Importancia del uso de inhibidor artificial en aceites dielectricos

1. Importancia del uso
de inhibidor artificial en
aceites dieléctricos
Q. Herney Londoño
Jefe de Laboratorio
TRANSEQUIPOS S.A.

2. Composición Química

3. Fluidos Aislantes Aceites
Los aceites aislantes son fluidos con características y comportamientos
específicos necesarios para impartir las propiedades aislantes y proteger los
componentes del transformador durante su almacenamiento y
funcionamiento, los mismos se pueden clasificar según su origen en:
• Aceites mineral (derivados del petróleo).
• Semisintéticos
• Sintéticos de alto punto de fusión
• Vegetales

4. Fluidos Aislantes Aceites
• Son mezclas de hidrocarburos de alto peso molecular de
composición química variada.
• Provienen de la refinación de destilados del petróleo.
• Su composición es hidrocarburos del tipo nafténico, aromático e
isoparafínico, en diferentes proporciones dependiendo del tipo de
petróleo de donde provengan.
• Dependiendo de la composición mayoritaria de dichos hidrocarburos
los aceites tendrán características y comportamientos diferentes.

5. Aceites (Fluidos) Aislantes:
Propiedades de un aceite Aislante:
Estabilidad y resistencia a la oxidación
para maximizar la vida de servicio del transformador.
Proteger
las partes internas del transformador.
Adecuada propiedades (Punto de Fluidez y Viscosidad) a bajas temperaturas, menores que las
temperaturas de servicios dado los sitios de instalación.
Baja viscosidad
suficiente para circular y refrigerar (transferir calor) adecuadamente el transformador.
Alta resistencia dieléctrica
para soportar el estrés eléctrico producido durante el servicio.

6. Aceites Minerales

7. Bases de los Aceites Minerales Aislantes

8. Aceites Minerales
Predominantemente (35 – 40%) de compuestos iso-parafínicos y normal (lineal)
parafínicos, Son altamente saturados lo que les confiere alta estabilidad térmica y a la
oxidación, alto índice de viscosidad, bajo poder solvente y altos puntos de fluidez. (La
composición restante es: 50 - 60% Nafténicos y 5 – 10 % Aromáticos)
Bases Isoparafínicas:
CH2
CH CH3
CH2
CH2
CH
CH2
CH2
CH2
R
CH2
CH2
CH3
CH3
Iso Parafinas
CH2
CH2 CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
R
Normal Parafinas R = CH3- (CH2)n-

9. Aceites Minerales
Predominantemente componentes de naturaleza cíclicos con cadenas laterales (ciclo
parafinas) (50 – 60%). Poseen mayor polaridad que los Parafínicos, Su naturaleza cíclica
ramificada les confiere menor punto de fluidez, menor Índice de viscosidad y mayor
poder solvente, poseen menor estabilidad a la oxidación y térmica que los parafínicos.
(La composición restante es: aproximadamente 35 – 40 % isoparafinas y 5 – 10 %
Aromáticos)
Bases Nafténicas:
R = CH3- (CH2)n-
CH
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
R
Ciclo-Parafinas ( Naftenos)

10. Aceites Minerales
Predominantemente componentes de estructuras con anillos de benceno mono y
polianulares (5% a 10%). Son mas polares que los nafténicos por lo que posee mayor
poder solvente lo que se traduce en un bajo punto de anilina, parámetro que
generalmente se usa para caracterizarlos, poseen muy bajos puntos de fluidez e índice
de viscosidad, su estabilidad a la oxidación y térmica es menor que los nafténicos. (La
composición restante es: aproximadamente 35 – 40 % Isoparafinas y 50 – 60 %
Nafténicos)
Base Aromática:
R = CH3- (CH2)n-
CH
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
R
Ciclo-Parafinas ( Naftenos)

11. Aceites Minerales
Dada la naturaleza mineral de los aceites, en el proceso de refinación del petróleo
quedan hidrocarburos olefínicos y poliaromáticos sustituidos, así como organometálicos
minoritarios (0,5 – 3 %) que imparten comportamientos y propiedades variadas a los
aceites. (algunos se comportan como azufre corrosivo)
Compuestos minoritarios:
Tiofenos
Dibencildisulfuro
Olefinas
Alquilcarbasol

12. Inhibidores sintéticos contra la oxidación
• Son mezclas de hidrocarburos de alto peso molecular de
composición química variada.
• Provienen de la refinación de destilados del petróleo.
• Su composición es hidrocarburos del tipo nafténico, aromático e
isoparafínico, en diferentes proporciones dependiendo del tipo de
petróleo de donde provengan.
• Dependiendo de la composición mayoritaria de dichos hidrocarburos
los aceites tendrán características y comportamientos diferentes.

13. Inhibidores

14. Inhibidores sintéticos contra la oxidación
•(DBP)2,6 Diterbutil
Phenol
•(DBPC)2,6 Diterbutil
paracresol

15. Estructura química de los inhibidores

16. Factores de Deterioro
Aceite
Aire (O2)
H2O
Productos
Primarios
Polímeros Depósitos
Descomposición Térmica (Gases)
+
Catalizador
- Cu
- Fe
Catalizador
- Cu
- Fe
Condiciones de Operación
-Calor
-Estrés Mecánico
-Shock/Esfuerzo Eléctrico

17. Proceso de Oxidación:
El inicio de la oxidación ocurre cuando una fuente de energía tal
como calor, luz, etc. Incide sobre las moléculas no saturadas o
aromáticas produciendo un radical alquil (R°) Este proceso
puede ser acelerado (Catalizado) por la presencia de iones
metálicos (metales de desgaste, corrosión, herrumbre).

18. Proceso de degradación del aceite mineral aislante
+catalizadores (Cu, Fe) y H2O

19. Acción Antioxidante:
Los antioxidantes pueden clasificarse como primarios y
secundarios y desactivadores de metales. Los antioxidantes
primarios y secundarios interrumpen la secuencia de oxidación
en las etapas de propagación y ramificación respectivamente
(mecanismo de oxidación). Los desactivadores de metales
funcionan minimizando la actividad catalítica de los metales
presentes en el sistema.

20. Aditivos Inhibidores contra Oxidación
Antioxidantes primarios o barredores de radicales libres, su estructura ofrece una barrera estérica de
forma tal que solo el hidrógeno (*) del grupo fenol queda disponible para reaccionar favorablemente
con el radical alquilperoxi evitando la reacción en cadena. La molécula una vez donado el hidrógeno
sigue siendo una molécula estable.
2,6 Diterbutil Fenol
(DBP)
2,6 Diterbutil Paracresol
(DBPC)
CH3
CH3
CH3CH3
CH3
CH3
OH
CH3
*
CH3
CH3
CH3CH3
CH3
OH
CH3
*
PROPORCION SEGUN ASTM 3487
0.08 % ACEITE TIPO 1
0.3 % ACEITE TIPO 2

21. Aditivos Inhibidores contra Oxidación
Base
Isoparafínica
35% A
40%
Base Nafténica
50% A
60%
Base Aromática
(Inhibidor
Natural)
4% a 8%
Aditivo
Inhibidor (DBP,
DBPC)
0,08%
T1
O,3%
T2
(ASTM
3487)

22. Ventajas del análisis de contenido de Inhibidor
• Chequear periódicamente el contenido de inhibidor en el aceite es una
muy sana precaución con el fin de evitar desmedidos costos de
mantenimiento con solo mantener el contenido de inhibidor en niveles
de seguridad.
• Reforzar periódicamente un aceite con inhibidor, logra un efecto de
retraso de la etapa de degradación acelerada del aceite.
• Este ensayo, aplicado en un aceite usado de los transformadores
previamente ensayado, permitirá indicar hasta que punto se ha
reducido el período de inducción.

23. Recomendaciones del inhibidor en el aceite
El inhibidor tiene un ligero efecto negativo sobre el factor de
potencia y la rigidez dieléctrica , lo que constituye una de las
razones de la ASTM para limitar si máximo porcentaje por masa
a 0,08%

24. Métodos de Ensayo para Determinación del Contenido de
Inhibidor. Norma ASTM D-4768-2011
Mediante este método de ensayo
pueden determinarse pequeñas
cantidades de DBP y DBPC. Consiste en
una cromatografía de gases en la cual se
utiliza como detector un FID (Detector
de Ionización de llama), aprovechando
la parte de Hidrocarburo que contiene
el Inhibidor

25. Métodos de Ensayo para Determinación del Contenido de
Inhibidor. Norma ASTM D-2668-07(2013)
Este método de ensayo cubre la
determinación en porcentaje en peso
de 2,6-Ditert Butil Fenol y 2,6 Diter Butil
Paracresol en aceite dieléctrico nuevo o
usado hasta 0,5% al medir su
absorbancia en longitudes de onda
especificadas del espectro infrarojo
Este método de prueba cubre la determinación del porcentaje en peso de 2,6-ditertiary-butyl paracresol (DBPC) y 2,6-ditertiary-butyl phenol
(DBP) en aceite aislante eléctrico nuevo o usado en concentraciones de hasta el 0,5% al ​​medir su absorbancia en las longitudes de onda
especificadas en el espectro infrarrojo

26. Métodos de Ensayo para Determinación del Contenido de
Inhibidor. Norma IEEE Vol. 2/1995. Determinación de DBPC
Este método de ensayo cubre la
determinación en porcentaje en peso
de 2,6 Ditert Butil Paracresol en aceite
dieléctrico nuevo o usado hasta 0,5%
utilizando la cromatografía Líquida de
Alta eficiencia (HPLC)