Comment pouvons-nous augmenter la résistance diélectrique de l'huile du transformateur

Comment améliorer la résistance diélectrique de l'huile de transformateur

L'amélioration de la résistance diélectrique de l'huile de transformateur est cruciale pour assurer le fonctionnement sûr et fiable des transformateurs. La résistance diélectrique fait référence à l'intensité maximale du champ électrique qu'un matériau isolant peut supporter avant de se rompre. La résistance diélectrique de l'huile de transformateur est influencée par divers facteurs, y compris la qualité de l'huile, le contenu en impuretés, l'humidité, la température, et plus encore. Voici plusieurs méthodes efficaces pour améliorer la résistance diélectrique de l'huile de transformateur :

1. Éliminer l'humidité

Principe : L'humidité est l'un des principaux facteurs qui réduisent la résistance diélectrique de l'huile de transformateur. Les molécules d'eau peuvent former des chemins conducteurs sous l'influence d'un champ électrique, entraînant une diminution de la tension de claquage.

Méthodes :

• Déshydratation sous vide : Utilisez un traitement sous vide pour évaporer l'humidité de l'huile. Les équipements de déshydratation sous vide peuvent efficacement éliminer l'humidité à des températures plus basses, évitant ainsi d'endommager les propriétés chimiques de l'huile.

• Déshydratation par adsorption : Utilisez des dessicants (comme la silice ou l'alumine activée) pour absorber l'humidité de l'huile. Ces dessicants peuvent être placés dans le système de circulation de l'huile pour absorber continuellement l'humidité.

2. Éliminer les impuretés et les particules

Principe : Les particules solides dans l'huile (telles que les copeaux de métal, les fibres et la poussière) peuvent réduire sa résistance diélectrique car elles peuvent devenir des points de concentration du champ électrique, accélérant le processus de claquage.

Méthodes :

• Filtration : Utilisez des éléments de filtration à haute efficacité pour éliminer les particules solides de l'huile. Les tailles de pores des éléments de filtration doivent être choisies en fonction de la taille des particules, généralement comprises entre 5 et 10 microns.

• Séparation centrifuge : Utilisez des centrifugeuses pour séparer les impuretés lourdes et les sédiments de l'huile, particulièrement utiles pour éliminer les particules plus grandes.

3. Éliminer les gaz

Principe : Les gaz dissous dans l'huile (tels que l'air, l'oxygène et l'azote) peuvent former des bulles sous l'influence d'un champ électrique. Les bulles ont une constante diélectrique beaucoup plus faible que l'huile, conduisant à des décharges localisées et à un claquage éventuel.

Méthodes :

• Dégazage sous vide : Utilisez un traitement sous vide pour éliminer les gaz dissous de l'huile. Les équipements de dégazage sous vide peuvent fonctionner à basse pression pour permettre aux gaz de s'échapper de l'huile, améliorant ainsi sa résistance diélectrique.

• Traitement thermique : Chauffer l'huile peut accélérer la libération des gaz, mais il est important de contrôler la température pour éviter la dégradation ou la décomposition de l'huile.

4. Maintenir la propreté de l'huile

Principe : Les contaminants dans l'huile (tels que les ions métalliques, les substances acides et les produits d'oxydation) peuvent réduire sa résistance diélectrique et accélérer le processus de vieillissement.

Méthodes :

• Échantillonnage et analyse réguliers : Effectuez des prélèvements et des analyses réguliers de l'huile pour surveiller ses propriétés physiques et chimiques. Les tests courants incluent le taux d'humidité, la valeur acide et la résistance diélectrique.

• Régénération de l'huile : Pour l'huile fortement vieillie, utilisez des techniques de régénération de l'huile pour restaurer ses performances. La régénération de l'huile comprend à la fois la purification physique (comme la filtration, la déshydratation et le dégazage) et la purification chimique (comme l'adsorption et le traitement chimique) pour éliminer les substances nuisibles.

5. Contrôler la température

Principe : Des températures plus élevées peuvent réduire la viscosité de l'huile, accélérer la diffusion et l'agrégation des impuretés, et favoriser le vieillissement et la décomposition de l'huile, ce qui réduit sa résistance diélectrique.

Méthodes :

• Systèmes de refroidissement : Installez des systèmes de refroidissement efficaces pour maintenir l'huile de transformateur dans une plage de température raisonnable. Les méthodes de refroidissement courantes comprennent le refroidissement par air, par eau et par circulation forcée de l'huile.

• Éviter la surchauffe : Empêchez la surcharge du transformateur pour éviter des températures excessives de l'huile. Des températures élevées de l'huile ne réduisent pas seulement la résistance diélectrique, mais raccourcissent également la durée de vie de l'huile.

6. Utiliser de l'huile de transformateur de haute qualité

Principe : Différents types d'huile de transformateur ont des résistances diélectriques et des résistances au vieillissement variables. Le choix d'une huile de transformateur de haute qualité peut considérablement améliorer sa résistance diélectrique et prolonger sa durée de vie.

Méthodes :

• Choisir le type d'huile approprié : En fonction de l'application spécifique et de l'environnement de fonctionnement du transformateur, sélectionnez le type approprié d'huile de transformateur. Par exemple, l'huile minérale, l'huile ester synthétique et l'huile silicone ont chacune leurs propres avantages et sont adaptées à différentes applications.

• Ajouter des antioxydants : Certaines huiles de transformateur contiennent des antioxydants qui peuvent ralentir le processus de vieillissement, aidant à maintenir leur résistance diélectrique.

7. Prévenir le vieillissement de l'huile

Principe : Au fil du temps, l'huile de transformateur subit une oxydation, une décomposition et d'autres processus de vieillissement, ce qui peut réduire sa résistance diélectrique. Les produits de vieillissement tels que les substances acides et les boues dégradent davantage les propriétés isolantes de l'huile.

Méthodes :

• Mesures antioxydantes : Mettez en œuvre des mesures antioxydantes pour ralentir le vieillissement de l'huile. Cela peut inclure le contrôle de la température de l'huile, la minimisation du contact avec l'air et l'évitement de l'exposition à la lumière ultraviolette.

• Remplacement régulier de l'huile : Pour l'huile fortement vieillie, remplacez-la par de l'huile neuve pour assurer le bon fonctionnement du transformateur.

8. Utiliser des équipements de purification de l'huile

Principe : Les équipements de purification de l'huile peuvent nettoyer l'huile de transformateur de manière continue ou périodique, en éliminant l'humidité, les gaz, les impuretés et les produits de vieillissement pour maintenir son état optimal.

Méthodes :

• Purification en ligne : Installez des systèmes de purification en ligne pour surveiller et traiter les contaminants en temps réel, assurant que la résistance diélectrique de l'huile reste optimale.

• Purification hors ligne : Retirez périodiquement l'huile de transformateur pour un traitement de purification hors ligne avant de la réinjecter dans le transformateur.

9. Prévenir la contamination de l'huile

Principe : Les contaminants externes (tels que la poussière, l'humidité et les produits chimiques) entrant dans l'huile de transformateur peuvent réduire considérablement sa résistance diélectrique. Par conséquent, prévenir la contamination de l'huile est essentiel.

Méthodes :

• Système scellé : Assurez-vous que la cuve et les systèmes de tuyauterie du transformateur sont bien scellés pour empêcher l'entrée de contaminants externes dans l'huile.

• Réservoirs respirants : Installez des réservoirs respirants (comme des respirants à dessicant) pour empêcher l'air humide d'entrer dans la cuve d'huile. Le dessicant (comme la silice) dans le respirant absorbe l'humidité, gardant l'huile sèche.

10. Optimiser la conception du transformateur

Principe : La conception du transformateur peut également affecter la résistance diélectrique de l'huile. Une structure bien conçue peut réduire les points de concentration du champ électrique et minimiser le risque de décharges partielles.

Méthodes :

• Optimiser la conception des enroulements et du noyau : Améliorez la disposition des enroulements et du noyau pour réduire la distribution inégale du champ électrique et éviter une concentration excessive du champ électrique.

• Augmenter la distance d'isolement : Augmentez de manière appropriée la distance d'isolement entre les enroulements pour réduire l'intensité du champ électrique et améliorer la résistance diélectrique de l'huile.

Résumé

L'amélioration de la résistance diélectrique de l'huile de transformateur nécessite une approche globale, en tenant compte de facteurs tels que l'élimination de l'humidité, des impuretés et des gaz, le maintien de la propreté de l'huile, le contrôle de la température, l'utilisation d'huile de haute qualité, la prévention du vieillissement et de la contamination de l'huile, et l'optimisation de la conception du transformateur. En mettant en œuvre des mesures d'entretien appropriées et des solutions techniques, on peut prolonger la durée de vie de l'huile de transformateur et assurer le fonctionnement sûr et fiable des transformateurs. La surveillance régulière de la qualité de l'huile et la prise de mesures correctives en temps opportun sont essentielles pour maintenir les meilleures performances diélectriques de l'huile de transformateur.