huile de transformateur Lors du transport, du stockage et de l'utilisation d'un transformateur contenant de l'eau, celle-ci peut pénétrer dans le circuit par oxydation, soit par l'extérieur, soit par l'huile elle-même. L'eau ainsi générée se présente sous deux formes : soit de l'eau libre, soit des particules extrêmement fines dissoutes dans l'eau. La molécule de la fibre isolante est une molécule de glucose (C₆H₁₂O₆). Lorsque l'eau pénètre dans la molécule de la fibre, elle diminue son pouvoir d'attraction, favorise son hydrolyse en substances de faible masse moléculaire et réduit la résistance mécanique et le degré de polymérisation de la fibre.

Actuellement, power transformeLe transformateur est non seulement l'un des équipements les plus importants et les plus coûteux d'un réseau électrique, mais aussi l'un des plus sujets aux accidents. Avant une défaillance soudaine, la détérioration de l'isolation et les défauts latents produisent une série de manifestations et d'informations, telles que des variations de luminosité, d'électricité, de bruit, de chaleur et des réactions chimiques, sous l'effet de la tension de fonctionnement. Par conséquent, outre la maintenance préventive basée sur des tests réguliers, il est essentiel de mener des opérations de maintenance prédictive, fondées sur une surveillance en ligne. Cette dernière permet de détecter et de diagnostiquer en temps réel ou de manière régulière les pannes ou défauts potentiels. Le taux d'humidité de l'huile isolante est également un paramètre déterminant de la qualité de l'isolation. Les équipements de diagnostic intelligent en ligne pour transformateurs peuvent collecter et analyser automatiquement ce taux, identifier la cause des défaillances et proposer des solutions. Ainsi, les utilisateurs peuvent résoudre rapidement les problèmes potentiels et prévenir les accidents.

1. État et nocivité de l'humidité dans l'huile de transformateur

Lors du transport, du stockage et de l'utilisation du transformateur, des agressions extérieures peuvent se produire, ou l'oxydation de l'huile elle-même peut produire de l'eau. L'eau ainsi générée se trouvera dans les états suivants :

L'une est l'eau libre. En cas d'infiltration d'eau externe, il est difficile de mélanger l'huile avec de l'eau. Cela n'affecte pas la tension de claquage de l'huile, mais cela indique également la présence possible d'eau dissoute dans l'huile ; un traitement immédiat est alors nécessaire.

Deuxièmement, les particules extrêmement fines se dissolvent dans l'eau. Elles passent généralement de l'air à l'huile, ce qui réduit considérablement sa tension de claquage. Les pertes moyennes augmentent, il faut donc filtrer l'huile sous vide.

Troisièmement, l'eau émulsionnée. Un raffinage insuffisant du pétrole, un vieillissement dû à une utilisation prolongée ou une contamination par émulsion réduisent la tension interfaciale entre l'huile et l'eau. Ainsi, le mélange huile-eau forme une émulsion. Il faut alors ajouter un désémulsifiant.

Son principal inconvénient est la réduction de la tension de claquage des produits pétroliers. À une concentration de 100 à 200 mg/kg, la tension de claquage chute à 1,0 kV. Les impuretés fibreuses présentes dans l'huile absorbent facilement l'eau et, sous l'action du champ électrique, un « pont » conducteur se forme entre les électrodes, ce qui favorise le claquage.

Deuxièmement, l'eau émulsionnée en suspension augmente le facteur de perte du milieu. Son effet est maximal et non uniforme. La molécule de la fibre isolante est une molécule de glucose (C6H12O6). Lorsque l'eau pénètre dans la molécule de la fibre, elle réduit son affinité, favorise son hydrolyse en substances de faible masse moléculaire et diminue la résistance mécanique et le degré de polymérisation de la fibre. Des expériences montrent qu'à 120 °C, l'humidité de la fibre isolante est multipliée par 1, tandis que sa résistance mécanique est divisée par deux. Inversement, lorsque la température augmente, la teneur en eau de l'huile augmente et celle de la fibre diminue, et inversement. Il est donc nécessaire de surveiller la teneur en eau de l'huile afin de contrôler le vieillissement de la fibre isolante. Quatrièmement, l'eau favorise la corrosion par les acides organiques et accélère la corrosion des pièces métalliques. En résumé, plus la teneur en eau de l'huile est élevée, plus le vieillissement de l'huile elle-même, le vieillissement de l'isolation des équipements et la corrosion des pièces métalliques sont rapides ; il est donc nécessaire de surveiller la teneur en eau de l'huile, et en particulier la teneur en eau dissoute.

2. Méthode d'essai de l'humidité dans l'huile isolante du transformateur

L'évaluation de l'humidité dans matériau isolant L'humidité est un facteur important pour garantir la fiabilité et la durée de vie d'un transformateur. L'humidité de l'huile isolante varie constamment, ce qui peut nuire à sa qualité. De plus, la majeure partie de l'humidité se concentre dans le papier isolant. L'humidité influe sur la rigidité diélectrique des matériaux isolants solides et liquides, ainsi que sur le vieillissement des matériaux isolants cellulosiques et la formation de bulles en cas de surcharge.

La température ambiante, la charge, le vieillissement, les fuites et d'autres facteurs peuvent entraîner des variations constantes d'humidité. Par conséquent, une surveillance et un diagnostic continus sont nécessaires en raison des variations cycliques de la température du transformateur. Ceci est particulièrement important pour les transformateurs soumis à des surcharges ou à des pics de charge. L'humidité totale dans le système d'isolation du transformateur est déterminée par la teneur en eau de la cellulose et du liquide. Le rapport d'humidité entre le papier isolant et l'huile isolante dépend uniquement de la température. Lorsque la température augmente, la solubilité de l'eau dans l'huile isolante (la capacité de rétention d'eau de la solution) augmente, et l'eau migre du papier isolant vers l'huile isolante.

Lorsque la température baisse, le processus s'inverse, mais le flux d'eau du milieu liquide vers le matériau isolant solide est très lent. Par conséquent, la teneur en eau de l'huile isolante est plus élevée pendant le refroidissement que pendant le chauffage. Ainsi, pour appréhender précisément la distribution d'humidité dans le transformateur, il est nécessaire de connaître sa phase du cycle thermique. Afin de déterminer l'humidité réelle du papier isolant en surveillant la teneur en eau du milieu liquide, le transformateur doit se trouver dans un état de température relativement stable.

Le taux de saturation en eau de l'huile isolante doit être normalisé car son humidité est étroitement liée aux variations de température, et il existe un gradient thermique dans le coffret principal du transformateur (généralement plus chaud en haut qu'en bas). Pour ce faire, l'analyse du système expert détermine le pourcentage de saturation relative au fond. Ce pourcentage est calculé à partir de la température mesurée par le capteur et de son point de prélèvement.

L'analyse suppose que la température supérieure du transformateur est de 10 °C supérieure à sa température inférieure. Si le point de prélèvement est situé ailleurs qu'en haut ou en bas, l'écart de température doit être précisé. À partir du taux d'humidité relatif et de la température mesurée, le système expert calcule un pourcentage de saturation relative pour obtenir le taux d'humidité du papier isolant. Il est important de noter que ce calcul repose sur une mesure unique et peut ne pas refléter la concentration réelle d'humidité du papier isolant, notamment après une variation importante de température du transformateur.

Si le système expert détermine que le transformateur est à l'équilibre (le papier isolant n'absorbe ni ne libère d'humidité), un second pourcentage de saturation relative est calculé. Ce pourcentage correspond à la moyenne des 30 dernières mesures de saturation relative effectuées lorsque le transformateur est à l'équilibre. La température et sa variation, enregistrées précédemment, déterminent les critères permettant de confirmer ou d'infirmer l'équilibre.

Nous disposons de différents appareils de test pour l'huile de transformateur, tels que : testeur de tension interfaciale, compteur de particules d'huile, testeur de point d'écoulement, etc. Pour toute question, n'hésitez pas à nous contacter.