Tension de claquage dans l'huile
Résumé :
Résumé :
La tension de rupture dans l'huile isolante sous l'influence de l'humidité, de l'acidité, des particules et de la pression.
Introduction:
La tension de rupture d’une huile minérale isolante a été étudiée sous l’influence de l’humidité, de l’acidité, de la pression et des particules. Les normes IEC156/95 (VDE0370/Part5/96 et ASTM D1816) spécifient les conditions d’essai à suivre par les spark testers. L’humidité fournit des porteurs de charge, ainsi une saturation en humidité de 0 à 20% diminue la tension de claquage de 72 à 61 kV.
L’acide, en tant que produit de détérioration, réduit également la rigidité diélectrique pour la même raison. Pas le nombre total d’acide NTA, mais plus l’effet de l’acide moléculaire est faible, plus la diminution est importante. Comme le processus de claquage commence par une bulle microscopique, et que la pression augmente, la tension de claquage augmente également. L’observation du comportement asymptotique semble atteindre une valeur maximale finale à la tension de claquage d’environ 150 kV. Le sous-gonflage favorise la formation de bulles, ce qui réduit le support de la rigidité diélectrique. Les particules sèches (fibre de cellulose) réduisent la tension de claquage uniquement sous gonflage, presque aucune influence n’a été observée à la pression atmosphérique.
Huile minérale, décomposition, particule, acidité, humidité, pression
Panne d’huile isolante
- Introduction
L’huile isolante dans les transformateurs de puissance sert de milieu de transfert de chaleur et d’isolant liquide, deux raisons qui ont motivé l’étude de ses propriétés isolantes : Premièrement, les transformateurs de puissance sont généralement exploités dans des conditions de vieillissement. Ainsi, la teneur en humidité de l’huile augmente, les produits de vieillissement ou de détérioration sont dissous et les particules sont dispersées. Deuxièmement, les transformateurs sont exploités dans de nouvelles conditions environnementales, avec des pressions basses et élevées. Le service de sécurité et de maintenance doit procéder à une étude approfondie de ces influences.
Considérations théoriques
Les liquides isolants tirent leur rigidité diélectrique de leur densité supérieure à celle des gaz. Le processus de désintégration commence par une bulle microscopique, une zone de grandes distances entre les corpuscules, où les ions et les électrons peuvent déclencher des avalanches. Ces bulles microscopiques sont générées par des impulsions de courant au niveau d’une électrode. L’impulsion de courant suivante injecte des porteurs de charge dans la bulle, ce qui entraîne une amplification du courant et finalement la rupture [1]. De ces considérations, on attend ce qui suit :
L’humidité entraîne la formation de porteurs de charge et diminue ainsi le support de la rigidité diélectrique. L’oxydation par des produits comme l’acide conduit également à des porteurs de charge par dissociation. De plus, ces derniers sont actifs en surface et diminuent la tension superficielle. Ainsi, ils maintiennent l’évolution des bulles après une diminution de la rigidité diélectrique. La pression influence également l’évolution des bulles. Avec une augmentation de la pression, la tension de claquage devrait augmenter. Pour des pressions inférieures à la pression atmosphérique, la tension de claquage doit diminuer. Les particules vont se déplacer dans les zones de forte contrainte en fonction de leur permittivité par rapport à celle de l’huile. Une diminution de la résistance à la traction est attendue s’ils sont hautement conducteurs ou humides. Influence de l’humidité et de l’acidité Dispositif de mesure Un système d’essai diélectrique classique, le Portatest spark tester, a mesuré la tension de claquage à différents niveaux d’humidité et d’acidité. Le système fonctionne de manière entièrement automatisée, ce qui est très pratique pour les longues périodes d’essai. L’avantage particulier est une détection rapide du courant et une déconnexion en moins de 1ms, ce qui, associé à une faible puissance dans le circuit de test, empêche la carbonatation de l’huile minérale. Même des centaines de tests sur le même échantillon d’huile n’ont pas réduit la tension de claquage due aux produits de combustion.
Figura 1 : Probador automático de líquidos aislantes Portatest.
Los ensayos se realizaron según la norma IEC156/95 Figura II (VDE0370/Teil5/96 y ASTM D1816), es decir, con electrodos esféricos de 25 mm de radio. La figure 1 montre le système de test automatique. Un sistema automático de valoración potenciométrica “Titrino SM 702 con unidad de intercambio 806” fabricado por Metrohm midió la acidz de los aceites (Figura 2). Aquí se determinó el índice de acidez total NTA mediante una valoración volumétrica con potasio para neutralizar los ácidos carboxílicos.
Figure 2
La teneur en eau des huiles a été déterminée en tant que teneur en eau par rapport à la saturation (RS en %) par des capteurs capacitifs Vaisala HMP 228. Pour obtenir des résultats dépendants, les capteurs ont été soigneusement étalonnés par des solutions salines saturées de chlorure de lithium et de chlorure de sodium. La teneur en humidité par rapport à la saturation (%) fournit plus d’informations sur les effets cruciaux de l’humidité sur la résistance à la traction que l’utilisation conventionnelle de la teneur en humidité par rapport au poids en ppm. Par conséquent, il a été contrôlé de mesurer la teneur en humidité en ppm. Cependant, cette valeur peut être calculée par les isothermes d’absorption, comme publié dans [2].