Solution d'amélioration de la fiabilité des transformateurs de courant (TCT) pour conditions difficiles à haute humidité et forte pollution

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​Contexte d'application​
Les postes électriques situés dans les zones côtières, les parcs industriels chimiques et les régions à forte densité de brouillard salin subissent des conditions extrêmes caractérisées par une humidité relative élevée (HR > 85%) et de fortes concentrations de sel et de polluants industriels. Ces environnements posent des défis significatifs aux transformateurs de courant (TC) au sein des ensembles de commutation AIS :

1. ​Détérioration de l'isolation:​​ L'humidité et les polluants (sel, poussière, aérosols chimiques) adhèrent et se dissolvent sur les surfaces d'isolation, formant des couches conductrices qui réduisent considérablement la résistance de surface et induisent des décharges de surface (décharges de pollution).
2. ​Condensation interne:​​ Pendant les fluctuations de température, l'humidité à l'intérieur du compartiment peut facilement atteindre la saturation, formant des gouttelettes d'eau qui menacent directement la fiabilité à long terme des connexions électriques internes et des matériaux isolants.
3. ​Corrosion des composants métalliques:​​ Les agents corrosifs tels que les ions chlorure et le dioxyde de soufre accélèrent la rouille des boîtiers et des connecteurs métalliques, entraînant une diminution de l'intégrité structurelle, une dégradation de la conductivité électrique et même un risque de rupture.

Les TC AIS conventionnels présentent des taux de défaillance significativement plus élevés dans de tels environnements, raccourcissant la durée de vie de l'équipement et mettant en péril le fonctionnement sûr et stable du réseau électrique. Cette solution cible spécifiquement ces problèmes avec des mesures d'amélioration de la fiabilité.

​Solutions clés​

​1. Technologie d'isolation composite hydrophobe​

• ​Technologie de base:​​ Revêtement des surfaces des isolateurs externes des TC et des composants d'isolation critiques avec un matériau de polytétrafluoroéthylène fluoré (FEP).
• ​Caractéristiques clés:​​
• ​Hydrophobie exceptionnelle:​​ Angle de contact statique ​**>110°**. L'eau forme des gouttelettes distinctes à la surface, empêchant la propagation et résistant efficacement à l'humidification et à la pénétration.
• ​Résistance durable à la pollution:​​ Même sous une pollution sévère (par exemple, un environnement de brouillard salin simulé), le revêtement maintient d'excellentes propriétés de migration hydrophobe, empêchant les polluants de former un film d'eau conducteur continu.
• ​Résistance volumique/superficie élevée:​​ Après un test rigoureux de pulvérisation de sel pendant 480 heures (ASTM B117 ou équivalent), la résistivité de surface reste supérieure à 10¹² Ω, dépassant largement les matériaux d'isolation en résine époxy ou en porcelaine conventionnels, améliorant considérablement la résistance aux décharges de pollution.
• ​Avantage:​​ Réduit considérablement le risque de décharge de pollution, assurant la stabilité de l'isolation à long terme dans des environnements à haute humidité et à forte pollution.

​2. Système de contrôle anti-condensation actif​

• ​Technologie de base:​​ Intégration d'un élément chauffant autoreglable PTC (Positive Temperature Coefficient) à l'intérieur du compartiment/chambre du TC, lié à un capteur d'humidité de haute précision pour former un système de contrôle en boucle fermée.
• ​Mode de fonctionnement:​​
• Les capteurs d'humidité surveillent en temps réel l'humidité relative (HR) du compartiment.
• Lorsque l'HR détectée est > 85% (seuil configurable), le système de contrôle active automatiquement l'élément chauffant PTC.
• L'élément chauffant fonctionne (puissance nominale ~15W), augmentant doucement la température de l'air interne.
• ​Cible de contrôle:​​ Maintenir la température du compartiment toujours > Température de rosée + 5°C.
• ​Protection clé:​​ Le contrôle précis de la température assure que l'humidité relative interne reste bien en dessous de la saturation (par exemple, le seuil de 85% HR), empêchant complètement la formation de gouttelettes d'eau.
• ​Avantage:​​ Élimine les risques associés à la condensation, y compris l'absorption d'humidité par l'isolation interne, la corrosion des pièces métalliques et les courts-circuits électriques.

​3. Conception structurale anticorrosion​

• ​Mises à niveau des matériaux:​​
• ​Boîtier principal:​​ Utilise de l'​acier inoxydable 316L, offrant une résistance beaucoup plus élevée à la piqûre et à la corrosion de crevasse dans les environnements contenant des chlorures (par exemple, brouillard salin, atmosphères chimiques) par rapport à l'acier inoxydable 304 conventionnel ou à l'acier au carbone.
• ​Amélioration de surface:​​ Applique un ​revêtement d'anode sacrificielle AlMg₃ (alliage d'aluminium-magnésium)​ sur les points de connexion critiques ou les zones vulnérables. Ce revêtement fournit une protection cathodique active, améliorant encore la résistance globale à la corrosion.
• ​Validation de la fiabilité:​​ La conception structurelle complète doit passer des tests rigoureux selon la norme de test de pulvérisation de sel ISO 9227 Classe C5-H (environnements industriels et marins hautement corrosifs), nécessitant généralement des milliers d'heures de tests. Ceci représente la classification internationale la plus élevée pour les environnements corrosifs.
• ​Augmentation de la durée de vie:​​ Comparé à l'acier au carbone traditionnel ou aux traitements de surface standard, la durée de vie globale de la structure résistante à la corrosion est augmentée d'au moins trois fois.
• ​Avantage:​​ Prolonge considérablement la durée de vie structurelle de l'équipement, résiste aux environnements extrêmement corrosifs et assure la fiabilité à long terme de la solidité mécanique et des connexions électriques.

​Avantages globaux​

• ​Adéquation précise au scénario:​​ Cette solution est spécifiquement conçue pour répondre aux points de douleur en termes de fiabilité des TC AIS dans des environnements extrêmement difficiles, y compris les postes électriques côtiers, les postes électriques de parcs chimiques, les zones de brouillard salin et les zones industrielles fortement polluées.
• ​Fiabilité considérablement améliorée:​​ Grâce à trois innovations technologiques clés (isolation hydrophobe, anti-condensation active, forte anticorrosion), la MTBF (Mean Time Between Failures) de l'équipement peut être portée à plus de 250 000 heures (environ 28,5 ans).
• ​Sécurité et efficacité économique:​​
• ​Assure la sécurité du réseau:​​ Réduit considérablement les risques de défaillance des TC dus aux décharges d'isolation, aux courts-circuits causés par la condensation et à la corrosion structurelle, prévenant les interruptions non planifiées et les incidents majeurs de sécurité.
• ​Prolonge les intervalles de maintenance:​​ Réduit les demandes fréquentes de maintenance et de remplacement dues aux problèmes environnementaux, abaissant considérablement le coût total de possession (LCC).
• ​Amélioration du retour sur investissement (ROI):​​ Un investissement unique offre des avantages à long terme, fournissant un soutien robuste pour le fonctionnement stable du réseau dans des environnements extrêmes.
• ​Réduction des pertes d'interruption:​​ Évite les interruptions régionales causées par les défaillances des TC, générant des bénéfices économiques substantiels - en particulier pour les consommateurs industriels et civils critiques (par exemple, éviter des pertes estimées à ¥0,5-1 million ou plus pour une interruption typique de 10 heures).

• Bonne performance de précision et de linéarité: Conception flexible, facile à adapter aux exigences, relativement peu affectée par les transitoires rapides.