Quelles sont les raisons de l'apparition de décharges partielles dans les transformateurs ?

De manière générale, deux causes principales sont à l'origine des décharges partielles. Premièrement, une conception structurelle inadéquate peut entraîner une répartition non uniforme du champ électrique interne dans l'isolant et la formation de champs électriques locaux concentrés. Dans ces zones de concentration, des décharges partielles peuvent se produire dans les interstices d'huile, dans l'isolant solide localisé ou à la surface de ce dernier. Deuxièmement, des défauts de fabrication et de traitement, tels que des composants métalliques présentant des angles vifs ou des bavures, des impuretés mélangées à l'isolant ou la présence de défauts locaux, peuvent également être en cause. Dans ces zones, le champ électrique se déforme, ce qui augmente son intensité et provoque des décharges partielles. Par ailleurs, une teneur excessive en gaz dans l'huile isolante, créant des vides, ou une teneur en eau trop élevée, entraînant la production d'hydrogène et la formation de vides, peut engendrer des claquages ​​électriques dus à de faibles coefficients diélectriques et à une forte intensité de champ.

Dans les transformateurs et les réacteurs, les décharges partielles se produisent principalement dans les zones de champs électriques concentrés et d'isolation faible. Dans les transformateurs, les phénomènes courants incluent les décharges dans les interstices entre conducteurs et isolants, dans les joints entre isolants, dans les vides d'huile aux jonctions des conducteurs et des bornes d'enroulement avec l'isolation papier, dans les vides d'huile à l'extrémité des enroulements, dans l'isolation entre spires, par glissement le long des surfaces du papier et des anneaux d'isolation, dans l'isolation autour des impuretés métalliques présentes dans les différents composants isolants, et dans les zones de champ électrique intense dues au potentiel de terre. Dans les transformateurs de courant haute tension, des décharges peuvent se produire dans les interstices huile-papier entre chaque écran d'égalisation, autour des impuretés dans l'isolation, dans les vides ou les vides d'huile aux extrémités des écrans d'égalisation, et dans les vides d'huile aux points de rupture des écrans métalliques d'égalisation. Dans les transformateurs de tension haute tension, des décharges peuvent se produire dans les vides d'huile aux extrémités de l'isolation, et dans les vides ou les vides d'huile entre les couches d'isolation. Pour les transformateurs à isolation solide moulés en résine, la décharge se produit généralement dans les zones où se trouvent des bulles d'air dans l'isolation solide.

Les décharges partielles ont deux types d'effets destructeurs sur l'isolation : premièrement, l'impact direct des particules de décharge provoque des dommages progressifs et croissants à l'isolant, pouvant mener à sa rupture. Deuxièmement, la chaleur, l'ozone, les oxydes d'azote et autres gaz réactifs générés par la décharge corrodent l'isolant, augmentent sa conductivité électrique et entraînent finalement une rupture thermique. Généralement, la détérioration ou le vieillissement localisé de l'isolation électrique débute souvent par une décharge partielle, et ses effets néfastes se traduisent par une réduction de sa durée de vie et des risques pour la sécurité de fonctionnement. C'est pourquoi les décharges partielles font l'objet d'une attention croissante ces dernières années.

Les normes chinoises définissent clairement les méthodes de mesure spécifiques des décharges partielles dans les transformateurs et les réacteurs, ainsi que les niveaux de décharge admissibles sous certaines conditions de tension. La norme actuelle relative aux « Transformateurs de puissance » sert de base à la réalisation des essais de décharges partielles.

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