Solution de transformateur de courant à auto-chauffage à ultra-basse température pour les postes de commande et de protection à isolation gazeuse

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​Sujet : Solution de transformateur de courant (CT) à autorechauffage pour températures ultra-basses​

Dans des environnements extrêmement froids (par exemple, les champs pétroliers et gaziers sibériens, les stations de recherche antarctiques), les transformateurs de courant conventionnels (CT) de GIS sont confrontés à des échecs critiques tels que la fragilisation des matériaux, une perte drastique de précision et un défaut d'étanchéité. Cette solution est spécifiquement conçue pour fonctionner en dessous de -60°C, intégrant des avancées en science des matériaux, des technologies de contrôle de température précises et des processus d'étanchéité de niveau aérospatial pour assurer la fiabilité à long terme et la précision de mesure des systèmes GIS dans des conditions de températures extrêmement basses.

​Défis majeurs & percées technologiques​

1. ​Matériaux résistants au froid innovants​
   Support de bobine :​​ Le polyester époxyde (sensible aux fissures à basse température) a été remplacé par le polyimide (PI) comme matériau principal du support de bobine. Sa tolérance exceptionnelle aux températures (-269°C à 260°C) maintient une résistance mécanique supérieure et une stabilité dimensionnelle sous des températures extrêmement basses, offrant un support rigide à la bobine pour prévenir toute déformation.
   ​Médium d'isolation :​​ Le gaz SF₆ dans le GIS reste physiquement stable à des températures ultra-basses. Cette conception de CT garantit une compatibilité totale avec le SF₆.
2. ​Système de contrôle de température à autorechauffage précis et actif​
   ​Élément chauffant intégré :​​ Des films chauffants à base de nanocarbone sont intégrés avec précision entre les couches de bobinage. Ce matériau présente un excellent coefficient de résistance thermique (0,0035/°C), permettant des caractéristiques de chauffage autorégulées (effet PTC).
   ​Contrôle de température intelligent :​​ Le système active automatiquement le chauffage lorsque la température ambiante descend à -50°C. Les films de nanocarbone chauffent efficacement et uniformément les composants internes essentiels du CT (bobinages et noyau), les maintenant dans la plage optimale de fonctionnement de -20°C à 0°C. Cette température dépasse significativement les seuils de fragilisation des matériaux, assurant ainsi une performance électromagnétique stable.
3. ​Étanchéité et protection de niveau aérospatial​
   Joints dynamiques doubles :​​ Les joints toriques en caoutchouc nitrile (NBR) fournissent une force de précontrainte élastique. Les dimensions des rainures sont calculées avec précision pour garantir une étanchéité efficace à -60°C. Les chambres centrales utilisent une soudure laser complète pour une étanchéité hermétique, éliminant les risques de fuites des interfaces de joint traditionnelles.
   Détection de fuites ultra-élevée :​​ Les tests de détection de fuites par spectrométrie de masse à l'hélium assurent des taux de fuite globaux inférieurs à 1×10⁻⁷ Pa·m³/s (équivalent à une étanchéité au niveau moléculaire), bloquant efficacement l'entrée d'humidité et de contaminants externes et maintenant la propreté des chambres GIS pour une opération à long terme.