Le marché mondial des transformateurs connaît un développement rapide. En 2023, il est estimé à 39,78 milliards de dollars, selon les chiffres de MarketsandMarkets. C’est une dynamique qui pousse les experts à s’intéresser de plus près aux technologies de maintenance, notamment l’analyse de l’huile diélectrique.
Cette huile joue en effet un rôle déterminant dans leur bon fonctionnement. Elle assure autant l’isolation électrique que la dissipation thermique. Son analyse s’impose donc comme un impératif à bien des égards.
L’huile diélectrique : un rôle fondamental
En tant que fluide isolant, l’huile diélectrique permet de maintenir une séparation électrique entre les différentes parties du transformateur qui sont sous tension. Cette fonction est vitale, car sans une isolation adéquate, le transformateur serait sujet à des courts-circuits, pouvant entraîner des défaillances matérielles coûteuses et des risques de sécurité. En plus, l’huile limite un potentiel de fuite de courant : elle fournit ainsi une protection contre les risques électriques. Au même moment, elle garantit un rendement optimal de l’appareil, particulièrement lorsqu’il fonctionne sous haute tension.
Outre son rôle d’isolation, l’huile remplit une fonction capitale dans le processus de dissipation thermique. Les transformateurs génèrent une quantité considérable de chaleur due à la résistance électrique et à la friction des composants internes. Cette chaleur doit être évacuée afin d’éviter toute dégradation prématurée des matériaux et de garantir le bon fonctionnement de l’appareil. L’huile agit comme un agent refroidissant qui absorbe cette chaleur et la répartit uniformément à travers le transformateur. Du fait qu’elle arrive à circuler entre les différents éléments, le liquide évite l’accumulation de chaleur, réduit le risque de surchauffe et prolonge la durée de vie du transformateur.
Le maintien de la qualité de l’huile est donc un facteur décisif dans le fonctionnement fiable d’un transformateur. Au fil du temps, elle se dégrade en raison de l’exposition à la chaleur, de la présence de gaz dissous ou de l’humidité. Un défaut qui altère ses propriétés d’isolation et de refroidissement. Il est alors de rigueur de suivre de près l’évolution de son état.
Les méthodes d’analyse de l’huile
L’analyse de l’huile diélectrique est un processus complexe dont la finalité est de détecter les signes de dégradation avant qu’ils ne causent des problèmes majeurs. En pratique, plusieurs techniques d’analyse sont utilisées à cette fin.
L’analyse des gaz dissous (DGA)
L’analyse des gaz dissous dans l’huile est l’une des méthodes les plus exploitées pour détecter les défaillances internes d’un transformateur. L’approche consiste à mesurer les niveaux de gaz dissous dans l’huile, notamment le méthane, l’éthane, l’acétylène et le dioxyde de carbone. Chacun de ces gaz peut être le signe d’un problème bien particulier. Par exemple, une concentration élevée de méthane indiquerait un échauffement excessif, tandis que de l’acétone pourrait suggérer une défaillance mécanique due à des contraintes.
La mesure de la teneur en humidité
L’humidité présente dans l’huile a de quoi réduire considérablement ses propriétés d’isolation et de dissipation thermique. Par conséquent, vous vous devez de surveiller régulièrement ce taux d’humidité.
Des instruments comme les capteurs hygrométriques permettent justement de mesurer cette teneur en eau. Pour info, une augmentation de cette valeur indique un risque de court-circuit ou de dégradation accélérée des composants du transformateur.
Les tests de l’acidité (indice d’acidité)
L’acidité de l’huile diélectrique augmente à des moments donnés en raison de la dégradation thermique et de l’oxydation. Un test de l’acidité mesure la quantité d’acide présente dans l’huile.
À titre indicatif, un indice d’acidité élevé est souvent le signe d’une huile altérée, ce qui risque de compromettre son efficacité en tant qu’isolant, de même que son rôle de dissipation thermique. Avec ce test, vous allez alors identifier les huiles qui nécessitent un remplacement.
La mesure de la viscosité
La viscosité de l’huile diélectrique est un indicateur clé de son état général. Elle affecte la circulation de l’huile dans le transformateur, et donc, la capacité du système à dissiper la chaleur. Une viscosité trop élevée ou trop basse va probablement compromettre l’efficacité de la dissipation thermique. Incidence, la sécurité du transformateur est menacée.
Le test de la résistance diélectrique
Ce test permet de mesurer la disposition de l’huile à résister à l’érosion de son isolant électrique sous haute tension. Une résistance diélectrique faible indique que l’huile a perdu ses propriétés isolantes. C’est un facteur qui entraîne des risques de courts-circuits.
Le test en question est impératif pour évaluer la sécurité de l’huile et déterminer si elle est encore capable de protéger le transformateur contre les risques électriques.
En combinant plusieurs de ces techniques, il est possible d’obtenir une vision complète de l’état de l’huile et, par conséquent, de garantir un fonctionnement optimal du transformateur.
Les défis liés à l’analyse de l’huile diélectrique
Bien que l’analyse de l’huile soit une opération capitale pour maintenir les transformateurs en bon état de fonctionnement, elle n’est pas sans défis. L’un des principaux obstacles liés à cela réside dans la complexité des tests. Mais, n’omettons pas non plus la nécessité de disposer de ressources spécialisées ainsi que de matériel de pointe.
L’analyse des gaz dissous, par exemple, requiert des équipements sophistiqués et une expertise technique qui va permettre d’interpréter correctement les résultats. Cela étant, vous êtes tenu de faire appel à un professionnel pour une telle opération. De surcroît, la précision des analyses peut être affectée par des facteurs tels que la température ambiante et les contaminations externes.
Ces défis rendent l’analyse de l’huile à la fois coûteuse et exigeante, mais ils soulignent aussi l’importance d’investir dans des outils et des processus rigoureux.
Les tendances et innovations en la matière…
Avec l’avancée de la technologie, les analyses d’huile deviennent de plus en plus précises et automatisées. Les capteurs en ligne permettent de surveiller en temps réel l’état de l’huile et d’envoyer des alertes dès qu’un seuil critique est atteint.
Ces innovations réduisent le besoin d’interventions manuelles fréquentes ; elles permettent une prise de décision plus rapide en cas de problème. L’intégration de l’intelligence artificielle dans les systèmes de gestion de l’huile promet en outre d’optimiser les coûts de maintenance, de réduire les risques et de prolonger la durée de vie des équipements.