Efecto del aceite mineral envejecido en aceite biodegradable sintético de transformador tras retrollenado

Abstract

Los aceites minerales han sido los más empleados en transformadores para su refrigeración y protección eléctrica, debido a su disponibilidad y su buen comportamiento aislante. Sus limitaciones frente a la biodegradabilidad, incendios y el envejecimiento han impulsado la búsqueda de líquidos dieléctricos más sostenibles y seguros. Por eso los ésteres sintéticos en los últimos años han adquirido un mayor interés como sustituto de estos aceites minerales mejorando las propiedades mencionadas. La técnica analizada en este trabajo es el retrollenado (retrofilling), proceso por el cual sustituimos el aceite mineral envejecido que lleva tanto tiempo trabajando en un transformador, por un líquido aislante nuevo, en este caso un éster sintético, manteniendo los componentes sólidos del aislamiento. Este proceso puede plantear ciertas preguntas acerca del efecto que las fracciones residuales de mineral pueden ejercer sobre las propiedades globales de la mezcla, por eso en el presente trabajo se hizo un análisis experimental de las mezclas de éster sintético biodegradable con aceite mineral envejecido, en diferentes concentraciones, con el fin de valorar el impacto final en el comportamiento del transformador al realizar el proceso de retrollenado. Después de realizar todos los ensayos y haber obtenido los resultados podemos entrar en las valoraciones, los datos muestran que el envejecimiento tiene efecto negativo en la resistividad, permitividad, tensión interfacial y el FDD. Mientras que los efectos del retrofilling se aprecian en la densidad, viscosidad, punto flash y la conductividad térmica donde sus magnitudes decrecen con la adición de más contenido de aceite mineral envejecido. En conjunto, el estudio confirma que el retrollenado con éster sintético es una alternativa técnicamente viable, que mantiene un buen comportamiento eléctrico y térmico, mejora la seguridad frente al fuego y contribuye a alargar la vida útil del aislamiento sólido.

Mineral oils have been the most widely used in transformers for cooling and electrical protection due to their availability and good insulating behavior. Their limitations regarding biodegradability, fires, and aging have driven the search for more sustainable and safe dielectric fluids. Therefore, synthetic esters have gained increased interest in recent years as a substitute for these mineral oils, improving the properties. The technique analyzed in this work is retrofilling, a process by which we replace the aged mineral oil that has been working in a transformer for so long with a new insulating fluid, in this case a synthetic ester, while maintaining the solid components of the insulation. This process can raise certain questions about the effect that residual mineral fractions can have on the overall properties of the mixture. Therefore, in this work, an experimental analysis of mixtures of biodegradable synthetic esters with aged mineral oil, at different concentrations, was performed to assess the final impact on transformer performance when the retrofilling process is performed. After conducting all the tests and obtaining the results, we can now begin the assessments. The data show that aging has a negative effect on resistivity, permittivity, interfacial tension, and FDD. The effects of retrofilling are evident in density, viscosity, flash point, and thermal conductivity, their magnitudes decrease with the addition of more aged mineral oil. Overall, the study confirms that retrofilling is a viable alternative, maintaining good electrical and thermal performance, improving fire safety, and contributing to extending the life of solid insulation.