Comment l’isolation d’un noyau de transformateur immergé dans l’huile est-elle entretenue ?

Introduction aux noyaux de transformateur immergés dans l'huile

Noyaux de transformateur immergés dans l'huile sont largement utilisés dans les systèmes électriques en raison de leurs excellentes propriétés de dissipation thermique et d’isolation. L'huile du transformateur agit non seulement comme un liquide de refroidissement, mais fournit également une isolation électrique au noyau et aux enroulements. Le maintien d’une bonne isolation est essentiel pour garantir un fonctionnement sûr, réduire les pannes et prolonger la durée de vie du transformateur. Comprendre les composants, les mécanismes et les procédures de maintenance des transformateurs immergés dans l'huile est essentiel pour les ingénieurs électriciens et le personnel de maintenance.

Composants affectant l'isolation

L'isolation d'un transformateur immergé dans l'huile dépend de plusieurs composants clés : le noyau, les enroulements, le papier isolant et l'huile du transformateur. Chaque composant joue un rôle dans la prévention des pannes électriques et de la dégradation thermique. Des matériaux de haute qualité, une conception appropriée et un refroidissement adéquat sont nécessaires pour maintenir des performances d'isolation optimales dans des conditions de fonctionnement normales et anormales.

Noyau et enroulements du transformateur

Le noyau est généralement constitué d'acier au silicium laminé pour réduire les pertes par courants de Foucault, tandis que les enroulements sont composés de conducteurs en cuivre ou en aluminium isolés avec du vernis ou du papier imprégné. Une bonne isolation entre les enroulements et entre les enroulements et le noyau évite les courts-circuits et les décharges partielles. Des inspections régulières permettent de détecter l’usure ou la déformation de l’isolation causée par des contraintes thermiques et mécaniques.

Papier isolant et carton pressé

Des isolants en papier et en carton pressé sont utilisés autour des enroulements et entre les sections de noyau. Ces matériaux sont très sensibles à l’humidité, au vieillissement thermique et à la contamination par l’huile. Le maintien de la sécheresse et d’une bonne imprégnation d’huile est essentiel. Au fil du temps, la dégradation de l'isolation peut entraîner une diminution de la rigidité diélectrique et des pannes potentielles si elle n'est pas surveillée et traitée.

Rôle de l’huile de transformateur dans l’isolation

L’huile de transformateur a une double fonction : elle refroidit le transformateur et assure l’isolation électrique. La rigidité diélectrique de l'huile empêche les claquages ​​entre les conducteurs et vers le noyau mis à la terre. La qualité de l'huile affecte directement la capacité d'isolation ; les impuretés, l'humidité et le vieillissement peuvent réduire la rigidité diélectrique, ce qui rend essentiels des tests et un entretien réguliers de l'huile.

Types d’huile de transformateur

L'huile minérale est le matériau isolant le plus courant en raison de sa disponibilité, de sa stabilité thermique et de sa rentabilité. Les huiles synthétiques, telles que les fluides à base de silicone ou d'esters, offrent une résistance au feu et une biodégradabilité améliorées. Le choix de l’huile a un impact sur les procédures de maintenance, les huiles synthétiques nécessitant généralement une manipulation et une surveillance plus prudentes.

Surveillance et test de l'isolation

Le maintien de l’isolation nécessite une surveillance et des tests réguliers de l’huile du transformateur et de l’isolation solide. La détection précoce de l'humidité, des contaminants ou de la dégradation évite les pannes catastrophiques et garantit la fiabilité.

Procédures de test d'huile

Les tests d'huile réguliers comprennent la mesure de la rigidité diélectrique, de la teneur en eau, de l'acidité (indice de neutralisation) et de l'analyse des gaz dissous (DGA). Les tests de rigidité diélectrique garantissent que l'huile peut résister aux tensions de fonctionnement sans panne. La mesure de l'humidité indique une détérioration potentielle de l'isolation, tandis que le DGA détecte les premiers signes de défauts électriques ou thermiques au sein du transformateur.

• Mesure de tension de claquage diélectrique
• Détermination de la teneur en eau par titrage Karl Fischer
• Tests d'acidité et de neutralisation pour suivre le vieillissement de l'huile
• Analyse des gaz dissous pour détecter une surchauffe ou un arc électrique

Surveillance de l'isolation solide

L’isolation du papier et du carton nécessite une surveillance attentive. Les tests de décharge partielle, les mesures de résistance d'isolation et les inspections visuelles détectent les premiers signes de rupture d'isolation. Dans les grands transformateurs, des capteurs en ligne peuvent surveiller en permanence les niveaux d'humidité et les gradients de température pour alerter les équipes de maintenance des problèmes potentiels.

Pratiques de maintenance préventive

La maintenance préventive garantit la longévité de l’isolation et la fiabilité du transformateur. Les techniques comprennent la filtration de l'huile, la déshumidification et les inspections périodiques. Les contaminants, l'humidité et les produits d'oxydation sont éliminés de l'huile pour restaurer les propriétés diélectriques et améliorer l'efficacité du refroidissement.

Filtration et purification de l'huile

La filtration de l'huile consiste à faire passer l'huile de transformateur à travers des déshydrateurs sous vide, des unités de dégazage et des filtres à charbon actif pour éliminer l'eau, les gaz et les particules. Une filtration régulière restaure la qualité de l'huile et prolonge la durée de vie de l'isolation. La purification est particulièrement importante après l'installation du transformateur ou après des procédures de maintenance qui introduisent de l'air ou de l'humidité dans le système.

Gestion de la température et du refroidissement

Les températures élevées accélèrent le vieillissement de l’isolation. Il est essentiel de maintenir un refroidissement adéquat grâce à la circulation de l’huile, à l’efficacité du radiateur et à la surveillance de la température ambiante. La surchauffe peut dégrader l'isolation en huile et en papier, réduisant ainsi la rigidité diélectrique et augmentant le risque de défaillance.

Contrôle de l'humidité et déshumidification

L'humidité présente dans l'huile et l'isolation solide réduit considérablement les performances diélectriques. Les systèmes respiratoires, les respirateurs en gel de silice et les techniques de déshydratation sous vide éliminent l'eau de l'huile et du carton comprimé. Les procédures de séchage garantissent que les niveaux d’humidité restent inférieurs aux seuils critiques, préservant ainsi l’intégrité de l’isolation.

Calendriers de tenue des dossiers et d’inspection

Le maintien efficace de l’isolation nécessite des enregistrements détaillés des tests d’huile, des données de température, des relevés d’humidité et des activités de maintenance. Les calendriers d'inspection doivent être suivis en fonction de la classe du transformateur, du profil de charge et des conditions environnementales. Les stratégies de maintenance prédictive peuvent prévenir les pannes inattendues en identifiant les tendances de l’état de l’huile et de l’isolation.

Conclusion

Le maintien de l’isolation dans un noyau de transformateur immergé dans l’huile est essentiel pour la sécurité, la fiabilité et la longévité opérationnelle. En comprenant les rôles de l'huile, de l'isolation solide et des systèmes de surveillance, et en mettant en œuvre des pratiques de maintenance préventive, les opérateurs peuvent minimiser les pannes et prolonger la durée de vie des transformateurs. Les tests d'huile de routine, la filtration, le contrôle de l'humidité, la gestion de la température et les inspections programmées constituent l'épine dorsale des stratégies efficaces d'entretien de l'isolation.