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Traversées isolantes (Bushing)

 

Une traversée de transformateur est une structure isolante qui facilite le passage d’un conducteur transportant du courant à travers la cuve du transformateur reliée au sol. Le conducteur peut être placé à l’intérieur de la traversée lorsqu’elle est reliée au reste, ou la traversée peut être assemblée pour fournir un conducteur séparé attiré vers son centre, aussi appelée tige de traction.
Les deux types de construction de traversées sont solides ou en pièces à répartition capacitive (ce type est parfois appelé condensateur). Les traversées utilisées pour des enroulements basse tension sont souvent de type solide avec un isolant en porcelaine ou polyépoxyde. Les traversées à répartition capacitive, destinées à des niveaux de tension plus élevés, sont utilisées pour les enroulements de transformateurs à haute tension.

A l’inverse d’une construction solide,  dans une traversée à répartition capacitive, les couches conductrices sont insérées à des intervalles radiales prédéterminées avec l’isolation qui sépare le centre conducteur de l’isolation de la traversée. Ces insertions de conducteurs créent des éléments capacitifs qui lient le centre de la traversée au sol. Leur but est de contrôler le champ de tension autour du centre conducteur pour que la tension soit distribuée plus uniformément à travers le système d’isolation de la traversée.
Dans les traversées de type solide, de l’huile minérale électrique est souvent utilisée entre le conducteur et l’isolant, qui peut être contenue dans la traversée ou partagée avec le transformateur. L’isolation typiquement utilisée dans une traversée à répartition capacitive est du papier imprégné d’huile ou de papier et du papier enduit de résine. Les traversées à répartition capacitive utilisent aussi de l’huile minérale, souvent contenue dans la traversée.

Les défaillances des traversées sont souvent considérées comme la première cause des défauts de transformateurs, l’état des traversées est donc d’une grande importance pour les propriétaires de transformateurs. Les défaillances classiques des traversées sont l’entrée d’humidité, le foudroiement, le court-circuit des couches de répartition capacitive, une mauvaise utilisation de la traversée, du soufre corrosif, une mauvaise connexion entre l’enveloppe du sol et la bride, et une mauvaise connexion des prises. Les tests électriques suivants fournissent des informations sur l’état des traversées.

 

Diagnostic des traversées

Les tests Tan delta, facteur de perte évaluent l’état du système d’isolation de la traversée. Les tests C1 et C2 doivent être réalisés sur une traversée à répartition capacitive. Un test C1 facteur de puissance/de perte vérifie l’état de l’isolation principale de la traversée, alors que le C2 est utilisé pour vérifier l’isolation des sections de prise de la traversée et l’enveloppe périphérique du noyau et les matériaux de remplissage extérieurs. Souvent, C2 sert à détecter une arrivée d’humidité ou d’autres contaminants qui s’accumulent autour de la bride du fait d’un joint de prise défectueux par exemple.

  • La capacité, qui est mesurée en parallèle, évalue l’état physique de la traversée.

Une hausse de la capacité C1 peut ainsi indiquer un court-circuitage des couches de répartition capacitive, un diagnostic qui implique le remplacement immédiat de la traversée.

Ce test vérifie que le facteur de perte évolue en fonction de la tension. Il peut être utile pour détecter des connexions défectueuses ou localiser des défauts et peut également détecter des conséquences du vieillissement lorsqu’il est combiné au DFR. 

Ce test collecte les mesures du facteur de perte opérées à travers diverses fréquences inclues dans une mesure DFR (ex. 15Hz – 500 Hz). Les contaminants conducteurs sont facilement repérables à basse fréquence (15 Hz et moins) alors que des problèmes tels qu’un desserrement du terminal et une décharge partielle seront détectés à des plus hautes fréquences (500 Hz).

Un test de collier semi-conducteur est utilisé régulièrement pour des traversées de type solide sans prises et est efficace pour révéler une détérioration, une contamination, de faibles niveaux de liquide et des vides dans les composés. Il peut aussi être utilisé comme test complémentaire aux C1 et C2 sur les traversées à répartition capacitive avec prises.

Dans un diagnostic de traversée, une grande dépendance de température (c’est-à-dire une hausse du facteur de puissance/perte à des températures élevées) est un indicateur fort de détérioration de l’isolation de la traversée. Des mesures DFR permettent d’opérer des corrections de température individuelles d’une mesure de 50/60 Hz du facteur de puissance/de perte de différentes températures à une température de référence (20°C). Comparer cette dépendance avec les données de correction de température du fabricant de la traversée indiquera si la traversée est bonne ou non. Des mesures DFR peuvent être utilisées pour évaluer l’humidité dans les traversées.

  • Décharge partielle

  • Analyse des gaz dissous (DGA)

Certains propriétaires d’appareils prélèvent de l’huile d’une traversée à répartition capacitive dans le but de réaliser un test d’analyse des gaz dissouts, il s’agit d’une pratique peu courante.