¿Por qué se prohíbe la operación sobrecargada de los transformadores de corriente?

¿Por qué se prohíbe la operación sobrecargada de los transformadores de corriente?

Operar transformadores de corriente (TC) en condiciones de sobrecarga está prohibido porque afecta gravemente la precisión de la medición, la integridad del equipo y la seguridad. Aunque las sobrecargas de corta duración (hasta 10 veces la corriente nominal) pueden ser aceptables, las sobrecargas sostenidas pueden provocar una variedad de fallas graves.

1. Error de medición y saturación del núcleo

Una corriente primaria excesiva provoca un aumento en la densidad del flujo magnético, lo que conduce a la saturación del núcleo. Una vez saturado, la relación entre las corrientes primaria y secundaria se vuelve no lineal, lo que produce distorsión de la forma de onda y errores de medición. La sobrecarga también puede inducir magnetismo residual en el núcleo, afectando la corriente y el ángulo de fase del transformador de corriente y reduciendo la precisión de las mediciones posteriores.

 2. Daños al equipo y degradación del rendimiento

La sobrecarga aumenta la temperatura de los devanados. El calor generado por los devanados es proporcional al cuadrado de la corriente (pérdida I²R); por ejemplo, una sobrecorriente del 10% aumenta la generación de calor en aproximadamente un 21%. Las altas temperaturas aceleran la descomposición química de los materiales aislantes. Por cada aumento de 6–8 °C en la temperatura, la vida útil del aislamiento se reduce a la mitad. La exposición prolongada a altas temperaturas puede hacer que el aislamiento se derrita, provocando cortocircuitos internos y, en última instancia, la combustión completa del transformador de corriente.

3. Graves riesgos de seguridad

La rigidez dieléctrica del medio aislante disminuirá debido al envejecimiento o al daño causado por la alta temperatura. El sobrecalentamiento severo o las fallas por arco interno pueden hacer que el transformador de corriente explote o incendie los materiales circundantes. En casos extremos, la sobrecarga hará que el circuito secundario se abra, lo que hará que desaparezca el efecto desmagnetizante y que la corriente primaria se convierta por completo en corriente de excitación, generando una tensión pico de varios miles de voltios en los terminales secundarios y provocando riesgo de descarga eléctrica.