. Todo lo inusual del muestreo, una burbuja en la jeringa, una demora antes del envío, una primera extracción turbia, se escribe, porque el laboratorio y quien lea el registro después lo necesitan para juzgar cuánto confiar en el resultado.
Una muestra no se aprueba ni se reprueba por sí sola; se juzga por si se tomó correctamente y después por las pruebas que se le practican. Se considera buena cuando provino de la válvula correcta, se barrió y se selló bien, se rotuló y llegó al laboratorio dentro del tiempo y las condiciones que exige el método. Los resultados de las pruebas posteriores se juzgan frente a los criterios publicados: las secciones del líquido aislante de ANSI/NETA ATS-2025 para la aceptación y de ANSI/NETA MTS-2023 para el mantenimiento describen cómo se juzgan las propiedades del líquido, el método de la prueba de ruptura dieléctrica se describe en ASTM D1816, y la especificación del aceite mineral aislante nuevo es ASTM D3487. Esos documentos fijan la forma de los criterios, como mínimos de rigidez dieléctrica, límites de agua y de acidez, y el uso de tendencias frente a muestras anteriores de la misma unidad. La comparación con los datos del fabricante y con el historial de la unidad completa el cuadro. Para los valores, consulte su propia copia con licencia de esas normas y siga las instrucciones de muestreo del método de prueba empleado.
En la aceptación, la muestra establece la línea base de la unidad y puede exigirse también para confirmar que el líquido entregado cumplía la especificación de compra, por lo que se toma después de que el líquido se asentó tras la instalación y antes de energizar. En el mantenimiento, la muestra se repite según un calendario y se maneja igual cada vez para que los resultados puedan seguirse en el tiempo. La clase de equipo cambia la práctica. Los transformadores grandes tienen válvulas de muestreo dedicadas a distintas alturas y una ruta de muestreo clara. Los cambiadores de derivaciones bajo carga suelen tener su propio tanque y deben muestrearse por separado, porque los subproductos de la conmutación hacen que su líquido difiera del del tanque principal. Los interruptores en aceite, reconectadores y seccionalizadores contienen un volumen pequeño, de modo que cada muestra toma una parte mayor del líquido y hay que vigilar el nivel. Los reguladores y reactores siguen la práctica de los transformadores. Las unidades selladas con presión negativa requieren un cuidado adicional, y algunos diseños no tienen una forma segura de extraer una muestra en servicio. El tipo de prueba planeada, gases disueltos o un examen de calidad, decide el tipo de recipiente.
Las clases de equipo y las secciones de norma que exigen esta prueba, y los formularios de UltraDb que la incluyen.
El líquido que se queda en la válvula y en el tubo corto ha estado estancado y puede contener suciedad, agua o aire que no representan al tanque. Barrer ese volumen muerto y descartarlo asegura que la muestra provenga del líquido que realmente circula con el resto de la unidad.
Por lo general no. El análisis de gases disueltos necesita un recipiente hermético al gas y sin burbujas, mientras que las pruebas de humedad y de calidad requieren recipientes limpios y secos. Los laboratorios suelen especificar los recipientes y la cantidad de líquido para cada prueba, así que confírmelos antes de ir al campo.
La cantidad de agua y de gas que el líquido puede retener depende de la temperatura, y algunos resultados se corrigen o se interpretan con ella. Sin la temperatura de muestreo, el laboratorio no puede juzgar si una lectura es alta por la unidad o por las condiciones.
Depende del diseño de la unidad y de las reglas del propietario. Muchas unidades permiten el muestreo en servicio desde una válvula diseñada para ello, pero antes hay que verificar la presión, el vacío, el nivel de líquido y las distancias, y algunos equipos solo deben muestrearse desenergizados. Siga al fabricante y los procedimientos de seguridad del sitio.
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