Il est bien connu que l’humidité réduit considérablement les propriétés isolantes d’huile de transformateur. L’influence de l’humidité dans l’huile est différente en fonction de la température, de la quantité d’humidité et son état dans un fluide diélectrique.
L’eau dans l’huile peut être présente en trois états: émulsion, solution et sédimentée (décantée au fond d’un réservoir). L’eau émulsifiée réduit considérablement la résistance diélectrique de l’huile. L’eau dissoute et sédimentée n’affectent pas une tension de claquage d’huile transformateur, pourtant à la haute température l’humidité dans l’huile peut se disperser. Par conséquent, la teneur maximale admissible en humidité dans l’huile doit être inférieure à 0,001%. Ce n’est pas que l’eau seule influence le fluide isolant. L’interaction de l’eau avec une variété d’impuretés, de produits d’oxydation et de décomposition détermine le degré d’influence sur la rigidité diélectrique de l’huile isolante.
En même temps, il a été prouvé que les molécules de carbone dans l’huile ont la capacité d’absorber et de retenir de 30 à 40% de l’humidité. L’humidité est aussi absorbée par les substances polaires de l’huile. Ainsi, il est impossible de déterminer la quantité exacte d’eau dans un liquide diélectrique par une des méthodes connues.
L’eau liée réduit considérablement la résistance diélectrique de l’huile et la résistance aux décharges partielles de l’isolation rigide.
Il convient également de noter qu’à des températures négatives l’eau se transforme de l’état d’agrégat liquide en celui solide, ce qui peut causer des dommages aux enroulements à l’intérieur de la cuve.
Méthodes à déterminer la teneur en l’humidité dans l’huile
La détermination de la teneur en humidité est exécutée par trois méthodes principales. La première est basée sur la prise des échantillons d’huile à l’analyse chimique. Cette méthode est effectuée de deux manières:
- Une épreuve à hydrure de calcium mesure la teneur en l’humidité dans l’huile en réagissant avec l’hydrure de calcium et en libérant de l’hydrogène;
- Le titrage de Karl Fischer est basé sur l’humidité dans l’huile en interaction avec la solution titrante (contenant de l’iode et du dioxyde de soufre dissous au méthanol). La teneur en humidité est calculée en fonction de la masse d’eau dépensée à l’électrolyse. La méthode est plus précise que la précédente, mais n’est pas convenable aux huiles oxydées.
La deuxième méthode est la chromatographie gazeuse qui analyse la distribution des gaz en phase liquide.
La troisième méthode est basée sur la conductivité électrique car l’eau est plus conductible que l’huile; dispositifs CA/CC détectent les changements de la saturation de l’humidité dans l’huile.
Le séchage de l’huile transformateur
Avant d’être remplie dans l’équipement de puissance, l’huile est vérifiée à la teneur en impuretés, produits de décomposition, gaz dissous et de l’eau. Bien que de nombreuses années d’expérience ont montré qu’il est impossible de se débarrasser complètement d’éléments polluants, vous pouvez toujours améliorer les caractéristiques qualitatives des huiles utilisées et fraiches.
Les méthodes à éliminer l’humidité dans l’huile sont: la déshydratation sous vide thermique et la purification à absorption.
Le principe de la première méthode est basé sur la séparation de l’humidité de l’huile sous vide. L’huile contenant de l’eau est pulvérisée dans une colonne à vide, où l’eau s’évapore, et l’huile séchée se fait précipiter au fond de la chambre.
L’efficacité de cette méthode augmente lorsque l’huile est chauffée à une température plus élevée. Le chauffage fait évaporer plus d’humidité, et perdre moins d’huile.
La seconde méthode, à savoir le séchage de l’isolation électrique par des absorbants, est la plus courante parmi les ingénieurs d’aujourd’hui. Les absorbants utilisés pour la purification d’huile sont des minéraux artificiels ou naturels. En raison de leurs propriétés d’absorption, ils recueillent l’humidité et certaines impuretés qui contaminent l’huile sur leur surface. L’un des plus courants absorbants de cette classe est la zéolite.
La structure microporeuse de la surface de zéolite permet d’absorber et de libérer une grande quantité d’humidité. La surface absorbante de zéolite est plus de la moitié de son volume total.
Déshydratation d’huile transformateur par zéolites:
- espace poreux est déterminé par la structure de zéolite;
- interaction efficace avec les molécules d’eau;
- une fois chauffée prouve la haute absorption de l’humidité;
- réactivation de zéolite permet son réutilisation;
- procédé d’absorption rapide;
- haut degré de purification tout au long de durée de la vie;
- faible consommation d’énergie.
Elimination d’humidité dans l’huile par l’équipement de GlobeCore
Les unités spéciales à zéolite ont été conçues pour la purification des huiles transformateur des produits de vieillissement et de décomposition.
GlobeCore a mis au point l’unité MCU – 4,3 pour la régénération d’huile par zéolite. Elle fait épurer les huiles isolantes à viscosité inférieure à 70 cSt à 50°C et éliminer l’humidité, produits d’oxydation et de vieillissement (impuretés mécaniques, air, produits de vieillissement de l’équipement).
L’unité se compose d’une section de filtration et de chauffage, et d’une section à cartouches de sorbant. Elle est également équipée de pièces de rechange:
- raccord croisé;
- élément chauffant;
- manchettes;
- clapet anti-retour;
- joint d’étanchéité à pompe.
L’unité MCU de séchage d’huile à zéolite fonctionne en deux modes:
- chauffage et filtration ;
- désacidification.
Le taux de traitement est de 4,3 m3 / h. La pureté d’huile est représentée par la teneur en humidité inférieure à 10 g/t (à teneur initiale en humidité inférieure à 50 g/t) et la finesse de filtration de 5 μm.
L’exploitation de GlobeCore MCU-4,3 doit répondre aux exigences essentielles de sécurité:
- l’exploitation et entretien est effectué uniquement par un personnel familiarisé avec la documentation technique sur l’utilisation de cet équipement;
- la mise à la terre appropriée;
- les vannes de sortie sont fermées avant l’opération;
- l’entretien et réparation est effectuée uniquement à l’arrêt de l’équipement.
Equipement à sécher zéolite après l’absorption
L’avantage de zéolite par rapport aux autres absorbants est sa capacité d’être réactivé et réutilisé. L’équipement à réactivation de zéolite, comme une armoire de séchage SSC-15 de GlobeCore, est utilisé pour le séchage préliminaire de zéolite et la déshydratation profonde.
C’est une armoire métallique qui est la chambre de séchage à réchauffeurs installés de deux côtés. Le panneau arrière est équipé d’un ventilateur. Il dirige l’air des réchauffeurs électriques à travers les ouvertures latérales dans les parois de l’armoire. L’armoire à séchage de zéolite est équipée d’un panneau de commande qui est placé au conteneur autonome, connecté à l’armoire.
A chaque cycle de régénération on utilise moins de 130 dm3 de zéolite.
GlobeCore travaille constamment en matière d’amélioration de son équipement et toujours prêt à coopérer avec les entreprises engagées dans la réparation et l’entretien du matériel transformateur, en tenant compte des aspirations de chaque client.