Analyses de l’huile

Détecter un éventuel défaut électrique et/ou thermique

La mesure des teneurs en gaz dissous (appelée communément DGA) est obtenue par une analyse Chromatographique en Phase Gazeuse. Certains gaz sont présents naturellement dans l’huile du transformateur, du fait de la “respiration” du transformateur par le conservateur (O₂, N₂), ou du vieillissement progressif de l’isolation papier (CO₂, CO). Des concentrations anormalement élevées permettent de détecter en particulier une entrée d’air dans le transformateur, ou un vieillissement prématuré de l’isolation papier.

D’autres gaz sont produits sous l’effet de défauts internes, (thermiques et/ou électriques) qui affectent les parties actives du transformateur et dégradent l’huile thermiquement. Il s’agit de l’ensemble des hydrocarbures C_x Hy et de l’hydrogène H₂.

Les gaz mesurés sont les suivants :

• hydrogène (H₂)
• oxygène (O₂) et azote (N₂)
• dioxyde de carbone (CO₂) et monoxyde de carbone (CO)
• méthane (CH₄), éthane (C₂H₆), éthylène (C₂H₄), acétylène (C₂H₂)
• propane (C₃H₈), propène (C₃H₆), propadiène (C₃H_4è), propyne (C₃H_4y)

Vérifier l’état des isolants

Le papier en se décomposant fournit, en plus du CO, du CO₂ et de l’eau, une famille de produits partiellement solubles dans l’huile, les dérivés furaniques. Ceux-ci sont caractéristiques de la décomposition de la cellulose. L’analyse des dérivés furaniques permet d’obtenir des renseignements sur l’état du papier dans le transformateur en ne prélevant que l’huile. Elle permet de déterminer la durée de vie résiduelle du transformateur.

Contrôler les propriétés du fluide

– La rigidité diélectrique

La mesure de la rigidité diélectrique de l’huile vise à contrôler sa fonction d’isolation. La rigidité diélectrique est essentiellement liée à trois facteurs :

• la teneur en eau
• la teneur en particules

La mesure de la rigidité diélectrique est effectuée à l’aide d’un spintermètre et les résultats sont exprimés (en kV) par la moyenne des six derniers essais. On peut suspecter la présence de particules en cas de dispersion importante entre les tensions de claquage lors des essais au spintermètre.

Cette mesure est décrite dans la norme CEI 60156. Pour résumer, la rigidité diélectrique est la moyenne arithmétique des six mesures prises à une minute d’intervalle obtenues sur un même échantillon d’huile.

La rigidité est influencée par la teneur en eau lorsque cette dernière arrive à saturation.

– La teneur en eau

La teneur en eau est un des paramètres influençant la durée de vie. La teneur en eau de l’huile est le reflet de la teneur en humidité de l’isolation. Toutefois, les teneurs respectives en eau, dans l’huile, dans l’isolation cellulosique, et de vapeur d’eau dans le conservateur, résultent d’un équilibre dynamique très lent et très sensible à la température. C’est pourquoi, il est fortement recommandé de pratiquer le prélèvement d’huile lorsque le transformateur est encore chaud dans un état d’équilibre thermique. La teneur en eau dans les isolants solides est déterminée avec la courbe Fabre et Pichon.

– L’indice d’acidité

L’oxydation de l’huile caractérise son vieillissement. L’augmentation de l’indice de neutralisation signifie que certaines molécules de l’huile se sont oxydées pour former des acides. Les résultats sont exprimés en mg de potasse (KOH) pour neutraliser un gramme d’huile.

Lorsque l’indice acidité est trop élevé, des boues acides se créent dans le transformateur.
Cette grandeur ne peut pas s’appliquer aux huiles silicones car elles ne possèdent pas de carbone.

– La tangente delta (appelée parfois facteur de dissipation ou facteur de puissance)

La tangente delta est une grandeur sans dimension qui est directement liée à la résistivité et la permittivité en tension alternatif d’un fluide diélectrique.

Contrôler la pollution du fluide

Pollution particulaire

Dans certain cas, la présence de particules, ainsi que la nature des particules, nous renseigne sur le défaut et la nature des isolants qui se dégradent. Il est nécessaire de vérifier que l’échantillon est représentatif de l’huile contenue dans le transformateur (contamination par la vanne de prélèvement ou du flacon de prélèvement).

Pollution par PCB et PCT

Cette analyse permet de quantifier la contamination éventuelle de l’huile par des PCB due à une manipulation, des compléments non appropriés ou une présence initiale (appareils anciens).

Contrôler la corrosivité de l’huile

Les composés soufrés présents dans l’huile jouent un rôle favorable pour la stabilité de l’huile à l’oxydation mais certains comme les mercaptans ou les di-sulfides peuvent également être corrosifs vis-à-vis des métaux.