Distribución del campo eléctrico en una boquilla de baja tensión de un transformador de potencia

Abstract

Las boquillas de un transformador de potencia generalmente representan el elemento con mayor riesgo de fallas en el dispositivo, esto se debe a los grandes esfuerzos dieléctricos a los que se somete. Estos aislantes se diseñan para reducir al máximo el campo eléctrico al que están expuestos, tanto en la superficie como en su interior. La contribución de este trabajo, resulta en el cálculo del campo eléctrico en una boquilla de tipo sólida, marca H-J, con el objetivo de identificar las zonas donde va a existir mayores concentraciones de estrés eléctrico, esto servirá de base para posteriores estudios de varios fenómenos que pueden causar el deterioro gradual del aislamiento, el más importante, las descargas parciales. Se realiza un resumen de la evolución de las boquillas, así como su clasificación según su tipo; se describe el desarrollo matemático para calcular las concentraciones de campo eléctrico y diferentes particularidades del software utilizado, COMSOL Multiphysics®. Se detallan las propiedades físicas y las especificaciones geométricas de la boquilla en estudio, se realiza una comparación entre los modelados en axisimétrico-2D y 3D, para observar diferentes comportamientos en la intensidad del campo eléctrico. La boquilla va a operar en un transformador de 115/34.5 kV, que entrega una potencia aparente máxima de 30 MVA, en el lado de baja tensión.