Transformateurs immergés dans l'huilesont des composants essentiels dans la distribution d’énergie électrique, utilisés pour augmenter ou diminuer les niveaux de tension pour une transmission efficace de l’électricité. Ces transformateurs dépendent de l’huile pour le refroidissement et l’isolation électrique, ce qui est essentiel à leur bon fonctionnement. Cependant, toutes les huiles ne sont pas égales et le type d’huile utilisé dans les transformateurs est soigneusement choisi pour garantir la sécurité, les performances et la durabilité. Dans cet article, nous examinerons les différents types d'huile couramment utilisés dans les transformateurs immergés dans l'huile, ainsi que les propriétés qui les rendent appropriées pour ce travail crucial.
1. Huile minérale
L'huile minérale, une huile raffinée à base de pétrole, est le type d'huile le plus couramment utilisé dans les transformateurs immergés dans l'huile. C'est le choix traditionnel depuis des décennies en raison de ses excellentes propriétés isolantes, de ses bonnes caractéristiques de transfert de chaleur et de sa disponibilité.
Principales caractéristiques de l’huile minérale :
- Bonne isolation électrique : L’huile minérale possède une rigidité diélectrique élevée, ce qui en fait un excellent isolant électrique. Il empêche les arcs électriques et les pannes entre les enroulements et le noyau du transformateur.
- Dissipation thermique efficace : l'huile a une bonne conductivité thermique, lui permettant d'absorber et de dissiper efficacement la chaleur générée par le fonctionnement du transformateur.
- Stabilité : l'huile minérale raffinée est stable dans une large plage de températures, garantissant ainsi le fonctionnement efficace du transformateur dans diverses conditions.
- Rentable : l'huile minérale est relativement peu coûteuse par rapport aux autres types d'huiles, ce qui en fait un choix rentable pour de nombreux fabricants de transformateurs.
L'huile minérale reste la norme pour la plupart des transformateurs de moyenne et petite taille, car elle offre un bon équilibre entre performances et prix abordable. Cependant, elle présente des limites, notamment en ce qui concerne les préoccupations environnementales et les risques d'incendie, ce qui a conduit au développement d'huiles alternatives.
2. Huile de silicone
Dans certains cas, l’huile de silicone est utilisée comme alternative à l’huile minérale, en particulier dans les transformateurs où des performances plus élevées et de meilleures propriétés environnementales sont requises.
Principales caractéristiques de l’huile de silicone :
- Haute stabilité thermique : L'huile de silicone a une excellente stabilité thermique, avec un point d'ébullition plus élevé que l'huile minérale. Cela le rend particulièrement adapté aux transformateurs fonctionnant à des températures plus élevées.
- Faible inflammabilité : L'huile de silicone est moins inflammable que l'huile minérale, ce qui réduit les risques d'incendie en cas de panne de transformateur.
- Isolation supérieure : Il offre d'excellentes propriétés diélectriques, ce qui en fait un isolant efficace dans les applications haute tension.
Bien que l'huile de silicone offre des performances améliorées, son coût plus élevé par rapport à l'huile minérale la rend plus adaptée aux applications spécialisées, telles que les transformateurs destinés aux infrastructures critiques ou lorsque les préoccupations en matière de sécurité et d'environnement sont primordiales.
3. Huile à base d’huile végétale (ester naturel)
Une autre alternative à l’huile minérale traditionnelle est l’huile à base d’huile végétale, souvent appelée huile d’ester naturelle. Ces huiles sont dérivées de sources végétales comme le colza ou le soja et deviennent de plus en plus populaires en raison de leurs propriétés respectueuses de l'environnement.
Principales caractéristiques de l’huile à base d’huile végétale :
- Biodégradable : L’un des avantages les plus importants de l’huile d’ester naturelle est sa biodégradabilité. En cas de déversement ou de fuite, les huiles végétales se décomposent plus rapidement et causent moins de dommages environnementaux que l'huile minérale.
- Point de feu élevé : Les huiles végétales ont un point de feu plus élevé que les huiles minérales, ce qui les rend moins inflammables et plus sûres en cas de panne du transformateur.
- Excellentes propriétés de refroidissement : les esters naturels ont d'excellentes propriétés de transfert de chaleur, aidant à dissiper la chaleur générée dans le transformateur.
- Faible toxicité : Ces huiles sont non toxiques, réduisant ainsi les risques pour la santé et la sécurité des travailleurs et de l'environnement.
Cependant, le coût des huiles à base d’huile végétale est généralement plus élevé que celui de l’huile minérale, et ces huiles nécessitent une gestion minutieuse pour maintenir leurs performances. De plus, les huiles végétales peuvent être plus sujettes à l’oxydation que les huiles minérales, ce qui signifie qu’elles peuvent nécessiter un entretien supplémentaire pour éviter leur dégradation.
4. Esters synthétiques
Les esters synthétiques sont des huiles artificielles, généralement fabriquées à partir de produits chimiques synthétiques, et sont parfois utilisés dans les transformateurs où des performances et une sécurité améliorées sont nécessaires.
Principales caractéristiques des esters synthétiques :
- Haute sécurité incendie : les huiles esters synthétiques ont un point d'incendie très élevé, ce qui les rend très résistantes à l'inflammation et donc plus sûres que l'huile minérale dans les environnements à haut risque.
- Respect de l'environnement : Comme les esters naturels, les esters synthétiques sont biodégradables, ce qui en fait un choix plus sûr pour l'environnement en cas de fuites ou de déversements.
- Excellentes isolation et refroidissement : ils offrent d'excellentes propriétés diélectriques, qui permettent des applications à haute tension et dissipent également efficacement la chaleur.
- Durée de vie plus longue : les huiles d'ester synthétiques ont tendance à avoir une durée de vie opérationnelle plus longue et sont plus stables que les huiles minérales, ce qui réduit le besoin d'entretien fréquent.
En raison de leur coût plus élevé, les esters synthétiques sont généralement utilisés dans des applications spécialisées où leurs performances améliorées, leurs avantages environnementaux et leurs caractéristiques de sécurité sont requis, comme dans les transformateurs pour les infrastructures critiques, les installations d'énergie renouvelable ou les zones soumises à des réglementations strictes en matière de sécurité incendie.
5. Askarel (huile à base de PCB)
Historiquement, l’huile d’askarel (un type d’huile contenant des biphényles polychlorés ou PCB) était utilisée dans les transformateurs. Cependant, en raison des risques environnementaux et sanitaires associés aux PCB, l’huile d’askarel n’est plus utilisée dans les transformateurs modernes.
Pourquoi Askarel n’est plus utilisé :
- Toxicité : les PCB sont très toxiques et ont été interdits dans de nombreux pays en raison de leurs risques potentiels pour la santé et l'environnement.
- Impact environnemental : les PCB ne se biodégradent pas et peuvent persister dans l'environnement, s'accumulant dans la chaîne alimentaire et causant des dommages écologiques à long terme.
En raison de ces graves risques environnementaux et sanitaires, les huiles d’askarel ont été progressivement supprimées et remplacées par des alternatives plus sûres telles que les huiles minérales, les esters et les huiles de silicone.
Le type d'huile utilisé dans untransformateur immergé dans l'huileest déterminé par divers critères, notamment les exigences de performance, le coût et les considérations environnementales. L'huile minérale est l'huile la plus largement utilisée en raison de son faible coût, de son refroidissement efficace et de ses capacités d'isolation. Les alternatives, telles que l'huile de silicone, les huiles à base d'huile végétale et les esters synthétiques, offrent une sécurité accrue, des avantages environnementaux et des performances à haute température dans des applications spécialisées.
À mesure que la demande de durabilité et de sécurité dans les équipements électriques se développe, les fabricants de transformateurs se tournent de plus en plus vers des huiles biodégradables telles que les esters naturels et synthétiques, qui offrent une excellente isolation et un bon refroidissement tout en étant plus respectueux de l'environnement.
Enfin, une sélection appropriée d’huile garantit que les transformateurs immergés dans l’huile continuent de fonctionner de manière efficace, sûre et fiable, alimentant les réseaux électriques modernes et contribuant à la distribution mondiale de l’énergie.
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