L’eau est l’un des pires ennemis d’un transformateur. Elle abaisse la rigidité diélectrique de l’huile, accélère le vieillissement du papier isolant et peut favoriser la formation de bulles lors d’une forte surcharge. Le dosage de la teneur en eau, réalisé par titrage Karl Fischer, permet de la détecter et d’en suivre l’évolution.
D’où vient l’eau dans un transformateur ?
L’humidité pénètre par la respiration de l’appareil lorsque le dessiccateur est saturé, par des joints vieillissants ou lors d’interventions mal maîtrisées. Elle est aussi produite à l’intérieur même du transformateur : le vieillissement du papier et l’oxydation de l’huile libèrent de l’eau.
La plus grande partie de l’eau se trouve dans l’isolation cellulosique, et non dans l’huile. Les deux échangent en permanence selon la température : à chaud, l’eau migre du papier vers l’huile ; en refroidissant, elle retourne vers le papier. La teneur mesurée dans l’huile est donc un reflet, à interpréter, de l’humidité de l’ensemble de l’isolation.
Les effets de l’humidité sur l’isolation
Une isolation humide réduit la durée de vie du transformateur et sa capacité à supporter des contraintes exceptionnelles. Surveiller l’eau, c’est préserver la valeur de l’équipement.
- Baisse de la rigidité diélectrique, surtout en présence de particules.
- Vieillissement accéléré du papier isolant, qui perd sa résistance mécanique.
- Risque de formation de bulles lors de fortes surcharges, au contact des enroulements chauds.
- Risque d’apparition d’eau libre lors d’un refroidissement rapide.
Le titrage Karl Fischer coulométrique
Le dosage est réalisé selon la norme IEC 60814 par titrage Karl Fischer coulométrique, une méthode sensible et précise, adaptée aux faibles teneurs rencontrées dans les huiles isolantes. Le résultat est exprimé en mg/kg, souvent noté ppm.
La qualité du prélèvement est déterminante : quelques instants de contact avec l’air ambiant suffisent à modifier le résultat. La Diélectrique Box contient une seringue étanche ou un flacon à remplir à ras. Notez également la température de l’huile au moment du prélèvement, indispensable à l’interprétation.
Lire une teneur en eau
Une même valeur n’a pas la même signification à 20 °C et à 60 °C. C’est pourquoi la température de l’huile au prélèvement, ou à défaut la charge du transformateur, doit accompagner l’échantillon. Le rapport situe le résultat par rapport aux repères de la norme IEC 60422 et à la catégorie de votre équipement.
Lue avec la rigidité diélectrique et l’indice d’acidité, la teneur en eau permet de distinguer une simple entrée d’humidité d’un vieillissement plus profond de l’isolation. Si l’humidité est confirmée, il faut d’abord en traiter la cause, puis envisager un séchage de l’huile, voire de la partie active.
Vérifier l’efficacité d’un séchage
Après une filtration avec déshydratation sous vide, l’huile est sèche, mais l’eau contenue dans le papier se redistribue progressivement. Une nouvelle mesure quelques semaines après l’intervention donne une image plus juste de l’état réel de l’isolation. Avec des résultats en 24/48 h et un historique conservé dans votre espace client, vous suivez cette évolution transformateur par transformateur.
Repères d’interprétation
La norme IEC 60422 fournit des repères de teneur en eau selon la catégorie de l’équipement.
| Équipement (huile minérale) | Satisfaisante | À surveiller | Élevée |
|---|---|---|---|
| Au-delà de 170 kV | < 15 mg/kg | 15 à 20 mg/kg | > 20 mg/kg |
| De 72,5 à 170 kV | < 20 mg/kg | 20 à 30 mg/kg | > 30 mg/kg |
| Jusqu’à 72,5 kV, dont HTA | < 30 mg/kg | 30 à 40 mg/kg | > 40 mg/kg |
Questions fréquentes
Quelle teneur en eau est acceptable dans une huile de transformateur ?
Elle dépend de la tension et du type d’équipement. À titre indicatif, la norme IEC 60422 considère qu’une valeur inférieure à 30 mg/kg est satisfaisante pour un transformateur jusqu’à 72,5 kV, les exigences étant plus strictes pour les tensions supérieures. La température de l’huile au prélèvement doit toujours être prise en compte.
Pourquoi noter la température de l’huile lors du prélèvement ?
La quantité d’eau que l’huile peut dissoudre augmente avec la température, et l’eau se répartit différemment entre l’huile et le papier selon les conditions. Sans cette information, une teneur mesurée peut être mal interprétée. Un relevé du thermomètre d’huile ou de la charge suffit.
Comment faire baisser la teneur en eau d’une huile de transformateur ?
Il faut d’abord traiter la cause : dessiccateur saturé, joint défaillant, défaut d’étanchéité. L’huile peut ensuite être séchée par filtration et déshydratation sous vide. Lorsque le papier est très humide, un séchage de la partie active peut être nécessaire.
Quel lien entre teneur en eau et rigidité diélectrique ?
L’eau, surtout lorsqu’elle est associée à des fibres ou à des particules, fait chuter la tension de claquage. Les deux mesures se complètent : la teneur en eau quantifie l’humidité, la rigidité montre son effet sur le pouvoir isolant. C’est pourquoi elles figurent ensemble dans tous nos packs.
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