Qu'est-ce que l'analyse DGA?
La DGA (analyse des gaz dissous) est une technique de diagnostic utilisée pour évaluer l'état des transformateurs électriques et d'autres équipements électriques remplis de pétrole-. Il s'agit d'extraire et d'analyser les gaz dissous dans l'huile isolante pour détecter et identifier les défauts en développement.
Considérez-le comme un «test sanguin pour un transformateur». Tout comme un médecin analyse un échantillon de sang pour des marqueurs spécifiques qui indiquent des problèmes de santé, un ingénieur analyse l'huile de transformateur pour des gaz spécifiques qui indiquent les défauts internes.
Pourquoi est-ce important?
L'huile de transformateur (huile isolante) sert deux objectifs principaux: l'isolation électrique et le refroidissement. Lorsqu'un défaut électrique ou thermique interne se produit, il souligne l'huile et l'isolation solide (papier, panneau de presse), ce qui les fait décomposer et libérer des gaz spécifiques.
Ces gaz se dissolvent dans l'huile. En identifiant les types et les quantités de ces gaz, les experts peuvent:
Détecter les défauts tôt, souvent bien avant de provoquer une défaillance catastrophique.
Diagnostiquer le type de défaut (par exemple, arc, surchauffe, décharge partielle).
Déterminez la gravité de la faille.
Planifiez la maintenance de manière proactive, en prévenant les pannes imprévues et en économisant des millions de coûts de réparation / remplacement.
Le processus de DGA
L'analyse suit un processus standardisé:
Collection d'échantillons: Un petit échantillon d'huile est soigneusement tiré du transformateur en une seringue ou une bouteille scellée pour éviter la perte de gaz ou la contamination.
Extraction du gaz: Les gaz dissous sont extraits de l'échantillon d'huile dans un laboratoire. Cela se fait généralement à l'aide d'un vide ou en bouillonnant un gaz inerte à travers l'échantillon (décapage).
Séparation et identification du gaz: Le mélange de gaz extrait est injecté dans un chromatographe en phase gazeuse (GC). Le GC sépare les gaz individuels en fonction de leurs propriétés.
Quantification: Un détecteur dans le GC mesure la concentration de chaque gaz séparé, généralement en parties par million (ppm) ou microlitres par litre (µl / L).
Interprétation: Un expert (ou logiciel de diagnostic) interprète les concentrations et les rapports des gaz pour diagnostiquer l'état du transformateur.
Les gaz clés et ce qu'ils indiquent
Différentes failles produisent différents profils de gaz. Les neuf gaz clés surveillés sont:
| Gaz clé | Indication de défaut primaire |
|---|---|
| Hydrogène (H₂) | Décharge partielle (couronne), arc, surchauffe sévère |
| Méthane (ch₄) | Indicateur de défaut général, souvent à partir de la panne de pétrole |
| Éthane (c₂h₆) | Surchauffe d'énergie plus faible (huile) |
| Éthylène (c₂h₄) | Classic marker for high-temperature thermal faults (>700 degrés) en pétrole |
| Acétylène (c₂h₂) | L'indicateur le plus significatif d'arc électrique ou de défauts thermiques très extrêmes |
| Monoxyde de carbone (CO) | Surchauffe de l'isolation de cellulose solide (papier, bois) |
| Dioxyde de carbone (CO₂) | Vieillissement général et surchauffe d'isolation solide (moins spécifique que CO) |
| Oxygène (O₂) | Indicateur de l'intégrité du joint et de la santé du système de préservation de l'huile |
| Azote (n₂) | Utilisé comme couverture inerte; Son niveau est surveillé pour l'intégrité du système |
Comment interpréter les résultats: méthodes clés
L'interprétation est l'étape la plus critique. Les ingénieurs utilisent plusieurs méthodes établies, souvent en combinaison:
Méthode du rapport Rogers: utilise des rapports de paires de gaz spécifiques (par exemple, ch₄ / h₂, c₂h₂ / c₂h₄, c₂h₂ / ch₄) pour déterminer le type de défaut. Les ratios sont vérifiés par rapport à une table prédéfinie pour classer le défaut.
Triangle Duval: une méthode graphique très populaire et fiable. Les pourcentages relatifs de trois gaz clés (Ch₄, C₂H₂, C₂H₄) sont tracés sur un graphique triangulaire. La zone où le point tombe indique le type de défaut le plus probable (par exemple, Pd, D1 / D2 thermique, thermique T1 / T2 / T3, arc électrique).
Code CEI 60599: Une méthode standardisée (de la Commission électrotechnique internationale) qui utilise à la fois des limites de concentration de gaz et des ratios de gaz pour classer les défauts en catégories telles que la décharge partielle, la surchauffe et l'arc.
Key Gas Method: A simpler method that looks at which gas is most dominant to point towards a general fault type (e.g., high CO -> paper overheating; high C₂H₂ ->arc).
Fauts communs identifiés par DGA
Décharge partielle (PD) / Corona: décharges électriques d'énergie faibles - qui produisent principalement H₂ et Ch₄.
Fauteurs thermiques (surchauffe):
Basse température (<300°C): Produces CH₄.
Température moyenne (300 degrés - 700 degré): produit C₂h₄, C₂h₆ et Ch₄.
High Temperature (>700 degrés): produit des niveaux élevés de C₂H₄ et certains H₂.
Arc électrique: une décharge d'énergie élevée - qui produit de grandes quantités de H₂ et C₂H₂, ainsi que C₂H₄ significatif.
La surchauffe de cellulose (papier): identifiée par des niveaux élevés de monoxyde de carbone (CO) et de dioxyde de carbone (CO₂). Le rapport CO / CO₂ est également analysé.
Normes et meilleures pratiques
La DGA est régie par des normes internationales pour assurer la cohérence et la précision, notamment:
ASTM D 3612 - Méthode de test standard pour l'analyse des gaz dissous dans l'huile d'isolation électrique par chromatographie en phase gazeuse.
IEC 60599 - Huile minérale - Équipement électrique imprégné dans le service - Guide de l'interprétation de l'analyse des gaz dissous et libre.
En résumé, DGA est un puissant, non - invasif et un outil de maintenance prédictif qui est essentiel pour assurer la fiabilité et la longévité des transformateurs de puissance critiques dans le réseau électrique. En «écoutant» les gaz dans l'huile, les services publics peuvent passer de la maintenance réactive de panne à la maintenance proactive, condition -.