Contribution à l'étude du phénomène d'électrisation par écoulement dans les transformateurs de puissance

Contribution to the study of flow electrification phenomenon in power transformers

• Auteur / Autrice : Olivier Moreau
• Direction : Gérard Touchard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique, optronique et systèmes
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers1992-2008)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie des surfaces

Amorçage (électricité)

Risques industriels

Décharges électriques

Résumé

La génération de charges électrostatiques lors de l'écoulement de l'huile de refroidissement dans les canaux en carton des transformateurs de puissance est considérée comme responsable de nombreuses avaries dans le monde ces trente dernières années. Parmi les paramètres d'influence identifiés de ce phénomène complexe et mal connu, la géométrie de l'écoulement et l'impédance de fuite des zones d'accumulation apparaissent comme des facteurs déterminants. Un prototype de capteur, susceptible d'être monté '' on line '' sur les transformateurs a été développé conjointement à l'établissement de paramètres fiables et caractéristiques du phénomène. Par ailleurs, les recherches menées sur la physico-chimie ont permis de mettre en évidence le rôle du carton, d'identifier les radicaux chimiques à l'origine de la génération de charge et d'établir deux premiers remèdes. Le développement d'un module dédié à la convection d'espèces réactives chargées dans un logiciel de mécanique des fluides permet d'envisager la simulation du phénomène à l'échelle d'un transformateur pour l'évaluation du risque électrostatique.

The electrostatic charge generation due to oil flow through pressboard-made channels for power transformers cooling has been held to be responsible for several failures in the world during the last thirty years. Among the identified parameters influencing this rather unknown and complex phenomenon, the flow geometry and the leakage impedance of the charge accumulation areas appear to be determining factors. A prototype of a sensor, likely to be installed on a transformer, has been developed in parallel with the derivation of reliable and relevant parameters with regard to the phenomenon. Moreover, the researches engaged on the chemistry have made it possible: to underline the pressboard role, to identify the chemical species leading to charge generation and to establish two first remedies. The development of a module dedicated to the charged reactive species convection in a Computational Fluid Dynamics Software enable us to consider the simulation of the phenomenon inside a full scale transformer to predict electrostatic hazard.