Los aceites dieléctricos minerales, son líquidos aislantes utilizados en equipos eléctricos y transformadores para proporcionar aislamiento eléctrico y disipar el calor generado durante el funcionamiento de estos dispositivos. Estos aceites son llamados «dieléctricos» debido a su capacidad para mantener su capacidad aislante incluso cuando están sometidos a altos voltajes eléctricos.
Características importantes de los aceites dieléctricos minerales
1. Aislamiento eléctrico: Son altamente resistentes a la conducción eléctrica, lo que los convierte en excelentes aislantes para evitar cortocircuitos y arcos eléctricos en equipos eléctricos y principalmente en transformadores.
2. Disipación de calor: Los aceites dieléctricos minerales tienen una alta capacidad para disipar el calor generado por la operación del equipo, lo que ayuda a mantener una temperatura adecuada de funcionamiento. En los transformadores la refrigeración se efectúa mediante el proceso de convección retirando el calor del interior de la parte activa.
3. Estabilidad química: Son químicamente estables y resistentes a la degradación, lo que prolonga su vida útil y mantiene su rendimiento a lo largo del tiempo.
4. Baja volatilidad: Tienen una baja tendencia a la evaporación, lo que significa que no se evaporan fácilmente incluso a altas temperaturas.
5. Viscosidad controlada: La viscosidad de estos aceites se controla cuidadosamente para garantizar un flujo adecuado y una buena capacidad de enfriamiento en equipos eléctricos.
6. Compatibilidad con materiales: Son compatibles con los materiales utilizados en la construcción de equipos eléctricos, como papel, cartón, materiales metálicos y líneas de alta tensión.
¿En qué equipos se emplean los aceites dieléctricos minerales?
Los aceites dieléctricos minerales se utilizan ampliamente en transformadores de potencia, interruptores, condensadores y otros dispositivos eléctricos de alta tensión para garantizar un funcionamiento seguro y confiable. Además, son esenciales para mantener el aislamiento y el rendimiento eléctrico en condiciones adversas, como altas temperaturas y ambientes contaminados.
Bases Naftenicas y Parafínicas en la fabricación de aceites dieléctricos minerales
Las bases nafténicas y parafínicas son dos categorías de hidrocarburos que se encuentran en los aceites dieléctricos minerales. Estas categorías se refieren a la composición química y estructura molecular de los hidrocarburos presentes en el aceite. Ambos tipos de bases tienen propiedades y características específicas que influyen en el comportamiento y el rendimiento del aceite en aplicaciones eléctricas y de aislamiento.
Bases Nafténicas:
- Las bases nafténicas consisten principalmente en hidrocarburos cíclicos saturados, conocidos como cicloalcanos o naftenos.
- Estos hidrocarburos tienen una estructura molecular en forma de anillos, lo que les confiere una mayor densidad de energía y una mayor resistencia a la oxidación en comparación con las bases parafínicas.
- Las bases nafténicas tienden a tener una mayor viscosidad a bajas temperaturas, lo que las hace adecuadas para aplicaciones en climas fríos.
- Son menos propensas a la formación de parafinas sólidas a bajas temperaturas.
Bases Parafínicas:
- Las bases parafínicas están compuestas principalmente por hidrocarburos lineales o ramificados llamados parafinas o alcanos.
- Estos hidrocarburos tienen una estructura molecular lineal o ligeramente ramificada, lo que les confiere una buena estabilidad química y eléctrica.
- Las bases parafínicas tienden a tener una menor viscosidad a bajas temperaturas, lo que las hace adecuadas para aplicaciones en climas cálidos o en equipos que operan a altas temperaturas.
- Son más propensas a la formación de parafinas sólidas a bajas temperaturas, lo que puede afectar la fluidez del aceite en condiciones frías.
- Presentan una mejor resistencia a la oxidación en el tiempo, aunque una vez se empieza a presentar la degradación en más rápida.
En la práctica, la elección entre bases nafténicas y parafínicas depende de varios factores, como las condiciones climáticas de la ubicación de la aplicación, la temperatura de funcionamiento del equipo y las especificaciones de diseño del transformador o equipo eléctrico. Los fabricantes de aceites dieléctricos ajustan la composición de las bases y agregan aditivos específicos para lograr el rendimiento deseado en función de estas consideraciones.
Aceites dieléctricos Minerales Inhibidos y desinhibidos
Los aceites dieléctricos minerales pueden ser clasificados en dos categorías principales: aceites dieléctricos minerales inhibidos y aceites dieléctricos minerales desinhibidos. Estas categorías se refieren a la presencia o ausencia de inhibidores, que son aditivos químicos agregados al aceite para mejorar su resistencia a la oxidación y la degradación.
Aceites Dieléctricos Minerales Inhibidos:
- Los aceites dieléctricos minerales inhibidos contienen aditivos inhibidores, que son sustancias químicas diseñadas para prevenir o retrasar la oxidación y la degradación del aceite.
- Estos aditivos mejoran la estabilidad química del aceite, lo que significa que el aceite es menos propenso a la formación de ácidos, lodo, y otros subproductos de la degradación durante su vida útil.
- Los aceites inhibidos son especialmente adecuados para aplicaciones donde se requiere una mayor resistencia a la oxidación debido a condiciones operativas severas o a temperaturas elevadas.
Aceites Dieléctricos Minerales Desinhibidos:
- Los aceites dieléctricos minerales desinhibidos carecen de aditivos inhibidores y, por lo tanto, no contienen sustancias químicas diseñadas específicamente para combatir la oxidación y la degradación.
- Estos aceites son más simples en términos de composición química y son utilizados en aplicaciones donde la resistencia a la oxidación.
- A menudo, se utilizan en aplicaciones de menor riesgo y en equipos más simples, donde los costos y requisitos de mantenimiento pueden ser menos exigentes.
La elección entre aceites dieléctricos minerales inhibidos y desinhibidos depende de las condiciones de funcionamiento del equipo eléctrico y las necesidades específicas de la aplicación. En aplicaciones críticas o en equipos que operan a altas temperaturas, los aceites inhibidos son preferibles debido a su mayor estabilidad química. Sin embargo, en situaciones donde la vida útil del aceite no es un factor crítico y los costos son una preocupación, los aceites desinhibidos pueden ser una opción viable. Es importante seguir las recomendaciones del fabricante del equipo eléctrico y realizar análisis periódicos del aceite para evaluar su estado y decidir si es necesario cambiarlo o mantenerlo.
Límites de prueba para aceite mineral nuevo recibido en equipos nuevos o después del llenado, antes de la energización
El aceite mineral que ha sido enviado en equipos nuevos desde la planta de fabricación se puede evaluar obteniendo una muestra del equipo en el lugar de trabajo. Los límites de prueba recomendados para el aceite mineral recibido en equipos nuevos antes de la energización se dan en la Tabla 1. Las propiedades, como la tensión interfasial, la rigidez dieléctrica y el factor de disipación, reflejarán la exposición a ciertos contaminantes disueltos o particulados.
Límites de aceptación para aceites dieléctricos en transformadores en operación
La tabla 2 extraída de la norma IEEE C57.106-2015, titulada «Guía para la aceptación y mantenimiento de aceites minerales en equipos eléctricos», proporciona pautas recomendadas para los límites de los aceites minerales utilizados en funcionamiento continuo, según su nivel de tensión.
El propósito de esta tabla es servir como un marco de referencia para las evaluaciones y pruebas en curso. Es importante destacar que cada situación debe ser evaluada de manera individual y se debe considerar el asesoramiento tanto del fabricante como de expertos en el campo.
Además, para obtener un diagnóstico más completo, es beneficioso consultar datos de otras pruebas, como el análisis de gases disueltos en aceite (DGA), los análisis de furanos y las pruebas eléctricas. También es relevante hacer referencia a otras normas pertinentes, como IEEE C57.104, IEEE C57.143 e IEEE C57.152, para garantizar una evaluación exhaustiva y precisa del estado de los aceites utilizados en equipos eléctricos.
