Évaluation de l’état du transformateur – seconde partie : L’analyse des gaz dissous (DGA) a le plus d’importance
Elle est sans doute l’outil le plus puissant de l’industrie lorsqu’il s’agit d’évaluer l’état d’un transformateur. Ce test de diagnostic, généralement mené conformément à la norme ASTM D3612C et connu sous le nom de « méthode de l’espace de tête » (voir aussi norme CEI 60567), mesure la concentration de certains gaz clés dissous dans l’huile. De plus, à condition que des échantillons d’huile soient prélevés à intervalles réguliers, il est possible de déterminer le taux de génération de gaz. Ces informations permettent aux experts de comprendre quels sont les défauts naissants, ainsi que leur gravité.
Bien que l’acétylène soit LE gaz à mesurer pour détecter les défauts majeurs, tous les autres gaz sont importants pour repérer un défaut naissant. Les types et les quantités de gaz qui se forment dans l’huile isolante révéleront la nature du défaut et détermineront s’il s’agit de l’isolation solide, s’il s’agit d’un problème thermique ou électrique, et s’il y a une fuite dans le système hermétique ou une dégradation prématurée dans un système ouvert.
Il existe de nombreuses méthodes reconnues pour interpréter les données DGA (non détaillées ici), ainsi que les limites de gaz suggérées dans plusieurs directives telles que IEEE C57.104-2019 et CEI 60599. Néanmoins, il est important de rappeler qu’il faut tenir compte de facteurs tels que le type d’huile diélectrique impliquée (liquides silicone, minéral ou ester). Ainsir, pour résumer avec un haut niveau d’interprétation DGA serait :
- L’acétylène indique généralement un arc ou une condition thermique à haute température
- Pour vérifier la décharge partielle, regardez les niveaux d’hydrogène
- Pour les défauts à basse température, faites très attention à l’éthane et au méthane
- L’éthylène est un révélateur de problème thermique à haute température
- Dans les régions à climat tempéré, des concentrations élevées de monoxyde de carbone sont un signe de dégradation du papier, alors que dans les régions avec un climat plus chaud, des niveaux élevés de CO peuvent persister sans être accompagnés d’autres signes de dégradation
- En parallèle, des niveaux élevés de dioxyde de carbone peuvent indiquer une surchauffe générale de l’isolant papier
Un seul ensemble de données DGA ne nous dit pas si les concentrations de gaz sont stables, en augmentation ou en baisse, ni même depuis combien de temps elles sont là, si elles sont associées à un incident connu, une condition transitoire, ou si le transformateur travaille étrangement. Seuls les gaz présents, et leur concentration respectifs sont connus. Cela signifie donc qu’un problème peut être détecté, sans pour autant être sûr qu’il est toujours d’actualité. Il est nécessaire d’établir des tendances avec plusieurs points de données pour informer le gestionnaire d’équipements si le gazage est stable, devient plus intense ou si l’on constate une évolution d’un type de défaut à un autre.
Même après avoir établi la tendance d’analyse des gaz dissous, comme pour tous les tests de diagnostic, le contexte est primordial. Connaître les caractéristiques typiques de l’équipement, son ancienneté et les conditions locales, par exemple la température ambiante, la charge, les transitoires ou encore les harmoniques, sont autant d’éléments apportant des informations sur la présence des gaz dans l’huile. Comparer le gazage d’un équipement avec d’autres, dans la mesure du possible, peut fournir des informations supplémentaires précieuses. L’origine des changements de niveau de gazage peut être la modification des caractéristiques de charge ou un défaut traversant. Prenez également en compte toutes les activités de maintenance qui ont été effectuées. Des réparations ont-elles été effectuées ? Quels tests électriques ont été effectués ? Si les résultats de plusieurs transformateurs ont changé, la procédure d’échantillonnage ou le laboratoire utilisé sont-ils les mêmes qu’auparavant ?
Dans certaines circonstances, le dégazage de l’huile du transformateur est réalisé : cette opération a généralement lieu lors du remplissage d’un nouveau transformateur ou après une maintenance ayant exposé le noyau et les enroulements. Les valeurs DGA changent alors inévitablement, et de nouveaux tests de référence sont nécessaires pour rétablir la tendance du comportement du gaz sur une période d’au moins 3 mois. Le dégazage de l’huile ne résoudra pas la cause sous-jacente du problème : la procédure efface la tendance DGA et n’est pas sans risque, même en utilisant des sous-traitants compétents.
Dans la troisième et dernière partie de ce groupe d’articles de blog, nous allons examiner les données de qualité de l’huile, et les précieuses informations qui peuvent être obtenues sur l’état du transformateur.
Auteurs :
Simon Sutton a plus de 25 ans d’expérience dans l’industrie du transport et de la distribution d’électricité, principalement en matière de câbles. Il a travaillé dans la fourniture de matériaux de câbles, en tant que responsable de certification des câbles pour une compagnie de transport d’énergie électrique et dans le secteur de la recherche. Il s’intéresse également à la surveillance d’état, aux tests de diagnostic, à la criminalistique et à la gestion des équipements. Simon travaille désormais comme directeur des services pour Altanova, une société Doble, au Royaume-Uni. Il est notamment responsable de la stratégie commerciale, des relations externes et de la coordination des activités techniques dans le monde entier. Simon est titulaire d’un diplôme et d’un doctorat en physique obtenu à l’Université de Reading. Il est actif au sein d’organismes professionnels internationaux, représentant du Royaume-Uni au sein du comité d’étude Matériaux et techniques de test émergentes du CIGRE, organisateur du groupe consultatif stratégique sur les solides du CIGRE, et est membre du comité de rédaction du magazine « IEEE Electrical Insulation ». Il est enseignant-chercheur invité à l’Université de Southampton.
Lance R.Lewand est le directeur technique du laboratoire Doble étudiant les matériaux isolants. Cette structure est responsable des analyses de routine et d’investigation des liquides/solides diélectriques pour appareil électrique. Depuis son arrivée chez Doble en 1992, M. Lewand a publié plus de 75 articles spécialisés relatifs aux matériaux isolants électriques et aux diagnostics en laboratoire. M. Lewand est titulaire d’une licence en sciences du St Mary’s College, dans l’état du Maryland (États-Unis). Il est activement impliqué dans des organisations professionnelles, notamment l’American Chemical Society. Il est représentant du comité national américain pour le TC10 de la Commission électrotechnique internationale (CEI) et ISO TC28, ASTM D-27 depuis 1989, président du comité ASTM D-27, président du sous-comité 06 sur les tests chimiques, secrétaire du comité Doble sur les matériaux isolants, et lauréat du « ASTM Award of Merit » avec le comité D-27.
Andy Davis travaille pour Doble depuis plus de 6 ans. Dans un premier temps, il a commencé par travailler 30 mois au Moyen-Orient : il devait alors fournir des conseils d’indexation et de maintenance de l’intégrité des équipements pour plus de 2400 transformateurs pour une société de transport du Moyen-Orient. Depuis lors, il s’est impliqué dans la formation aux outils de gestion des équipements en ligne comme dobleARMS et INSIDEVIEW, dans l’assistance matérielle pour les équipements portatifs de test d’huile et sur site (comme Calisto, Myrkos et Domino) et propose des consultations sur les transformateurs pour les clients situés dans toute la région EMEA. Avant d’arriver chez Doble, il a travaillé pour une société de services autour de l’huile où il apportait des solutions de transport et de récupération de ce fameux liquide. En parallèle, il offrait des consultations techniques pour les producteurs, les sous-traitants HT, les services de transport et de distribution d’électricité à travers le Royaume-Uni et l’Irlande. Il a dirigé des recherches sur le DBDS et l’acidité dans les transformateurs, les stratégies pour atténuer leur impact, et possède des connaissances importantes quant aux caractéristiques chimiques de l’huile.
En savoir plus :
- Produits :
- Services : Analyses en laboratoire
- Articles :
