Techniques de diagnostic des transformateurs

Les quatre grandes familles de diagnostics des transformateurs avec leurs abréviations usuelles sont les suivantes :

1. L’analyse des gaz dissous (DGA),
2. L’analyse fréquentielle (FR),
3. Les décharges partielles (PD),
4. Et méthodes impliquant des mécanismes de polarisation/relaxation (PDC).

Chacune de ces grandes familles possède des fonctions distinctes et complémentaires avec les autres :

• L’analyse des gaz dissous, sous-entendu dans l’huile, est une méthode qui permet à partir de l’évaluation des proportions des différents gaz dissous dans l’huile de détecter la présence : de décharges partielles, de décharges électriques ou de surchauffes dans le transformateur. Elle est réalisée par prélèvements ponctuels d’huile sur les transformateurs, ou par un système de surveillance en ligne qui réalise alors l’analyse de manière régulière.

L’analyse furanique qu’on peut y associer consiste à rechercher dans l’huile la présence de furane, témoignant d’une dégradation de l’isolation et tout particulièrement du degré de polymérisation de la cellulose, une valeur en dessous de 150 est considérée comme critique pour le transformateur.

• L’analyse fréquentielle consiste à déterminer la réponse fréquentielle du transformateur sur une plage de fréquences allant de 1 kHz, à cause de la non-linéarité du noyau magnétique, jusqu’à 1 MHz, à cause du bruit environnant. Pour définir l’ensemble du spectre, les méthodes par balayage ou par impulsions peuvent être utilisées. La seconde utilise par la suite une transformation de Fourier rapide. Elle a l’avantage d’être plus rapide, mais est moins précise que la méthode par balayage. L’analyse des fonctions de transfert des différentes phases s’effectue en les comparant entre elles et/ou à une mesure antérieure permet de détecter la présence de défauts mécaniques dans les enroulements, à savoir : une déformation mécanique (voir contraintes mécaniques) ou un défaut d’isolation entre deux spires.

• La mesure des décharges partielles permet de détecter des défauts dans l’isolation et de les localiser.

• Les méthodes mettant en jeu les courants de polarisation et de dépolarisation consistent à polariser puis à dépolariser l’isolation afin d’en déduire son humidité. En effet, cette dernière influe sur les constantes de temps de charge et de décharge dans le cas où on assimile les phénomènes de polarisation à des charges et des décharges d’un condensateur (circuit RC).