La mayoría de las fallas graves de un transformador empiezan en el aislamiento. Y muchas de ellas empiezan igual: con descargas parciales que nadie nota durante meses. No hacen saltar ninguna protección, no se ven por fuera y el transformador sigue entregando su carga como si nada. Mientras tanto, cada descarga deja una pequeña huella de daño.
Entender qué son y cómo se detectan es lo que permite intervenir un transformador en una ventana programada, en lugar de enterarse el día que sale de servicio.
Qué es una descarga parcial
Es una descarga eléctrica que atraviesa solo una parte del aislamiento, no todo. Ocurre donde el campo eléctrico se concentra más de lo que ese punto aguanta: una burbuja de gas dentro del aceite, una cavidad en el papel o la resina, una superficie contaminada o una pieza metálica suelta que quedó flotando sin conexión a tierra.
Cada descarga es diminuta y dura una fracción de microsegundo, pero se repite miles de veces por segundo, en cada ciclo de la corriente. Y cada una calienta, erosiona y carboniza un poco el material a su alrededor.
Por qué terminan en falla
El daño se acumula. La descarga carboniza el papel o degrada el aceite en ese punto, lo que hace que el aislamiento resista menos y que la siguiente descarga sea más fácil y más fuerte. Con el tiempo se forma un camino de material dañado que crece hasta que el aislamiento ya no soporta el voltaje y ocurre una falla completa, que puede dejar el transformador fuera de servicio por meses o provocar un incendio.
Ese proceso puede tardar semanas, meses o años, según la causa y la carga. Por eso detectarlo temprano da tiempo de sobra para actuar, y detectarlo tarde casi nunca lo da.
Qué las provoca
Humedad en el aceite o en el papel, que baja la rigidez del aislamiento.
Burbujas de gas, por ejemplo después de un llenado de aceite mal hecho o por un calentamiento local.
Envejecimiento del papel aislante por temperatura y años de servicio.
Partículas o piezas metálicas sueltas dentro del tanque.
Contaminación o daño en las boquillas.
Defectos de fabricación o de reparación en el aislamiento.
Cómo se detectan con el equipo en operación
Una descarga parcial deja tres tipos de rastro, y cada uno se mide de forma distinta. Lo ideal es combinarlos, porque uno confirma al otro.
Por su sonido
Cada descarga produce una pequeña onda de presión que viaja por el aceite hasta las paredes del tanque, sobre todo en alta frecuencia y ultrasonido. Un sensor acústico montado por fuera del tanque la escucha sin abrir ni desenergizar el equipo. Si hay varios sensores, la diferencia en el tiempo de llegada de la señal a cada uno ayuda a ubicar de qué lado viene la descarga.
Por los gases que deja en el aceite
Las descargas descomponen el aceite y generan gases, principalmente hidrógeno. El análisis de gases disueltos lo mide en una muestra de laboratorio o con un monitor en línea, y herramientas como el triángulo de Duval ayudan a clasificar si el patrón corresponde a descargas parciales, a calentamiento o a arqueo. Lo explicamos en la guía de análisis de gases disueltos y triángulo de Duval.
Por su señal eléctrica
Cada descarga también produce un pulso de corriente y una señal electromagnética. Se mide con equipos especializados conectados a las boquillas o con sensores de muy alta frecuencia. Es la medición más directa, pero suele requerir un paro o una instalación más compleja.
Por qué conviene vigilarlas en continuo
Las pruebas eléctricas se hacen en el paro, una vez al año o menos, y la muestra de aceite suele tomarse cada varios meses. Entre una y otra, una descarga puede aparecer y crecer sin que nadie lo sepa. Un sensor acústico escucha todo el día y avisa cuando aparece el patrón, para que la siguiente prueba o la siguiente muestra se hagan cuando hace falta, y no a ciegas.
No sustituye a las pruebas ni al aceite: llena el tiempo entre ellas.
Qué hacer cuando aparecen
Confirmar con una segunda técnica: análisis de gases disueltos y una inspección de ultrasonido y termografía.
Ubicar el origen: el tanque, una boquilla, el cambiador de derivaciones o una conexión.
Vigilar la tendencia: una actividad estable da margen; una que crece pide actuar pronto.
Programar la intervención en una ventana, con la causa probable identificada.
Preguntas frecuentes
¿Se puede oír una descarga parcial a simple vista?
Casi nunca. La mayor parte de su sonido está en alta frecuencia y ultrasonido, fuera del oído humano, y además queda tapado por el zumbido normal del transformador. Por eso se necesita un sensor que separe esa señal del ruido.
¿Es lo mismo que el efecto corona?
Es de la misma familia. El efecto corona es una descarga en el aire, alrededor de conductores y aisladores exteriores. Las descargas parciales de las que habla esta guía ocurren dentro del aislamiento. Lo contamos en la guía de efecto corona.
¿Un transformador seco también tiene descargas parciales?
Sí. En los transformadores secos ocurren en cavidades de la resina o en superficies contaminadas, y también terminan dañando el aislamiento. Se detectan por su sonido y por su señal eléctrica, aunque no hay aceite que analizar.
Instalamos sensores acústicos que aprenden cómo suena cada transformador sano y avisan cuando aparece un patrón de descarga parcial, y lo confirmamos con análisis de aceite y ultrasonido.