Protección
El relé de presión súbita, función 63, dispara un transformador cuando la presión interna sube bruscamente, como ocurre en una falla con arco. Es un dispositivo mecánico, por lo que la prueba usa una fuente de presión en lugar de inyección eléctrica y luego comprueba los contactos y el circuito de disparo.
La función 63 en la protección de transformadores es el relé de presión súbita, llamado también relé de aumento rápido de presión. Se monta en el tanque de un transformador de potencia en aceite, ya sea en el espacio de gas sobre el aceite o bajo el nivel del aceite en el costado del tanque, y responde a la rapidez con que sube la presión interna, no a su valor. Es un dispositivo mecánico con un fuelle o diafragma sensor, un pequeño orificio de igualación y un contacto de conmutación. A diferencia de un relé eléctrico, no toma corriente ni voltaje del sistema, por lo que no se prueba con inyección secundaria. La prueba de campo verifica que la unidad responda a un cambio rápido de presión, que ignore uno lento, que sus contactos y su cableado estén en buen estado, que la caja esté sellada contra la humedad y que el contacto accione el circuito de disparo o de alarma como se diseñó.
Una falla interna con arco en un transformador vaporiza aceite en una fracción de ciclo y crea una onda de presión capaz de romper el tanque, inflamar el aceite y extender el daño a los equipos vecinos. La protección eléctrica, como los relés diferenciales, puede ver la falla, pero el relé de presión súbita añade un método de detección independiente y rápido que responde al efecto físico de la falla, y puede captar fallas que producen poco cambio en las corrientes de los terminales, como un arco local dentro de un devanado. Una unidad obstruida, atascada, corroída o conectada a un circuito muerto no responderá cuando se necesite, y la humedad dentro de la caja puede causar operaciones falsas o contactos averiados. Como el dispositivo rara vez opera, solo las pruebas periódicas muestran si todavía está vivo.
El relé depende de una diferencia de velocidad. Una falla produce un aumento rápido de presión, y el fuelle o diafragma del relé recibe una fuerza que su pequeño orificio de igualación no puede aliviar a tiempo, de modo que el elemento sensor se mueve y acciona el contacto. Los cambios normales de presión, por ciclos de carga, temperatura ambiente y dilatación térmica del aceite, ocurren lentamente, y el orificio los descarga para que las presiones a ambos lados del elemento permanezcan iguales y el contacto no se mueva. Por eso el dispositivo es un detector de velocidad de aumento: se calibra frente a una rampa de presión y no frente a un nivel de presión. Las versiones para espacio de gas y para espacio de aceite usan la misma idea, con diferencias de montaje y de disposición del volumen interno, y los datos del fabricante dan la característica de respuesta de cada modelo.
La prueba se realiza con el transformador desenergizado y aislado, y el circuito de disparo hacia el interruptor o el relé de bloqueo se bloquea o se abren las cuchillas para que la prueba no pueda disparar equipos en servicio. Se inspecciona el relé para detectar fugas de aceite, mirillas rotas, juntas dañadas y humedad en la caja de terminales, y se revisa el cableado para comprobar terminales firmes y limpios y sellos de conduit en buen estado. Muchos relés tienen una conexión o válvula de prueba, y se conecta una pequeña bomba manual o una fuente de presión regulada, junto con un manómetro, para aplicar un cambio rápido de presión. La presión se aplica con la rapidez suficiente para representar una falla, y el contacto se observa con un probador de continuidad o un indicador para confirmar que opera y que se reabre o puede reponerse después. Una aplicación lenta de presión confirma que el orificio de igualación mantiene el contacto en reposo. Se revisan el aislamiento del contacto y el circuito que maneja, y se confirma la indicación de disparo o de alarma. Las cuchillas bloqueadas se restituyen y la restitución se registra.
El registro indica el tipo y la ubicación del relé, su estado en la inspección, la forma en que se aplicó la presión y el instrumento usado, si el contacto operó con un cambio rápido y permaneció en reposo con uno lento, y la respuesta del circuito de alarma o de disparo. También se anotan las comprobaciones de aislamiento o continuidad del cableado, el estado de sellos y juntas, cualquier reparación o sustitución de piezas, las cuchillas bloqueadas y restituidas y el estado de calibración del manómetro o del probador.
La unidad es satisfactoria cuando opera de manera confiable ante el cambio rápido de presión que especifica el fabricante, permanece en reposo ante uno lento, se repone como corresponde y maneja su circuito correctamente. Los resultados se comparan con los datos de respuesta del fabricante para el modelo, con pruebas anteriores de la misma unidad y con unidades idénticas de transformadores hermanos. Un contacto que se pega, un fuelle que tiene fugas o una caja que admite humedad son motivo para reparar o sustituir el dispositivo. ANSI/NETA ATS-2025 y ANSI/NETA MTS-2023 tratan el relé de presión súbita junto con las pruebas de relés de protección. Para los valores y las tolerancias, consulte su propia copia con licencia de esas normas y el manual de instrucciones del relé.
Las clases de equipo y las secciones de norma que exigen esta prueba, y los formularios de UltraDb que la incluyen.
Es un dispositivo mecánico que detecta con qué rapidez sube la presión del tanque y no toma corriente ni voltaje del sistema. Por eso la prueba usa una fuente de presión controlada y verifica el contacto y el cableado.
Ambos son protecciones mecánicas del transformador, pero el relé Buchholz se instala en la tubería hacia el conservador y reacciona al gas y al flujo de aceite, mientras que el relé de presión súbita reacciona a un aumento rápido de presión en el tanque.
El orificio deja que los cambios lentos de presión por temperatura y carga se igualen a ambos lados del elemento sensor. Solo un aumento rápido, como el de una falla, lo supera y mueve el contacto.
Los problemas comunes son humedad en la caja de terminales, terminales corroídos o flojos, un orificio obstruido, un fuelle pegajoso y cableado de disparo que quedó desconectado tras trabajos anteriores. La inspección y una prueba de presión detectan la mayoría.
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