Isolation électrique
Dans les transformateurs électriques, l’isolation est principalement assurée par le système d’huile et de papier.
La construction des transformateurs prévoit des pratiques opérationnelles telles que la concentration de l’eau dans le papier est généralement inférieure à 0,5% -1% en masse, par rapport aux exigences contractuelles définies entre le fabricant et l’acheteur (voir 5.4.3 CEI 60422). La limite d’eau dans l’huile dépend de la catégorie des transformateurs, pour les transformateurs neufs (> 170 KV) avant l’énergisation, la concentration maximale admissible d’eau dans l’huile est de 10 mg / Kg (voir onglet IEC 60422).
Après le séchage initial d’un transformateur neuf, la concentration d’eau augmente par rapport au type de transformateur, aux conditions environnementales, aux conditions de fonctionnement et aux processus de dégradation du pétrole et du papier. L’augmentation de l’eau dans le transformateur peut être liée à des causes externes (par exemple, l’entrée de l’atmosphère) et à des causes internes, en raison de mécanismes de dégradation complexes du papier et de l’huile. Parmi ces derniers se trouvent les processus de dégradation chimico-physique du papier connu sous le nom de «processus d’hydrolyse».
Pendant le cycle de vie du transformateur, il existe une condition de modification continue de l’équilibre entre l’eau absorbée dans le papier et la solution dissoute dans l’huile. La migration de l’eau entre le papier et l’huile dépend principalement de la température et du «profil opérationnel» du transformateur.
Relation avec la température
La migration de l’eau entre le papier et l’huile dépend principalement de latempérature et du «profil opérationnel» du transformateur. Plus la température est élevée, plus nous assistons à la migration de l’eau des papiers vers l’huile, plus la température baisse, plus l’eau passe de l’huile aux papiers.
Le profil thermique du transformateur n’est pas homogène dans toutes ses parties internes; en particulier, il change en fonction du bobinage unique, des parties moyennes et basses, des conduits de circulation et de refroidissement, de la géométrie du système de réfrigération et des dépôts de boues qui peuvent changer avec le temps.
Une étude importante de ces conditions est contenue dans le document CIGRE WG 230 de 2007 intitulé «L’équilibre de l’humidité et la migration de l’humidité dans les systèmes d’isolation des transformateurs». Victor Sokolov (décédé en 2008) est l’un des meilleurs experts du domaine.
L’eau dans le transformateur induit une réduction progressive des propriétés isolantes du papier-huile (tension de décharge, facteur de dissipation) générant des défauts électriques (p. Ex. Décharges partielles) pouvant évoluer vers des décharges électriques et les raccordements d’alimentation avec des pannes électrique au transformateur.
99% de l’eau contenue dans les transformateurs de puissance se trouve dans les matériaux cellulosiques.
Cliquez ici pour accéder aux principales publications Sea Marconi sur le sujet:
V. Tumiatti, S. Levchik, G. Camino ?Paper ageing esperiments? CIGRE Task Force 15.01.03 ? Lubliana november 1995.
S. Levchik, J. Scheirs, G. Camino, V. Tumiatti ? ?Study of the origin of furanic compounds in the thermal degradation of cellulosic insulating in electrical transformers? ? Polymer degradation and stability 61 (1998) 507-511.
J. Diana, V. Tumiatti, G. Camino ? ?Diagnostic testing of oil samples and interpretation of results? ? Proceeding of the Conference ? Power Transformer Maintenance ? Faculty of Engineering ? University of Pretoria ? R.S. Africa, 26-27 may 1998.
V. Tumiatti ? ?L?analisi dei fluidi tecnici come strumento di diagnosi del degrado per l?efficace prevenzione dei guasti? ? Seminario dall?Istituto di Ricerca Internazionale sulla manutenzione produttiva ai sistemi oleodinamici ed alla lubrificazione degli impianti, Milano 25-26 novembre 1998.
J. Scheirs, G. Camino, V. Tumiatti, M. Avidano: ?study of mechanism of thermic degradation of cellulosic paper insulation in electrical transformers oil?. Die Angewandte Makromulekalare chemie (1998) 19-24 (Mr 4504).
V. Tumiatti, R. Actis, A. Armandi, G. Di Iorio, G. Camino ? ?Diagnostic testing of oil samples on electric transformers? ? (to be presented for SMI?99 ? 3° Convegno internazionale sulla manutenzione di impianti industriali, Bologna 17-20 febbraio 1999).
J. Scheirs, G. Camino, V. Tumiatti, E. Serena, D. Allan, C. Jones, A. Emsley, M. Avidano ? ?Review of some developments in cellulose insulation condition monitoring? (to be submitted).
S. Kapila, P. Nam, V. Tumiatti, A. Armandi ?Evaluation of Analysis Techniques for Finger printing Mineral Transformer Oil? CIGREWG15.01.TF06 ? Leatherhead (UK) 13.01.1999.
J. Scheirs, G. Camino, M. Avidano, V. Tumiatti ? Origin of Furanic Compounds in Thermal Degradation of Cellulosic Insulating Paper ? Journal of Applied Polymer Science, Vol. 69 2541-2547 (1998).
M. Pompili, F. Scatiggio, V. Tumiatti. (2009). Liquidi isolanti: nuove prospettive ed evoluzione normativa. U & C. Unificazione e Certificazione, vol. LIV.; p. 41-44, ISSN: 0394-9605
R. Actis, S. Flet. Water in insulating system of oil-filled electrical equipment De-hydration techniques of power transformers in service on-load treatment – Proceedings of My Transfo 2008, Turin (IT) December 17-18, 2008 pag. 53
