Vibrometría Láser Doppler para la Monitorización de Transformadores

Medición interferométrica: se mide la fase entre la luz láser reflejada y una referencia interna.

• Extracción de velocidad: un algoritmo de bucle de enganche de fase calcula la velocidad de vibración por canal y posición de escaneo.
• Análisis espectral: el análisis de Fourier identifica las líneas dominantes y sintetiza mapas de vibración en frecuencias seleccionadas. Resultado: las empresas eléctricas pueden evaluar tanto el contenido de frecuencia como la ubicación física precisa de la actividad anormal en un único flujo de trabajo. Geometría de inspección típica: distancia de aproximadamente 9–10 m, paso angular de alrededor de 2° y aproximadamente 175–225 líneas de escaneo según el tamaño del activo. Para cada línea, el sistema registra alrededor de 1 s de datos en 65 puntos paralelos. Las campañas de campo mostraron bajo ruido de fondo y espectros estables; las amplitudes máximas fueron del orden de 10^-2 mm/s, lo que confirma la sensibilidad para diagnósticos de bajo nivel en subestaciones.

Un transformador es un sistema electromecánico acoplado en el que el núcleo, los devanados, las abrazaderas, el aislamiento, los conductores, el aceite y el tanque determinan cómo se genera y transmite la vibración. La respuesta del tanque exterior es espacialmente no uniforme; los paneles, esquinas, rigidizadores y radiadores presentan diferentes amplitudes, armónicos y resonancias locales. Los acelerómetros de uno o pocos puntos corren el riesgo de pasar por alto puntos críticos localizados o asimetrías. El LDV escanea muchas posiciones para reconstruir mapas de campo completo, mejorando la sensibilidad a defectos localizados, permitiendo comparaciones lado a lado y respaldando el cribado, la tendencia y el seguimiento específico.

Los transformadores y las reactancias en derivación generan vibraciones a partir de fuerzas electromagnéticas, magnetoestricción, acoplamiento estructural y resonancias locales. Los cambios en la amplitud, el equilibrio armónico o la distribución espacial pueden indicar holgura, alteración del apriete, soportes degradados u otros problemas mecánicos en evolución. A diferencia de la instrumentación de contacto dispersa, el LDV no requiere contacto, opera desde una distancia segura y proporciona mapas de vibración espacialmente resueltos en las superficies visibles del tanque. Ventaja del Ommatidia Q2: el Laser RADAR Q2 combina vibrometría coherente con una cámara RGB para alineación y documentación, un microescáner de elevación para muestreo vertical denso, enfoque automático para un retorno óptimo y 65 canales paralelos simultáneos. Esto permite un cribado rápido de campo completo de grandes activos de red de hasta 50 m.

Firma dominante en redes de 50 Hz: un pico fuerte de 100 Hz con 200 Hz, 300 Hz y armónicos superiores, ya que las fuerzas electromagnéticas y la magnetoestricción escalan con el flujo al cuadrado.

• Indicadores de condición: aumento en la amplitud de 100 Hz, armónicos superiores inusualmente fuertes, puntos críticos localizados, asimetrías izquierda–derecha y desviaciones de las normas de la flota.
• Ejemplo: un activo exhibió un componente de 300 Hz notablemente más fuerte en regiones específicas, un valor atípico marcado para revisión de ingeniería.

Caracterización de línea base: establecer huellas de vibración para unidades nuevas o en buen estado conocido.

• Evaluación periódica de condición: repetir estudios para detectar deriva, asimetría o crecimiento armónico.
• Cribado de activos ruidosos o sospechosos: separar la vibración electromagnética global de problemas estructurales localizados.
• Verificación posterior a la intervención: confirmar los efectos del apriete, cambios de soporte o reelaboración.
• Comparación de flota: identificar valores atípicos entre unidades nominalmente similares bajo carga comparable.

Analice cómo este enfoque de medición podría respaldar los flujos de trabajo de aplicaciones con el equipo de Ommatidia.