Guide des embases de transformateur : Fonctions, structure, types et maintenance

1. Fonctions des embases de transformateur

La fonction principale des embases de transformateur est de faire sortir les bornes des enroulements vers l'environnement extérieur. Elles servent à la fois de composants isolants entre les bornes et le réservoir d'huile et de dispositifs de fixation pour les bornes.

Lors du fonctionnement d'un transformateur, les embases transportent continuellement les courants de charge et, en cas de court-circuit externe, résistent aux courants de court-circuit. Par conséquent, les embases de transformateur doivent répondre aux exigences suivantes :

• Posséder une solidité électrique spécifiée et une solidité mécanique suffisante ;

• Avoir une bonne stabilité thermique pour résister au surchauffage instantané lors des courts-circuits ;

• Présenter une structure compacte et légère, un excellent étanchéité, une grande polyvalence et une facilité d'entretien.

2. Structure externe des embases

Les composants externes d'une embase comprennent : plaques terminales, connecteurs de conducteurs, couvercles de protection contre la pluie, jauges de niveau d'huile, bouchons d'huile, réservoirs d'huile, manchons supérieurs en porcelaine, écrans inférieurs, anneaux de levage, vannes d'huile, plaques signalétiques, bouchons de purge, embases de connexion, manchons inférieurs en porcelaine, et boules d'équilibrage.

3. Structure interne des embases

• Structure d'isolation principale : Composée d'un condensateur cylindrique multicouche, fabriqué à partir de papier câble imprégné d'huile et d'électrodes d'équilibrage en aluminium ; l'isolation externe est fournie par des manchons en porcelaine, qui agissent également comme conteneurs pour l'huile du transformateur.

• Étanchéité : Adopte une structure entièrement scellée, avec l'huile interne du transformateur formant un système indépendant qui n'est pas affecté par les conditions atmosphériques extérieures.

• Méthode de connexion : La connexion globale utilise un serrage mécanique à ressort puissant, assurant à la fois l'étanchéité et la compensation de l'expansion/rétraction de longueur due aux variations de température.

Le réservoir d'huile situé au sommet de l'embase sert à ajuster les fluctuations de volume d'huile causées par les variations de température, évitant ainsi des variations importantes de pression interne ; la jauge de niveau d'huile sur le réservoir permet de surveiller en temps réel le niveau d'huile pendant le fonctionnement. La boule d'équilibrage à l'arrière améliore la distribution du champ électrique, raccourcissant la distance d'isolation entre l'arrière de l'embase et les composants ou enroulements mis à la terre.

La petite embase sur l'écran de fin de condensateur à huile-papier peut être utilisée pour les tests de capacité, de facteur de perte diélectrique et de décharge partielle des transformateurs. Pendant le fonctionnement normal, cette petite embase doit être fiablement mise à la terre. Lors du démontage de la petite embase de l'écran de fin, il faut prendre soin de ne pas la faire tourner ou de tirer sur la tige, afin d'éviter la rupture des conducteurs ou l'endommagement de la feuille de cuivre sur la plaque d'électrode.

4. Disposition des embases de transformateur triphasé

Vue du côté des embases haute tension du transformateur, la disposition de gauche à droite est étiquetée comme suit :

• Côté haute tension : O, A, B, C

• Côté moyenne tension : Om, Am, Bm, Cm

• Côté basse tension : O, a, b, c

5. Classification des embases selon le matériau et la structure d'isolation

Les embases peuvent être classées en trois catégories :

• Embases à isolation simple : Incluant les embases en porcelaine pure et les embases en résine ;

• Embases à isolation composite : Plus précisément divisées en embases à huile, à gel et à gaz ;

• Embases à condensateur : Incluant les embases à condensateur à huile-papier et les embases à condensateur à résine-papier.

6. Embases à condensateur à huile-papier

Selon la structure de conduction du courant, les embases à condensateur à huile-papier peuvent être divisées en type à passage de câble et type à conduite de courant. Parmi elles, le type à conduite de courant est plus précisément classé en type à connexion directe et type à passage de tige, selon la méthode de connexion entre la borne du côté huile et l'embase. Les embases à passage de câble et à conduite de courant à connexion directe sont largement utilisées dans les systèmes électriques, tandis que les embases à condensateur à huile-papier à passage de tige sont moins courantes.

Le processus de fabrication du cœur de condensateur pour les embases à condensateur est le suivant : On commence par un tube conducteur creux en cuivre comme base, puis on enveloppe étroitement une couche de papier câble d'une épaisseur de 0,08 à 0,12 mm comme couche d'isolation, suivie d'une couche d'aluminium d'une épaisseur de 0,01 mm ou 0,007 mm comme écran de condensateur ; cet enroulement alterné de papier câble et d'aluminium est répété jusqu'à obtenir le nombre de couches et l'épaisseur nécessaires.

Cela forme un circuit de condensateur série multicouche — où le tube conducteur est au potentiel le plus élevé, et la feuille d'aluminium la plus externe est mise à la terre (écran de mise à la terre). Selon le principe de division de tension des condensateurs en série, la tension entre le tube conducteur et la terre est égale à la somme des tensions entre chaque couche d'écran de condensateur, et la tension entre les couches d'écran est inversement proportionnelle à leur capacitance. Cela garantit que la tension totale est uniformément répartie sur toute la couche d'isolation du cœur de condensateur, permettant une conception compacte et légère de l'embase.