jeudi 9 mars 2017

Propriétés et détérioration / dégradation de l'huile - Propriétés et détérioration / dégradation du pétrole

(Traduction de Sea Marconi du chapitre 4 de la CEI 60422, édition 4-2013)

La performance d’une huile minérale dans un système d’isolation dépend de certaines caractéristiques d’huile de base qui peuvent affecter la performance globale du matériel électrique. Afin de satisfaire ses multiples rôles de capacités diélectriques, de liquide de refroidissement et d’extinction d’arc, l’huile doit posséder certaines propriétés, en particulier:

• Haute diélectrique pour résister aux contraintes électriques imposées par l’opération
• La viscosité est suffisamment faible pour que sa capacité à circuler et à transférer la chaleur ne soit pas compromise
• Propriétés appropriées à basse température jusqu’à la température la plus basse du site d’installation
• Résistance à l’oxydation pour maximiser la durée de vie utile

En service, l’huile minérale se dégrade en raison des conditions d’utilisation. Dans de nombreuses applications, l’huile isolante est en contact avec l’air et est soumise à une oxydation. Les températures élevées accélèrent la dégradation. La présence de métaux, de composés organométalliques ou des deux peut servir de catalyseur d’oxydation. La couleur de l’huile change, la formation de composés acides et, lors d’un stade d’oxydation avancé, des précipitations de boue peuvent se produire. Les propriétés diélectriques et, dans les cas extrêmes, les propriétés thermiques peuvent être compromises.

Pendant le service, en plus des produits d’oxydation peuvent s’accumuler dans l’huile et affecter ses propriétés électriques, de nombreux autres contaminants indésirables tels que l’eau, les particules solides et les composés polaires solubles dans l’huile. La présence de tels contaminants et de tout autre produit de dégradation de l’huile est indiquée par un changement d’une ou plusieurs propriétés, comme décrit dans le tableau 1.

L’huile isolante minérale est un mélange d’hydrocarbures principalement paraffiniques, naphténiques ou aromatiques, résultant principalement de la distillation et du raffinage du pétrole brut. L’huile obtenue peut ensuite être ajoutée et / ou mélangée (mélangée) pour des applications spécifiques.

Dans plusieurs pays, c’est une pratique courante d’exploitation pour la récupération du pétrole et son recyclage. Afin de satisfaire à cette exigence réglementaire, la CEI a formalisé la norme CEI 62701, annulée en février 2015 et a ensuite été considérée (janvier 2016) comme fusion avec la norme 60296 et. 4 par décision de la PME de la CEI (comité de gestion de la normalisation). Selon ces directives, les nouvelles huiles minérales isolantes seront non seulement des huiles « vierges » mais aussi « recyclées ».

Dans ce scénario, la gestion du cycle de vie des huiles avec des caractéristiques différentes crée des situations beaucoup plus complexes (p. Ex. Dans les phases de formalisation des conditions d’achat et d’acceptation des fournitures).

Les processus de dégradation se produisent pendant les différentes étapes du cycle de vie du transformateur et se distinguent par « l’isolation électrique dégradée de l’huile » et « la dégradation chimique de l’huile », en dessous des différences:

Dégradation diélectrique de l’huile
Dégradation chimique de l’huile
Causes Contaminants physiques tels que l’eau, les particules, les gaz dissous provenant de sources externes (atmosphériques) ou internes (dégradation des matériaux pour les contraintes thermiques ou électriques) les composés polaires d’oxydation (boues) et la consommation d’additifs (le cas échéant) résultant de la dégradation de matériaux internes pour le stress thermique ou électrique
effets réduction de la tension de décharge, augmentation de la conductivité électrique réduction des propriétés chimiques-physiques telles que l’acidité totale, le facteur de dissipation diélectrique, la tension interfaciale, la résistivité, la concentration d’additifs et la stabilité à l’oxydation
contre-mesures traitement physique (microfiltration, déshumidification et dégazage sous vide) ou adsorption sélective en cas d’eau dans l’huile Récupération sélective ou traitement sélectif par Sea Marconi (également efficace contre les composés corrosifs et acides)

Les mécanismes de dégradation chimique de l’huile sont le résultat de réactions complexes (p. Ex. Oxydation catalytique) entre les substances organiques de l’huile et les matériaux contenus dans le transformateur. L’ampleur du phénomène dépend de certaines caractéristiques particulières telles que le type de liquide isolant, le type d’équipement (puissance, tension, etc.), son profil de charge (pourcentage sur la charge nominale, durée en heures), conditions de gravité l’environnement dans lequel il opère et des politiques de supervision et de maintenance.

La dégradation se caractérise principalement par la variation du temps (au pire sens) de certaines propriétés spécifiques (indicateurs symptomatiques) que les valeurs des mêmes indicateurs pour un nouveau liquide (non utilisé). L’évolution des processus de dégradation de l’huile aide à accélérer le processus de  invecchiamento degli isolanti solidi (carte). (cartes).

Liste des principales publications Sea Marconi sur le sujet

J. Diana, V. Tumiatti, G. Camino – “Diagnostic testing of oil samples and interpretation of results” – Proceeding of the Conference – Power Transformer Maintenance – Faculty of Engineering – University of Pretoria – R.S. Africa, 26-27 may 1998.

V. Tumiatti – “L’analisi dei fluidi tecnici come strumento di diagnosi del degrado per l’efficace prevenzione dei guasti” – Seminario dall’Istituto di Ricerca Internazionale sulla manutenzione produttiva ai sistemi oleodinamici ed alla lubrificazione degli impianti, Milano 25-26 novembre 1998.

V. Tumiatti, R. Actis, A. Armandi, G. Di Iorio, G. Camino – “Diagnostic testing of oil samples on electric transformers” – (to be presented for SMI’99 – 3° Convegno internazionale sulla manutenzione di impianti industriali, Bologna 17-20 febbraio 1999).

S. Kapila, P. Nam, V. Tumiatti, A. Armandi “Evaluation of Analysis Techniques for Finger printing Mineral Transformer Oil” CIGREWG15.01.TF06 – Leatherhead (UK) 13.01.1999.

M. Pompili, F. Scatiggio, V. Tumiatti. (2009). Liquidi isolanti: nuove prospettive ed evoluzione normativa. U & C. Unificazione e Certificazione, vol. LIV.; p. 41-44, ISSN: 0394-9605





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