I. Cause de la décharge partielle

L'isolateur du transformateur, le corps métallique, etc., présentent souvent des angles vifs et des bavures, de sorte que les charges électriques, sous l'action de l'intensité du champ électrique, se concentrent au niveau de ces angles vifs ou bavures, ce qui entraîne une décharge partielle.

Lors de la fabrication d'un transformateur sec isolé à la résine époxy par coulée sous vide, un contrôle insuffisant du procédé peut entraîner la formation de bulles internes, générant ainsi des décharges partielles. L'isolant en résine époxy présente généralement de minuscules interstices d'air. Le coefficient diélectrique de ces bulles étant généralement bien inférieur à celui de l'isolant, l'intensité du champ électrique à l'intérieur des bulles est nettement supérieure à celle du matériau isolant adjacent. Il est donc facile d'atteindre le seuil de rupture et de provoquer une décharge électrique au niveau des bulles.

Si la connexion électrique entre les corps conducteurs est mauvaise, il est facile de produire des décharges électriques, ce qui est particulièrement grave dans le cas des suspensions métalliques potentielles.

Une forte humidité ambiante, une résistance d'isolation insuffisante de certaines parties du transformateur, une isolation endommagée lors de l'installation, une durée d'inactivité trop longue du transformateur, une teneur en eau du matériau isolant supérieure à la norme et une humidité générale du transformateur peuvent également affecter les décharges partielles.

Lors de la conception d'une structure d'isolation de transformateur sec, une force de champ trop élevée des couches ou des spires, une conception de structure d'isolation inappropriée, des matériaux d'isolation de mauvaise qualité, un niveau de bobinage, de séchage et de coulée insuffisant, un niveau d'assemblage médiocre, comme la production de conducteurs de fils haute et basse tension présentant des bavures ou des espacements, auront tous pour effet d'augmenter les décharges partielles.

II. Risque de décharge partielle

Il existe plusieurs types de décharges partielles. L'une d'elles est une décharge partielle qui se produit à la surface d'un isolant. Si l'énergie est importante, la trace de la décharge restera marquée sur l'isolant et réduira la durée de vie du transformateur. Il existe également une décharge de haute intensité, se produisant dans la cavitation ou au niveau d'une électrode pointue. Concentrée en quelques décharges partielles, elle est corrosive et peut pénétrer dans les différentes couches et profondeurs de la plaque isolante, jusqu'à provoquer une rupture.

Les décharges partielles constituent la principale cause du vieillissement et de la rupture de l'isolation. Leur courte durée n'endommage pas l'ensemble du canal diélectrique, mais l'action électrolytique qu'elles provoquent accélère l'oxydation et la corrosion de l'isolation, réduisant ainsi la durée de vie du transformateur. L'ampleur des dommages dépend de l'intensité de la décharge et du mécanisme de dégradation de l'isolation sous l'effet de celle-ci. Si les décharges partielles d'un transformateur sec dépassent largement les seuils autorisés, son isolation interne vieillira et finira par se rompre après 3 à 5 ans de service. Par conséquent, les décharges partielles des transformateurs secs doivent être strictement contrôlées en Chine.

III. Contrôle des décharges partielles des transformateurs secs
L'isolant principal des transformateurs secs est en résine époxy, un matériau sûr et fiable, largement utilisé dans les réseaux électriques de moins de 35 kV. De nombreux facteurs influencent les décharges partielles dans un transformateur sec, notamment le choix des matières premières, la conception de la structure du produit et le procédé de coulée des enroulements. Dans le cadre de notre démarche d'amélioration continue (conception, procédés, sélection des matériaux et pratiques de production), nous proposons les mesures de contrôle suivantes.

1. Conception de la structure d'enroulement
(1) Lors de la conception de l'enroulement du transformateur, la distance d'isolation principale doit garantir une isolation suffisante entre les enroulements haute et basse tension, ainsi qu'entre les enroulements haute tension et la terre. Dans les limites admissibles, plus la distance d'isolation est grande, plus l'intensité du champ magnétique est faible. L'isolation des parois des enroulements haute tension peut être renforcée afin de réduire efficacement l'intensité du champ magnétique externe.
(2) Conception de la bobine haute tension entre les couches et les sections, qui est le contrôle de l'intensité du champ de la bobine, et si l'enroulement HT utilise une feuille de cuivre avec sous-section, la tension intercouche est égale à la tension intertour, généralement seulement de 10 à 20 V, la tension entre les couches de la structure du fil électromagnétique est de 400 à 800 V, le nombre de sections doit être plus élevé, par exemple, pour un transformateur sec de 35 kV, le nombre de sections souhaitable est supérieur à 16 à 18. Bien sûr, cela complique beaucoup le processus d'enroulement.
(3) Contrôle du blindage : un blindage efficace doit être mis en place. Les arêtes de coupe, les bavures et les espaces d’air doivent être contenus à l’intérieur du blindage, ce qui permet d’éliminer efficacement les décharges électriques en pointe de fissure et de réduire les décharges partielles. La connexion entre le blindage HT et l’extrémité du câble HT, ainsi qu’entre le blindage BT et la pince, doit être fiable. Le processus de fabrication du blindage doit garantir une propreté constante ; les couches de blindage doivent être lisses, sans rupture ni pointe, etc.

2. Contrôle du processus d'enroulement, de moulage et de coulée sous vide

Le bobinage sec du transformateur est l'élément le plus critique ; son bon fonctionnement dépend de la défaillance du bobinage. L'effet du moulage sous vide est également crucial pour le décollement local ; même de minuscules pores peuvent affecter ce décollement. Par conséquent, les processus de production et de moulage du bobinage doivent être rigoureusement contrôlés.

(1) Lors du bobinage, il est impératif de bien connaître les schémas et le procédé, et de ne pas modifier arbitrairement le nombre de spires entre les couches ni le nombre de feuilles isolantes entre les couches ! Veillez à ce que tous les matériaux soient propres lors du bobinage.

(2) Lors du soudage des bornes de connexion du moule, veillez à protéger l'isolation de la bobine contre les dommages causés par les hautes températures. Les fils soudés doivent être ébavurés. Assurez-vous que toutes les bornes sont isolées à une distance suffisante pour être remplies de résine époxy et nettoyées tout au long du processus d'assemblage. La bobine de la matrice installée doit être séchée en suivant scrupuleusement la procédure de séchage.

(3) Les ingrédients de la résine époxy et le dégazage, ainsi que le processus de dosage, doivent être strictement conformes aux normes techniques. Les paramètres tels que les matériaux, les proportions de mélange, la température et la durée de dégazage, ainsi que le degré de viscosité, doivent être étroitement contrôlés. Le degré de vide, la température et la formation de bulles doivent également être pris en compte. Lors du mélange et du coulage, la température et le degré de vide doivent être maintenus dans les limites de contrôle de température du moule pendant le processus spécifié. Lors du coulage, la vitesse ne doit pas être trop rapide afin d'éviter la formation de bulles. En cas de coulage dynamique, il convient de surveiller attentivement le délai entre l'ajout des ingrédients et la fin du coulage pour éviter une viscosité excessive de la résine.

3. Sélection et contrôle des matières premières

(1) Le choix du fil électromagnétique peut être fait avec un fil de cuivre plat isolé émaillé ou un enroulement en fil de cuivre rond ; Les fournisseurs de fil électromagnétique en production doivent disposer d'équipements spéciaux d'ébavurage et de dispositifs de détection, et s'efforcer de réduire les bavures au minimum.

(2) le choix des matériaux de résine époxy, différentes résines époxy, ses caractéristiques sont différentes, la libération locale du produit, les performances globales de l'impact sont également importantes, il faut choisir une résine à faible viscosité, bonne ténacité, haute résistance d'isolation, différents modèles de résine, le département technique développera les spécifications de processus correspondantes.

(3) Contrôle du matériau isolant dans la bobine : la qualité du matériau isolant entre les couches d'un transformateur sec est directement liée à la quantité locale de matériau isolant. Par conséquent, il est essentiel de choisir des fournisseurs de matières premières stables et fiables sur le long terme, car un changement de matériau peut entraîner des problèmes à court terme sur le transformateur.
(À suivre)