Étude de l'isolation hybride en vue de son application dans les transformateurs de puissance

Depuis près d'un siècle, l'isolation traditionnelle ou conventionnelle (complexe huile/cellulose) a été le type d'isolation par excellence utilisée dans les transformateurs de puissance et dans la plupart des équipements électriques de puissance. Mais le papier cellulose qui représente la partie solide de cette isolation possède de nombreuses faiblesses. En effet le vieillissement du papier cellulose dans les transformateurs de puissance est accéléré par l'humidité, l'oxygène, les catalyseurs métalliques, la température, etc. Ce qui a pour conséquence l'augmentation du risque de défaillances. Une autre grande faiblesse du papier cellulose réside en son incapacité à protéger les enroulements électriques du transformateur contre les effets nuisibles du soufre corrosif. Vu toutes les faiblesses du papier cellulose, plusieurs études ont été menées pour évaluer les performances du papier aramide qui possède de très bonnes propriétés thermiques. Le papier aramide est actuellement utilisé comme isolant à haute température, associé aux huiles à point de feu élevé ou huiles alternatives (huiles synthétiques et végétales), principalement dans les transformateurs de traction électrique. L'isolation solide hybride est quant à elle, soit associée à l'huile minérale, soit associée aux huiles à point de feu élevé, et elle trouve son application dans les transformateurs de sous-stations mobiles et fixes. La technologie de fabrication est maîtrisée par les constructeurs, par contre les exploitants des réseaux électriques ne disposent pas de données de référence (normes) comme outils de diagnostic, leur permettant de suivre l'état de santé de l'isolation de ce nouveau type de transformateur. L'objectif global de ce travail de recherche était d'étudier l'isolation hybride en vue de démontrer sa potentielle utilisation dans les transformateurs de puissance. Cet objectif a été scindé en trois objectifs spécifiques à savoir: - Améliorer les outils de diagnostic de l'état des isolations solides hybride, et conventionnelle ; - Diagnostiquer l'état des huiles des isolations hybride, haute température et conventionnelle ; - Etudier la capacité du papier aramide et du papier cellulose à protéger le cuivre (enroulements électriques) contre les effets nuisibles du soufre corrosif. Dans le but d'atteindre les objectifs fixés, nous avons conduit des vieillissements thermiques accélérés en laboratoire. Pour le premier et le deuxième objectif spécifiques, le vieillissement est réalisé sel