Lo que los ingenieros buscan después de una falla de transformador

Sucede todo el tiempo. Estás sentado en tu oficina o sala de estar, disfrutando de una taza de café relajante, cuando ¡BOOM!, suena el disparo de un arma calle abajo. El único problema es que no fue el pistoletazo oficial de inicio de una carrera. Cuando te asomas a la ventana, ves chispas saltando del poste de luz, y gente reuniéndose alrededor de lo que deberían estar evitando.

Que un transformador “explote” genera serios problemas. Existe un riesgo inmediato de falla del transformador eléctrico y una falta de suministro eléctrico a hogares, empresas y otra infraestructura en el área. Eso puede ser un problema significativo, particularmente en verano, o para operaciones sociales cruciales como instalaciones médicas y centros de comunicación.

Siempre que ocurren estas situaciones, es necesario realizar una investigación del transformador de potencia. A veces, esto lo lleva a cabo un equipo interno de la compañía eléctrica local. Más a menudo, se contrata a una firma profesional y experimentada de ingeniería eléctrica o forense para determinar la causa, las repercusiones y cómo evitar la situación en el futuro.

¿Qué suele causar la falla de un transformador eléctrico?

La buena noticia es que los transformadores no fallan todo el tiempo. Debe haber un estrés eléctrico, térmico o ambiental significativo para que estos sistemas estallen repentinamente. Eso suele ser por sobrecalentamiento. Cuando la temperatura dentro del transformador excede su clasificación, estallará.

El aumento de la temperatura en el espacio ambiente alrededor del transformador es una preocupación. Los días calurosos en Arizona, Texas, California o Florida son preocupantes. Sin embargo, el problema mayor es la carga eléctrica total. La temperatura exterior no provocará una falla, pero cuando cientos de casas que utilizan ese transformador encienden repentinamente sus televisores, aires acondicionados y PC, las cosas se calientan rápido.

Otros problemas relacionados con este riesgo implican infraestructura obsoleta. La mayoría de los componentes de la red eléctrica estadounidense son 40-75 años antiguos. Ese es un problema significativo si consideramos que la población era menor y la demanda eléctrica era menor que en los hogares modernos. También hay fallas de aislamiento, problemas de cortocircuitos, daños ambientales por inundaciones o rayos, y corrosión y humedad. El punto es que estos sistemas, si bien ahora son más avanzados que nunca, aún conllevan riesgos.

Las Primeras Prioridades que Abordan los Ingenieros Tras una Falla de Transformador

Cuando falla un transformador eléctrico, la preocupación inmediata es la seguridad y la estabilización. Se convoca a ingenieros y trabajadores de línea para que desactiven el equipo hasta que se reparen los daños. Esto reducirá el riesgo de destellos de arco, incendios, ignición de aceite y daños adicionales a los conductores.

El aceite de transformador es una preocupación seria. Cuanto más antiguo es el componente, más probable es que tenga fugas de fluidos aislantes. Estos pueden filtrarse en los sistemas de agua o crear peligros de incendio adicionales si no se contienen. Por eso es tan importante despejar el área de personas lo antes posible. No se trata solo de problemas eléctricos.

Una vez que el sitio esté estabilizado, todo girará en torno a restablecer el suministro eléctrico y preservar la evidencia. Un análisis de fallas del transformador debe observar el sitio en su estado actual. Si todo se limpia demasiado rápido, se eliminan esos factores clave que ayudan a determinar la causa. La rendición de cuentas es necesaria para asignar responsabilidad financiera y legal, pero también para evitar que lo mismo vuelva a suceder en el futuro.

La ingeniería forense suele entrar en juego en esta etapa. Piensa en todos los informes publicados por un municipio sobre análisis de carga eléctrica o prevención de riesgos. Cuando se ignoran esos documentos, es ahí cuando una demanda judicial da sus frutos. Conocer el resultado de una investigación sobre un transformador de potencia es 100% necesario para corregir los errores en toda la red antes de que esos componentes también se quemen.

Qué analizan los ingenieros durante las investigaciones de fallas en transformadores

Un análisis de fallas de transformadores que se realiza correctamente utiliza herramientas y procesos basados en evidencia para determinar la causa. Esta puede ser eléctrica, térmica, mecánica u operacional. Debería cubrir:

• Componentes internos del transformador
• Bobinados, sistemas de aislamiento, cambiadores de tomas, bujes y núcleos de transformador
• Evidencia de sobrecalentamiento, desplazamiento, contaminación o falla eléctrica
• Fuerzas de cortocircuito, deformación mecánica, rastros de carbono, sobrecalentamiento localizado
• Condiciones ambientales y carga eléctrica en el área local
• Pruebas de rendimiento dieléctrico y contenido de humedad
• Evaluación del sistema de puesta a tierra, revisión de la coordinación de relés de protección
• Condiciones de equipos aguas arriba y aguas abajo
• Registros históricos de disturbios y problemas de instalación

Hay muchos casos en los que el transformador no es la fuente de la falla, sino una serie de fallas externas o problemas de puesta a tierra que llevaron a la explosión. Esa distinción es crucial al asignar la responsabilidad de la situación.

Señales de advertencia que aparecen a menudo antes de una falla en el transformador

Los municipios y los propietarios de servicios públicos deben considerar las señales de advertencia comunes de una falla inminente de un transformador eléctrico. Cuanto antes se reconozcan estas señales, menor será la probabilidad de daños o interrupciones del servicio.

El ruido de un transformador es un gran indicador. Hay muchas situaciones en las que videos en redes sociales o llamadas telefónicas al proveedor local indican un cambio extraño en los patrones de zumbido, vibraciones o ruidos mecánicos provenientes de un transformador local. Esto típicamente significa que algo interno está flojo o que la electricidad es inestable.

Otra son las irregularidades de temperatura. Una serie de días calurosos o una demanda de red significativa a largo plazo pueden provocar picos térmicos y puntos calientes localizados. Esto deteriorará el transformador, provocando a menudo fugas de aceite que nunca deben ignorarse.

Voltajes fluctuantes, actividad térmica anormal y disparos repetidos del interruptor son también señales claras de que algo no está bien. Es entonces cuando se debe llamar a los trabajadores para asegurar que no haya decoloración alrededor de los bujes ni ninguna evidencia de degradación del aislamiento. Algunas instalaciones utilizan monitores remotos precisamente por esta razón, que también juegan un papel en el análisis posterior a la falla de un transformador.

Mejores prácticas que reducen el riesgo de fallas en transformadores

La mejor manera de evitar un transformador defectuoso es ser proactivo con sus procesos. Incluso si le cuesta un poco más por adelantado al municipio local, esa tranquilidad vale la pena en comparación con el tiempo de inactividad prolongado de la red y la pérdida de producción. Algunas estrategias efectivas incluyen:

• Inspecciones termográficas infrarrojas regulares
• Análisis de gases disueltos en aceite de transformador
• Sistemas activos de monitoreo remoto asignados a áreas de red de alto riesgo
• Verificación de conexión a tierra mediante contratación ingenieros eléctricos o forenses experimentados
• Inspección visual de intrusión de humedad y exposición ambiental
• Cortar o podar ramas de árboles en el área
• Reemplazar sistemas obsoletos o degradados lo antes posible
• Programar investigaciones de seguimiento de fallos para evitar problemas futuros

Muchas de estas medidas preventivas se pueden incorporar en los horarios diarios de los operarios. Si bien no son ingenieros, a menudo tienen una experiencia más directa con la infraestructura de la red. Siempre que se les dé la autoridad para informar a los ingenieros a través de un canal de comunicación claro, se evitan problemas.

Las fallas de los transformadores rara vez son eventos aleatorios.

Siempre que falla un transformador eléctrico, es probable que esto indique una combinación de estrés térmico localizado, deterioro del aislamiento y exposición ambiental. Esto ejercerá más presión sobre la red y provocará tiempos de inactividad operativos que ningún proveedor de servicios públicos ni municipio desea.

Contratar a firmas de ingeniería forense para realizar análisis de fallas de transformadores de forma proactiva y luego llevar a cabo una investigación posterior al hecho proporciona la información necesaria para reducir el riesgo. Dado que una gran parte de la red eléctrica de Estados Unidos necesita ser actualizada, especialmente por el mayor uso permitido por los sistemas modernos, esperar este análisis no es prudente.

Nuestro equipo de ingenieros eléctricos con licencia en Dreiym Engineering es llamado frecuentemente para realizar investigaciones posteriores a incidentes. Utilizamos herramientas y procesos reconocidos para descubrir la causa raíz, a menudo reportando a compañías de seguros, autoridades legales y propietarios de servicios públicos. Si usted corre el riesgo de sufrir fallas o desea saber por qué sus sistemas explotan repentinamente, llámenos. Comprender por qué ocurrió es tan importante como restaurar la energía en sí.