Calculatrice d'analyse des gaz dissous : rapports CEI 60599 et triangle de Duval
Saisissez les concentrations du chromatographe et obtenez le gaz combustible total, les niveaux de l'IEEE C57.104, les rapports de la CEI 60599 et la zone du triangle de Duval 1.
Rapports de gaz CEI 60599 et triangle de Duval
Saisissez les concentrations du chromatographe en ppm. L'outil calcule le gaz combustible total, les niveaux du tableau classique de l'IEEE C57.104, les trois rapports de la CEI 60599 et la zone du triangle de Duval 1.
Résultat
Le triangle n'utilise que CH₄, C₂H₄ et C₂H₂, exprimés en pourcentage de leur somme. Il renvoie toujours une zone, même avec des gaz au niveau du bruit : ne l'interprétez que s'il y a une génération réelle.
Les niveaux sont ceux du tableau classique de l'IEEE C57.104 (édition 1991), qui reste la référence de terrain la plus répandue. L'édition 2019 remplace cette approche par des percentiles selon le type d'appareil.
Résultat indicatif. Le calcul est effectué dans votre navigateur et n'est envoyé à aucun serveur. Ce site peut contenir des erreurs ou des omissions : avant toute décision concernant une installation, l'information doit être vérifiée et validée par un ingénieur qualifié. Mentions légales et conditions d'utilisation
Ce que fait cette calculatrice
Elle prend les concentrations du chromatographe en ppm et renvoie quatre lectures de la même analyse : le gaz combustible total, le niveau du tableau classique de l’IEEE C57.104, les trois rapports de la CEI 60599 avec leur diagnostic, et la zone du triangle de Duval 1 avec le point tracé sur le triangle.
D’où viennent les gaz
Chaque mécanisme de dégradation à l’intérieur du transformateur casse certaines molécules et pas d’autres : c’est pourquoi le mélange de gaz identifie l’avarie.
- Hydrogène (H₂) : apparaît avec presque tout, et le premier lors de décharges partielles.
- Méthane et éthane (CH₄, C₂H₆) : échauffements modérés de l’huile.
- Éthylène (C₂H₄) : échauffements sévères, au-dessus de 300 °C.
- Acétylène (C₂H₂) : arc électrique. Il exige des températures supérieures à 700 °C et ne se forme pas autrement.
- Monoxyde et dioxyde de carbone (CO, CO₂) : dégradation de la cellulose, c’est-à-dire du papier isolant.
Niveaux de l’IEEE C57.104
La calculatrice classe l’analyse en quatre niveaux d’après le tableau de l’édition 1991, toujours la référence de terrain la plus répandue. Le niveau retenu est celui du pire gaz, pas la moyenne.
| Gaz | Limite du niveau 1 (ppm) |
|---|---|
| H₂ | 100 |
| CH₄ | 120 |
| C₂H₆ | 65 |
| C₂H₄ | 50 |
| C₂H₂ | 1 |
| CO | 350 |
| CO₂ | 2 500 |
| Gaz combustible total | 720 |
L’édition 2019 de l’IEEE C57.104 a remplacé cette approche par des percentiles selon le type d’appareil et son âge. C’est plus fin, mais cela exige des informations dont on ne dispose pas toujours ; le tableau classique reste un bon premier filtre.
Une valeur élevée sans contexte signifie peu : ce qui décide, c’est la vitesse de génération, c’est-à-dire la hausse de chaque gaz depuis l’analyse précédente. Un transformateur à 600 ppm d’hydrogène stables depuis cinq ans inquiète bien moins qu’un autre passé de 40 à 120 en trois mois.
Rapports de la CEI 60599
La norme utilise trois quotients — C₂H₂/C₂H₄, CH₄/H₂ et C₂H₄/C₂H₆ — et un tableau qui les traduit en six types de défaut : PD (décharges partielles), D1 et D2 (décharges de faible et de forte énergie) et T1, T2 et T3 (défauts thermiques en dessous de 300 °C, entre 300 et 700 °C et au-dessus de 700 °C). Quand les trois rapports ne correspondent à aucune ligne, la calculatrice le dit au lieu d’inventer un diagnostic : la norme elle-même reconnaît ce cas.
Triangle de Duval 1
Le triangle ne prend que CH₄, C₂H₄ et C₂H₂, les exprime en pourcentage de leur somme et place le point sur un diagramme ternaire divisé en sept zones. La calculatrice trace le triangle avec ses zones et marque le point de l’analyse.
Ses frontières sont celles qui sont publiées : 98 % de CH₄ pour PD ; 4 %, 13 %, 15 % et 29 % de C₂H₂ ; et 20 %, 23 %, 40 % et 50 % de C₂H₄. La zone DT, entre les thermiques et les électriques, recouvre les mélanges des deux mécanismes.
Exemple résolu
Transformateur avec H₂ 180, CH₄ 95, C₂H₆ 30, C₂H₄ 210, C₂H₂ 4 et CO 320 ppm.
- Gaz combustible total : 839 ppm → niveau 2 par le total, niveau 3 par l’éthylène et niveau 3 par l’acétylène.
- Rapports : C₂H₂/C₂H₄ = 0,02 ; CH₄/H₂ = 0,53 ; C₂H₄/C₂H₆ = 7,0.
- Duval : CH₄ 31 %, C₂H₄ 68 %, C₂H₂ 1 % → zone T3.
Lecture : défaut thermique au-dessus de 700 °C, avec assez d’acétylène pour surveiller de près. Les suspects habituels sont une connexion interne en mauvais état ou un courant circulant dans le noyau.
Ce que cette calculatrice ne fait pas
Elle ne connaît pas l’historique : elle ne calcule donc aucune vitesse de génération, et c’est pourtant la donnée qui décide. Elle ignore si le transformateur a son changeur de prises dans le même volume d’huile — ce qui explique des acétylènes parfaitement normaux —, si l’échantillon a été correctement prélevé, ou si l’appareil vient d’être remis en service après réparation. Et elle ne couvre ni les triangles 4 et 5 ni le pentagone de Duval, qui affinent le diagnostic des défauts à basse température.
Avec quoi on mesure
L’analyse est réalisée par un laboratoire à partir d’un échantillon d’huile, ou par un analyseur d’huile diélectrique sur site. Pour les appareils critiques, l’alternative est la surveillance en ligne : des capteurs d’hydrogène et de gaz dissous qui signalent un changement de tendance entre deux prélèvements, au lieu d’attendre l’analyse semestrielle. Le traitement de l’huile — séchage et dégazage — est l’autre moitié du travail.
Questions fréquentes
- Quel gaz signale le défaut le plus grave dans un transformateur ?
- L’acétylène (C₂H₂). Il faut un arc électrique pour le produire : toute quantité notable dans un transformateur dont le changeur de prises ne partage pas le même volume d’huile impose d’investiguer. La limite du niveau 1 du tableau classique de l’IEEE C57.104 est de 1 ppm, la plus stricte de tous les gaz.
- Le triangle de Duval fonctionne-t-il à faibles concentrations ?
- Non. Le triangle normalise les trois gaz en pourcentage de leur somme : il renvoie toujours une zone, même si les trois sont au niveau du bruit du chromatographe. Il faut d’abord confirmer qu’il y a une génération réelle — concentrations au-dessus des valeurs typiques, ou vitesse de génération notable — et seulement ensuite lire la zone.
- Quelle différence entre les rapports de la CEI 60599 et le triangle de Duval ?
- Les rapports utilisent des quotients entre paires de gaz et laissent des trous : certaines combinaisons ne tombent dans aucune ligne du tableau. Le triangle donne toujours une réponse parce qu’il couvre tout l’espace, ce qui est à la fois un avantage et un risque. Le raisonnable est d’appliquer les deux et de se méfier quand ils divergent.