Introduction aux absorbeurs d'humidité pour transformateurs

• fonctionnalité de baseIsolation et élimination de l'humidité et des impuretés de l'air entrant dans le conservateur d'huile de transformateur afin de maintenir la rigidité diélectrique élevée de l'huile isolante et de ralentir le processus de vieillissement du matériau isolant solide.

• Principe de fonctionnementLes transformateurs sont équipés d'un absorbeur d'humidité qui utilise l'effet de "respiration" produit par la dilatation et la contraction thermiques de l'huile isolante à l'intérieur du transformateur en raison des variations des conditions de fonctionnement et de la température ambiante. L'absorbeur d'humidité dans le transformateur "inhale" le gaz entrant pour un séchage et une filtration efficaces.

• Composants clésIl se compose principalement d'un déshydratant (généralement du gel de silice à couleur changeante) et d'un joint d'huile pour filtrer les impuretés.

• l'évolution technologiqueL'humidificateur d'air : De l'humidificateur traditionnel qui repose sur une inspection manuelle et un remplacement régulier du déshydratant, il est devenu un humidificateur intelligent, sans entretien, doté d'une surveillance en ligne, d'un chauffage et d'une régénération automatiques, et de fonctions de communication à distance.

• valeur appliquéeEn tant qu'accessoire de protection de base pour assurer un fonctionnement sûr et fiable à long terme du transformateur, son état de performance affecte directement le niveau d'isolation et la durée de vie globale du transformateur.

I. Mécanisme physique et dangers de la respiration des transformateurs

Les transformateurs de puissance à bain d'huile équipés de réservoirs de conservation d'huile ne sont pas complètement isolés de l'atmosphère. L'huile isolante, en tant que liquide, change de volume de manière significative en fonction de la température :

• Processus d'expansion (exhalation)Lorsque la charge du transformateur augmente ou que la température ambiante s'élève, la température de l'huile augmente et le volume se dilate, ce qui fait monter le niveau d'huile dans le conservateur d'huile et le gaz au-dessus de l'armoire est comprimé et évacué par l'hygroscope.

• Processus de contraction (inhalation)Lorsque la charge diminue ou que la température ambiante baisse, la température de l'huile diminue, le volume se réduit, le niveau d'huile dans le conservateur d'huile diminue et une pression négative se forme à l'intérieur, de sorte que l'air extérieur est aspiré par l'hygroscope afin d'équilibrer la différence de pression interne et externe.

Ce processus périodique d'échange de gaz est connu sous le nom de "respiration" du transformateur. Sans protection efficace, l'humidité et les particules en suspension contenues dans l'air inhalé pénètrent directement dans le conservateur d'huile et finissent par pénétrer dans l'huile isolante du corps du transformateur. La présence d'humidité réduit considérablement la tension de claquage de l'huile isolante et constitue le principal catalyseur de l'accélération du vieillissement hydrolytique du papier isolant en cellulose, tandis que les impuretés particulaires solides peuvent former des chemins conducteurs sous l'effet de champs électriques intenses, déclenchant des décharges internes. Il est donc essentiel d'assécher et de purifier l'air inhalé.

II. absorbeurs d'humidité conventionnels en silicone

Les hygroscopes conventionnels sont les dispositifs de protection de base les plus utilisés et sont relativement simples dans leur construction et leur principe.

1. les éléments structurels.

• boyauxLe verre transparent ou les matériaux en polycarbonate à haute résistance sont généralement utilisés pour faciliter l'observation externe de l'état du silicone à l'intérieur.

• déshydratantLes produits de l'UE : : Remplissage interne avec des matériaux absorbant l'humidité de manière très efficace -Silicone à couleurs changeantes.

  • Sans cobalt et respectueux de l'environnement (mainstream)Couleur : Orange à l'état sec, virant progressivement au vert foncé lorsqu'il est saturé d'humidité.

  • Contenant du cobalt (suppression progressive)La couleur : bleue à l'état sec, elle devient rose lorsqu'elle est saturée d'humidité.

• joints d'huileLa partie inférieure de l'appareil est munie d'une coupelle d'huile qui est remplie d'une quantité appropriée d'huile isolante pour former un joint d'huile.

2. le flux de travail.
Pendant l'aspiration, l'air extérieur passe d'abord à travers le joint d'étanchéité situé au fond de l'appareil. Le joint d'huile peut filtrer efficacement la plupart des poussières et des impuretés solides présentes dans l'air. Ensuite, l'air pénètre dans l'enveloppe par le haut et traverse la couche de gel de silice déshydratant, où les molécules d'eau présentes dans l'air sont physiquement adsorbées par la structure poreuse du gel de silice, ce qui permet d'obtenir un effet de séchage. Enfin, l'air propre et sec pénètre dans le conservateur d'huile de transformateur.

Absorbeur d'humidité intelligent et sans entretien

Les absorbeurs d'humidité traditionnels reposent sur des inspections et une maintenance périodiques manuelles, avec le risque qu'une maintenance inopportune entraîne une défaillance de la protection. Les absorbeurs d'humidité intelligents, sans entretien, fonctionnent de manière automatisée en intégrant des capteurs, des contrôleurs et des systèmes de régénération.

1) Principes de fonctionnement.
Au cœur de l'appareil se trouve le cycle de "surveillance en ligne et de régénération automatique".

• Surveillance en ligneLe conservateur à l'huile : Capteur d'humidité intégré de haute précision pour mesurer en temps réel l'humidité relative de l'air qui a été séché et traité en vue d'être introduit dans le conservateur à l'huile.

• contrôle intelligentLorsque le contrôleur surveille que l'humidité de l'air de sortie dépasse le seuil de sécurité prédéfini (indiquant une diminution de la capacité d'absorption de l'humidité du gel de silice), le processus de régénération est automatiquement lancé.

• auto-régénérationLe contrôleur active un système de chauffage électrique interne (par exemple, un chauffage PTC) pour chauffer le gel de silice saturé d'humidité. Sous l'effet de la température élevée, l'humidité adsorbée dans le gel de silice s'évapore et est expulsée dans l'atmosphère. Une fois la régénération terminée, le gel de silice retrouve sa sécheresse et sa capacité d'absorption de l'humidité.

• Dérivation et isolationPendant la régénération, un système de vannes internes veille à ce que la vapeur d'eau provenant du chauffage soit évacuée vers l'extérieur et ne pénètre pas dans le transformateur. En même temps, le transformateur peut continuer à respirer normalement grâce à une chambre de séchage de rechange ou à un canal de dérivation.

• communications à distanceL'appareil est généralement configuré avec une interface RS-485 ou Ethernet, ce qui permet de télécharger l'état de fonctionnement, les données d'humidité et les informations d'alarme vers le système d'automatisation de la sous-station, et d'effectuer une surveillance à distance en cas de fonctionnement sans surveillance.

IV. comparaison des performances techniques

Foire aux questions (FAQ)

1) Comment savoir si le silicone d'un humidificateur conventionnel doit être remplacé ?
Normalement, lorsque plus de 2/3 du volume de gel de silice dans un absorbeur d'humidité change de couleur, passant de sec (orange) à saturé (vert foncé), cela indique une réduction significative de sa capacité d'absorption d'humidité, et le remplacement ou le séchage hors ligne du gel de silice en vue de sa régénération doit être organisé immédiatement.

2) À quoi sert la coupelle d'huile située au bas du reniflard de déshydratation ? Quelles sont les exigences en matière de niveau d'huile ?
La coupelle d'huile a deux fonctions principales : l'une est d'effectuer une filtration préliminaire de l'air inhalé pour éliminer la poussière et les autres impuretés particulaires ; l'autre est de former un joint d'huile pour empêcher le contact direct et continu entre le gel de silice et l'atmosphère extérieure et ralentir la vitesse de son humidité naturelle. Le niveau d'huile doit être maintenu entre les lignes d'échelle marquées sur la coupelle d'huile, un niveau trop bas perd l'effet de filtrage et d'étanchéité, un niveau trop élevé risque d'aspirer l'huile dans la chambre de dessiccation lorsqu'une grande quantité d'air est inhalée.

3) Pourquoi le silicone bleu est-il progressivement abandonné ?
Le gel de silice bleu conventionnel utilise du chlorure de cobalt comme révélateur de couleur. Il a été démontré que le chlorure de cobalt est potentiellement dangereux pour l'environnement et la santé humaine. C'est pourquoi, pour des raisons de santé et de sécurité au travail et de protection de l'environnement, on est passé à l'utilisation de silicone orange sans cobalt.

4) Tous les transformateurs à bain d'huile sont-ils équipés d'absorbeurs d'humidité ?
Non. Seuls les transformateurs avec armoires de stockage d'huile doivent être équipés d'absorbeurs d'humidité. Si la structure entièrement étanche du transformateur (telle que l'utilisation d'un réservoir d'huile ondulé ou d'une vessie d'azote intégrée) assure l'isolation interne et atmosphérique, la déformation élastique du réservoir compense la variation de volume de l'huile, de sorte qu'aucun absorbeur d'humidité n'est nécessaire.