Transformateur, Immergé en Liquide
ASTM D1533 mesure l’eau contenue dans un liquide isolant, comme l’huile minérale, l’ester naturel ou la silicone, par titrage coulométrique de Karl Fischer. L’instrument génère de l’iode par voie électrique dans la cellule de titrage; la charge nécessaire pour consommer l’eau d’une prise d’essai pesée est convertie en une masse d’eau, et le résultat est rapporté sous forme de nombre entier en milligrammes d’eau par kilogramme de liquide (mg/kg), soit la même grandeur que les parties par million en masse. L’échantillon provient d’un transformateur, d’un régulateur de tension, d’un disjoncteur à huile ou d’un autre appareil rempli de liquide. La teneur en eau est l’un des éléments de la batterie d’essais sur le liquide isolant que NETA ATS et MTS exigent, avec la rigidité diélectrique, l’indice d’acidité, la tension interfaciale, la couleur, la condition visuelle et le facteur de puissance.
L’humidité dans le liquide isolant attaque plusieurs propriétés à la fois: elle abaisse la tension que le liquide peut supporter avant l’arc électrique, elle augmente le facteur de puissance (pertes diélectriques) qui stimule la température de fonctionnement, et elle accélère la rapidité avec laquelle le liquide s’oxyde et se dégrade chimiquement. Même de petites quantités d’eau dissoute - trop faibles pour être vues ou séparées par simple décantation - peuvent provenir d’un joint ou d’une garniture défectueux du conservateur, de respirations répétées pendant les cycles thermiques, ou d’une surtension causée par l’orage qui aspire de l’air humide dans un réservoir dépourvu de dessiccatif à respiration. Détecter et quantifier cette humidité avant qu’elle ne s’accumule au point de causer des dommages visibles ou de déclencher les relais de protection est l’essence de la surveillance précoce du liquide isolant.
Acceptation: le liquide est prélevé et testé avant qu’une unité neuve ou remise à neuf ne soit d’abord mise sous tension, confirmant que le remplissage respecte les limites de liquide neuf. Maintenance: le même test est répété à un intervalle périodique - généralement annuellement ou chaque fois que la tension de rupture diélectrique ou l’analyse des gaz dissous montre une préoccupation - et les résultats sont comparés à des lignes de base d’acceptation et à des tendances historiques pour détecter si la teneur en eau augmente, demeure stable, ou diminue au fil du temps.
Un échantillon représentatif est prélevé selon ASTM D923 dans une seringue en verre ou une boîte métallique remplie à ras bord et fermée; les contenants en plastique ne sont pas utilisés parce qu’ils laissent entrer ou sortir l’eau, et un échantillon trouble ou contenant de l’eau libre peut ne pas représenter le liquide en vrac. En laboratoire, le titrateur est vérifié avec une solution de vérification de teneur en eau connue, la seringue est rincée avec le liquide à l’essai, et une prise d’essai est injectée sous la surface du réactif et pesée par différence. L’agitation empêche la formation d’une couche d’huile sur le réactif. Certains liquides très visqueux et les silicones donnent des lectures erronées dans le solvant standard, et les esters naturels peuvent mal se titrer dans celui-ci; la méthode permet donc des systèmes de solvants de remplacement : un hydrocarbure comme l’heptane ou le toluène ajouté aux liquides visqueux, un mélange un pour un de réactif et de formamide pour la silicone; et ASTM D6871 ajoute, pour l’ester naturel, des réactifs adaptés aux aldéhydes et aux cétones lorsque les additifs sont inconnus.
La teneur en eau sous forme de nombre entier en mg/kg (ppm), l’identification de l’échantillon, la température de l’échantillon au moment du prélèvement afin de juger le résultat selon le pourcentage de saturation, le pourcentage de saturation lui-même lorsqu’il est saisi, le réactif ou le système de solvant utilisé (obligatoire sur le formulaire pour les échantillons d’ester naturel et de silicone), avec le type de liquide et les résultats de la batterie d’essais sur le liquide isolant provenant du même échantillon.
ASTM D1533 ne fixe aucune valeur de réussite ou d’échec. Le résultat est évalué selon la limite applicable au liquide et au contexte d’échantillonnage : 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, qui varient selon la classe de tension de l’équipement. La fidélité compte près d’une limite : dans la plage de 0 à 50 mg/kg, deux résultats d’un même opérateur devraient concorder à 7 mg/kg près et deux laboratoires à 14 mg/kg près, et la limite de détection typique pour l’huile minérale est de 8 mg/kg; aucune fidélité n’est indiquée au-delà de 50 mg/kg ni pour les systèmes de solvants de remplacement. Un résultat d’ester naturel ou de silicone sans réactif consigné est rapporté comme indéterminé. L’ester naturel retient beaucoup plus d’eau que l’huile minérale, de sorte que son résultat se juge mieux selon le pourcentage de saturation.
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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