Déshydratation d’huile de transformateur

Dans cet article, il s’agit d’un procédé de déshydratation de l’huile de transformateur.  Vous en apprendrez davantage du danger de l’humidité dans l’huile isolante, de l’espèce d’humidité qui peuvent exister et des méthodes les plus efficaces pour éliminer cette humidité.

Les normes en vigueur du contrôle d’huile de transformateur prescrivent les principaux paramètres et propriétés du liquide isolant, telles que, par exemple, la couleur d’huile de transformateur, qui est jaune clair pour les nouvelles huiles non utilisées.  Avec le temps, la couleur change, ce qui signifie que la qualité et les propriétés de l’huile se fait détériorer.  De plus, on effectue les essais de conformité acide d’huile transformateur, la teneur en humidité, les tests de rigidité diélectrique et les facteurs de dissipation.

Chacun des paramètres se fait détériorer avec le temps au cours de fonctionnement dans un transformateur vue conditions d’exploitation difficiles (haute température, haute résistance du champ électromagnétique, etc.) et l’apparition d’impuretés telles que eau, gaz, particules, boues, etc. La question se pose:  comment rendre bonne la qualité d’huile de transformateur?

Le danger de l’eau dans l’huile transformateur

La présence de l’eau dans l’huile transformateur entraîne un certain nombre de conséquences indésirables:

• résistance diélectrique réduite et stabilité de la décharge partielle;
• vieillissement intensif du papier isolant;
• accélération de l’oxydation de l’huile;
• augmentation de la formation de carbone avec des arcs électriques;
• la corrosion accrue des pièces métalliques du transformateur provoquée par l’huile;
• réduction de la fluidité de l’huile à des températures plus élevées.

Pour interdire les phénomènes énumérés on contrôle périodiquement la teneur en humidité et on procède à la déshydratation d’huile transformateur.

Comment l’eau pénètre dans l’huile transformateur

L’eau peut pénétrer dans l’huile par deux voies. La première est l’atmosphère.  La seconde est l’eau provenant de l’isolation solide et de l’huile dû au processus de vieillissement.  Si le transformateur est constamment exploité à pleine charge, son système d’isolation vieillira dans environ de 20 à 30 ans.  Au cours de cette période, de 0,5 à 0,75% du poids de l’isolement sera libéré sous forme d’eau.

L’eau dans l’huile de transformateur peut prendre l’une des formes suivantes:

• eau déposée au fond de la cuve de refroidissement (eau libre).  Elle n’influence pas la résistance diélectrique, mais elle est toujours indésirable, car cela signifie que l’eau dissoute est également présente dans l’huile;
• eau dissoute réduit considérablement la rigidité diélectrique de l’huile (elle rentre généralement dans l’huile de l’atmosphère);
• eau liée est l’une des premières indications du vieillissement de l’huile car elle est formée de l’oxydation de l’huile.  À des températures élevées dues au chauffage du transformateur, l’eau liée se transforme en vapeur;
• eau émulsionnée est un mélange d’huile de transformateur avec des gouttelettes d’eau submicroscopiques, qui ne peuvent être séparées de l’huile par chauffage, décantation ou filtration.

La déshydratation de l’huile de transformateur doit réduire la concentration d’eau à des niveaux permettant une utilisation ultérieure du fluide diélectrique et rétablir la rigidité diélectrique de l’huile aux paramètres de performance requis.

Essai de teneur en humidité de l’huile de transformateur

Les essais d’huile de transformateur sont effectués à la fois pour le nouveau produit et pour l’huile déjà régénérée. La teneur en humidité fait partie des épreuves dans les deux cas.

Savoir la quantité d’eau contenue dans l’huile est une indication de sa qualité; le taux d’humidité fournit des informations sur les causes de la détérioration de la résistance diélectrique d’huile et d’isolation solide de transformateur.

Le seuil de l’accumulation d’eau dans l’huile de transformateur dépend du type d’équipement; en moyenne, pas plus de 10 à 20 grammes par tonne. Déterminer une telle insignifiante quantité d’eau n’est pas si simple donc les méthodes d’essai doivent être très précises et sensibles.  Les concentrations d’eau plus élevées risquent provoquer la défaillance d’un transformateur, c’est pourquoi la déshydratation de l’huile transformateur est une mesure obligatoire.

Les méthodes les plus courantes à mesurer la quantité d’eau dans l’huile de transformateur sont les suivantes:

• titrage KF;
• chromatographie des gaz;
• spectrométrie de masse;
• méthode à l’hydrure de calcium;

Déshydratation de l’huile de transformateur – moyens de base

Auparavant, la centrifugation et la filtration étaient les procédés les plus courants de déshydratation d’huile de transformateur.  Dans le premier cas, la force centrifuge sépare le milieu traité en plusieurs couches.  Les centrifugeuses ne peuvent éliminer que l’humidité émulsionnée. Ce n’est pas suffisant, de sorte ce processus n’est généralement utilisé qu’une étape préliminaire de purification d’huile. En outre, les centrifugeuses sont très gourmandes en énergie.

Le passage d’huile à travers les filtres-presses a également ses défauts, en particulier sa faible capacité de traitement, la nécessité de remplacer fréquemment le matériau filtrant et le contact de l’huile avec de l’air, ce qui provoque une oxydation prématurée.

L’utilisation des unités à zéolite améliore de manière significative la rigidité diélectrique et la qualité de la déshydratation de l’huile de transformateur.  GlobeCore fabrique les unités à zéolite de type MCU, conçues pour différente capacité de traitement.  Cet équipement fait déshydrater l’huile en la faisant passer à travers un tamis moléculaire dans des cartouches à sorbant, remplies de zéolite granulée.

L’expérience d’utilisation de zéolite comme agent de la déshydratation d’huile transformateur a prouvé sa grande efficacité.  Une unité MCU peut améliorer la résistance diélectrique de l’huile de transformateur de 8-10 à 50 kV par un seul cycle.

Une autre méthode efficace de déshydratation de l’huile de transformateur implique une haute température et un vide poussé.  Tout d’abord, l’huile est chauffée; l’huile chaude passe dans une chambre à vide pour d’être émulsionnée.  L’influence combinée de la température et du vide provoque une émission intensive de l’eau et des gaz de la surface huileuse.  GlobeCore a mis en œuvre les unités CMM spécialement pour la déshydratation de l’huile de transformateur sous vide thermique. Ce type d’équipement est plus efficace et productif par rapport aux centrifugeuses.  En outre, il consomme de 3 à 4 fois moins d’électricité.