El relé Buchholz fue inventado en 1921 por Max Buchholz. Desde esa época se ha vuelto imprescindible en los esquemas de protección de transformadores de poder con tanque conservador.
Recordemos que el aislamiento en la mayoría de los transformadores de potencia se compone tanto de aceite como de celulosa. Ante una falla incipiente el aceite comenzará a descomponerse generando la aparición de pequeñas burbujas de gas que tenderán a subir a la superficie y terminarán fluyendo hacia el tanque conservador. (Ver figura 2). Por lo tanto, resulta conveniente instalar algún dispositivo para interceptar el flujo y aprovechar este fenómeno para detectar fallas internas en el transformador. Muchos prodrian decir que esta idea es realmente sencilla pero lo brillante no es la idea en sí, sino la solución final que trajo como resultado la invención del relé Buchholz.
En otras palabras, este dispositivo es una especie de trampa de gas compuesta por flotadores que se encuentran dentro de un recipiente hermético. Los flotadores se moverán dependiendo del comportamiento del aceite y del gas que fluye a través de él. En estado normal el relé estará totalmente lleno de aceite y dependiendo del tipo de falla los flotadores tendrán un movimiento especifico que accionará un contacto de alarmar en caso de suceder una falla mínima o un contacto de disparo para fallas severas con una rapidez que rondará los 0,05 a 0,1 s.
Actuación por falla minima
Causa:Aparición progresiva de gas en el líquido aislante.
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Acción: El gas en el líquido se mueve hacia arriba, se acumula en el relé Buchholz y desplaza el nivel del líquido aislante. A medida que cae el nivel del líquido, el flotador superior se mueve hacia abajo. El movimiento del flotador superior activa un contacto del interruptor del sistema de conmutación superior de modo que se dispara una señal de alarma. El flotador inferior no se ve afectado ya que a partir de un cierto volumen de gas, el gas fluye a través de una tubería hasta el conservador.
Actuación por perdida de líquido aislante
Causa: Pérdida de líquido aislante por fuga.
Acción: A medida que el nivel del líquido cae, el flotador superior se mueve hacia abajo. Se dispara una alarma. Si la pérdida de líquido continúa, se vaciará el conservador y la tubería, así como el relé Buchholz. A medida que cae el nivel del líquido, el flotador inferior se mueve hacia abajo. El flotador inferior móvil del sistema de conmutación inferior acciona un contacto de interruptor de modo que el transformador se desconecta.
Actuación por falla severa
Causa: Un incidente espontáneo genera una onda de presión que se mueve en la dirección del conservador.
Acción: El flujo de líquido llega al amortiguador dispuesto en el flujo de líquido y sostenido por un imán permanente. Si el caudal excede el valor operativo del regulador, este último se mueve en la dirección del flujo. Debido a este movimiento, se acciona un contacto de conmutación del sistema de conmutación inferior de modo que el transformador se desconecta. Después de la respuesta, la compuerta se bloquea y se retiene en esta posición incluso después de la reducción del caudal. Ahora el amortiguador y, por lo tanto, el sistema de conmutación inferior deben desbloquearse girando la llave de prueba en sentido antihorario.
Especifircamente cuales son las fallas que detecta el relé Buchholz?
Puntos calientes en el núcleo (Corto circuito entre laminas)
Fallas de aislamiento de los tornillos del núcleo.
Fallas entre espiras.
Fallas entre devanados (Entre fases o fase y tierra).
Uniones o juntas defectuosas.
Pérdidas de aceite por fugas en la cuba.
Fallas severas a tierra.
Que debemos hacer si el relé Buchholz actua?
Ante una operación del relé se debe realizar un análisis de la composición de los gases para
determinar el origen de la falla.
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