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Auteur(s)
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Noëlle BERGER : Service Sécurité ATOFINA - Centre de recherches Rhône-Alpes
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Lire l’articleINTRODUCTION
Des liquides isolants ont été employés dès le tout début du développement de la construction des équipements électriques haute tension. En général, les liquides sont associés à des isolants solides, et leur rôle principal est de remplacer l’air dans les cavités des solides pour améliorer la tenue aux décharges partielles et au claquage de l’isolation. Dans certains cas, notamment dans les transformateurs et quelques câbles de puissance, le liquide isolant est avant tout un fluide de transfert thermique qui sert à évacuer les calories produites au cœur de l’appareil.
Jusqu’à la fin des années 1960, les liquides isolants ne posaient pas de problème d’environnement ou de toxicité. La découverte d’une pollution mondiale par les polychlorobiphényles (PCB) a montré du doigt la famille des liquides isolants dans son ensemble, et elle est devenue la cible des médias. Il en résulte une suspicion de plus en plus grande à leur égard, leur emploi est de plus en plus restreint et soumis à des réglementations par les autorités nationales. C’est cette phobie qui a entraîné des recherches pour essayer de trouver des substituts « verts », notamment à base d’huiles végétales.
Une présentation générale des liquides isolants en électrotechnique et l’étude de leurs principales propriétés physico-chimiques sont proposées dans l’article précédent . On pourra également y consulter le tableau des notations et symboles.
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- Version courante de janv. 2024 par Issouf FOFANA, Janvier Sylvestre N’CHO
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Huiles minérales
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3. Huiles végétales
Les huiles végétales ont fait partie des premiers liquides isolants utilisés pour la fabrication d’appareils électriques (cf. ouvrage général de F.M. Clark en bibliographie). Elles sont essentiellement constituées de triglycérides, c’est-à-dire d’esters triglycériques d’acides gras.
Leur formule chimique est la suivante :
Les acides gras peuvent être saturés (sans double liaison) ou insaturés (de 1 à 6 doubles liaisons). L’indice d’iode permet de quantifier le degré d’insaturation.
3.1 Usages
Il existe une grande variété d’huiles végétales. Seule l’huile de ricin est utilisée depuis de longues années. Elle sert à l’imprégnation des condensateurs de stockage d’énergie. L’huile de ricin a la particularité unique d’être essentiellement composée d’un seul type d’acide gras, présentant un groupe hydroxyle OH sur la chaîne R.
Les huiles végétales ont des propriétés diélectriques faibles (notamment conduction élevée et gassing positif), ce qui a conduit à limiter leur emploi à l’imprégnation de condensateurs pour courant continu. L’huile de colza est utilisée pour cette application (avec du film polypropylène métallisé) depuis les années 1990. Des tentatives ont été faites pour utiliser un mélange 50/50 huile de colza + liquide fortement aromatique (essentiellement le M/DBT) pour fabriquer des condensateurs de redressement du cos ϕ en utilisant la technologie du polypropylène métallisé. Des batteries d’essai ont été installées, notamment en Angleterre. Ces développements n’ont pas eu de suite, l’intérêt technico-économique de ces condensateurs n’ayant pas été démontré.
Récemment, des tentatives ont également été faites pour utiliser des huiles végétales à la place des huiles minérales pour l’imprégnation de transformateurs [69] [70] [77]. Le principal moteur à ces tentatives est de disposer d’un liquide biodégradable et non toxique pour l’environnement, qui soit résistant au feu (substitut des PCB dans les transformateurs de distribution). Leur coût reste supérieur (d’environ 30 %) à celui des huiles [71]. ABB considère cependant que, d’ici 2007, ces produits devraient représenter de 3 à 5 % du marché...
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