Transformateur, Immergé en Liquide
ASTM D924 mesure la perte diélectrique d’un liquide isolant sous forme de facteur de dissipation (la tangente de l’angle de perte) ou de facteur de puissance (son sinus), avec la permittivité relative lorsqu’elle est demandée. Une cellule d’essai à garde remplie du liquide est mise sous tension à la fréquence industrielle, et la perte est rapportée en pourcentage à une température donnée, le plus souvent 25 C et 100 C. En dessous de 5 pour cent, les deux grandeurs concordent à environ une partie sur mille, si bien qu’on les utilise indifféremment pour un liquide en bon état. Le facteur de puissance fait partie de la batterie d’essais sur le liquide isolant de NETA ATS et MTS, avec la rigidité diélectrique, l’indice d’acidité, la teneur en eau, la tension interfaciale, la couleur et la condition visuelle.
Le liquide isolant se détériore avec l’âge, le stress thermique, et l’oxydation, et le premier signe détectable de cette dégradation chimique est une augmentation du facteur de puissance - ce qui signifie que le liquide absorbe davantage d’énergie sous forme de chaleur et que moins est stockée sous forme de potentiel électrique. Un liquide présentant un facteur de puissance élevé perd davantage d’énergie par la chaleur dans les enroulements et le noyau du transformateur, réduit l’efficacité de l’appareil, et indique que les produits d’oxydation, l’eau, et d’autres contaminants polaires s’accumulent plus vite que les inhibiteurs d’oxydation et les systèmes d’élimination de l’eau du fluide ne peuvent le maintenir. La surveillance du facteur de puissance de façon périodique permet à l’opérateur de déterminer si le reconditionnement (filtration, séchage, ou dégazage) approche de la nécessité, ou si la gestion thermique ou la protection de respiration de l’appareil ont besoin d’une attention avant que le fluide ne se détériore davantage.
Acceptation : le liquide est contrôlé avant qu’un appareil neuf ou reconditionné soit énergisé pour la première fois, en confirmant qu’il respecte les limites de liquide neuf et qu’aucune dégradation ne s’est produite pendant le transport ou l’entreposage. Entretien : le même essai est répété à un intervalle périodique - souvent annuellement ou tous les deux ans pour les appareils critiques, ou moins fréquemment pour les appareils en attente - et est généralement prélevé avec le reste de la batterie de liquide isolant et un échantillon de gaz dissous afin que les tendances puissent être suivies et que les interventions soient planifiées avant que le risque de défaillance n’augmente.
Un échantillon est prélevé selon ASTM D923, de préférence par un système fermé, en volume suffisant pour au moins trois remplissages. La méthode comporte deux procédures. La procédure d’arbitrage utilise une cellule à trois bornes avec garde dans un four thermostaté, maintient l’électrode intérieure à moins de 0,5 C de la température visée, applique une contrainte moyenne de 200 à 1200 V/mm à 45 à 65 Hz, et mesure deux remplissages distincts, qui doivent concorder à 0,0001 plus 10 pour cent de la valeur la plus élevée; sinon un troisième remplissage est mesuré. La procédure courante admet une cellule à deux bornes, une plage de température de 2,0 C, des fréquences de 25 à 1000 Hz et un seul remplissage, et elle n’a pas de contrainte minimale; le minimum de 200 V/mm relève de la procédure d’arbitrage. La propreté de la cellule détermine le résultat, et le temps que le liquide passe à chaud est gardé court parce que la chaleur le modifie.
Le facteur de dissipation ou de puissance à 25 C et à 100 C en pourcentage, laquelle des deux grandeurs l’instrument a rapportée, la procédure (d’arbitrage ou courante), la fréquence d’essai, la contrainte sur l’électrode ou la tension d’essai, la température mesurée de la cellule pour chaque lecture, le second remplissage et sa vérification de concordance lorsque deux remplissages sont faits, et la permittivité relative lorsqu’elle est exigée, avec le type de liquide et les résultats de la batterie d’essais sur le liquide isolant provenant du même échantillon.
ASTM D924 ne fixe aucune limite. La lecture à 25 C, et la lecture à 100 C lorsqu’un tableau en comporte une, sont évaluées selon ASTM D3487 pour l’huile minérale neuve, ASTM D6871 pour l’ester naturel neuf, ASTM D4652 pour la silicone neuve, et les tableaux de NETA ATS et MTS pour le liquide reçu dans de l’équipement neuf et en service. La valeur à 100 C est l’indicateur le plus sensible de contamination et de vieillissement. L’énoncé de fidélité ne couvre que l’huile minérale : à 0,1 pour cent et 25 C, la répétabilité est d’environ 0,013 et la reproductibilité d’environ 0,086 pour cent, et à 1,0 pour cent et 100 C d’environ 0,24 et 0,47 pour cent. La norme ne fixe aucune règle d’arrondi; le formulaire rapporte trois décimales en pourcentage.
Les catégories d’équipement et les articles de norme qui exigent cet essai, et les formulaires de UltraDb qui le comportent.
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