Une augmentation du facteur de pertes diélectriques (tanδ) de l'huile de transformateur (huile isolante) indique généralement une baisse de ses performances d'isolation. Des pertes diélectriques élevées génèrent de la chaleur supplémentaire pendant le fonctionnement du transformateur, ce qui accélère le vieillissement de l'isolation et peut même entraîner une rupture diélectrique.
Les principales raisons de l'augmentation des pertes diélectriques de l'huile de transformateur comprennent généralement les aspects suivants :
1. Infiltration d'humidité (augmentation de la teneur en eau)
L'humidité est l'une des causes les plus courantes de l'augmentation des pertes diélectriques dans l'huile isolante. Pendant le fonctionnement ou les arrêts de refroidissement, les transformateurs peuvent absorber l'humidité de l'air en raison d'une mauvaise étanchéité, ou les matériaux isolants solides (tels que le papier isolant) peuvent libérer de l'eau en vieillissant. Lorsque la teneur en micro-eau (eau dissoute ou en suspension) dans l'huile augmente, cela augmente considérablement la conductivité de l'huile et les pertes par polarisation.
Photo sur site du transformateur Vziman
2. Vieillissement et oxydation de l'huile
En fonctionnement à long terme, l'huile de transformateur subit des réactions de craquage oxydatif dues aux effets combinés des champs électriques, des températures élevées et de l'oxygène.
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L'oxydation produit des substances polaires telles que des acides, des alcools, des aldéhydes, des cétones et des boues.
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La présence de ces molécules polaires augmente substantiellement les pertes par polarisation sous courant alternatif, ce qui entraîne une hausse marquée du facteur de dissipation diélectrique.
3. Impuretés et contamination par des particules en suspension
Lors de la fabrication, de l'installation ou de la maintenance, des impuretés mineures peuvent subsister dans le transformateur. De nouveaux contaminants peuvent également être générés pendant le fonctionnement :
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Particules métalliques : Générées par le frottement des composants ou les décharges.
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Impuretés fibreuses : Fibres de cellulose se détachant de l'isolation solide (papier isolant et carton pressé) sous l'effet des contraintes thermiques et électriques.
Ces impuretés en suspension forment facilement des ponts conducteurs sous un champ électrique, augmentant le courant de fuite et provoquant une forte hausse des pertes diélectriques.
4. Contamination microbienne
Il s'agit d'un facteur souvent négligé. Si l'huile de transformateur contient des traces d'humidité et des nutriments appropriés, et que la température de fonctionnement est favorable, certaines bactéries ou certains champignons (micro-organismes) peuvent proliférer dans l'huile. Les sous-produits métaboliques des micro-organismes produisent un grand nombre de composés polaires, entraînant une augmentation anormale et rapide des pertes diélectriques sur une courte période.
5. Facteurs liés à la conception structurelle et aux équipements auxiliaires
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Absence de thermosiphon (purificateur d'huile) : Pour réduire les points de fuite d'huile potentiels, certains fabricants de transformateurs modernes ont éliminé les filtres thermosiphons. Cela signifie que l'huile de transformateur ne peut pas être filtrée en continu par adsorption pendant le fonctionnement, ce qui permet aux sous-produits polaires du vieillissement de s'accumuler dans l'huile. Par conséquent, les pertes diélectriques peuvent augmenter de manière notable peu de temps après la mise en service.
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Problèmes de mélange d'huiles : Si des huiles de différentes catégories ou de différents types de base (par exemple, naphténique contre paraffinique) sont mélangées lors du remplissage ou du remplacement de l'huile, des réactions chimiques peuvent se produire, déstabilisant la qualité de l'huile et entraînant une augmentation des pertes diélectriques.
6. Effets de la température
Le facteur de pertes diélectriques est très sensible à la température. Bien qu'il s'agisse d'une caractéristique physique, en pratique, si un transformateur fonctionne pendant de longues périodes dans des conditions de surcharge ou de mauvaise dissipation thermique à des températures élevées, non seulement la valeur absolue des pertes diélectriques sera élevée, mais les processus d'oxydation et de vieillissement décrits ci-dessus seront également accélérés de manière exponentielle.
Cause profonde et solution systématique
La cause profonde de l'augmentation des pertes diélectriques dans l'huile de transformateur peut être attribuée à la dégradation synergique à long terme entraînée par quatre facteurs : l'humidité, l'oxygène, la chaleur et les impuretés.
Pour y remédier, les transformateurs Vziman sont conçus non seulement pour une remédiation passive, mais pour une prévention proactive. Grâce à un système intégré à quatre volets—protection contre l'humidité entièrement étanche + fonctionnement à faible élévation de température + processus de fabrication à haute propreté + purification en ligne en option—Vziman maîtrise simultanément ces quatre déclencheurs majeurs à la source.
Choisir Vziman, c'est acquérir bien plus qu'un simple transformateur ; c'est investir dans un système complet d'assurance de la fiabilité de l'isolation qui couvre la fabrication, le fonctionnement et la maintenance. Cela garantit que les valeurs de pertes diélectriques de votre huile restent stables à leurs niveaux de conception initiaux sur le long terme, prolongeant considérablement la durée de vie du transformateur et réduisant le risque de pannes non planifiées.
Édité à partir de :Echo
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