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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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Liquides de synthèse
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1. Huiles minérales
L’utilisation des huiles minérales dans les matériels électriques remonte pratiquement au début de leur production industrielle. Elles ont deux fonctions principales : l’ isolation électrique et le transfert thermique.
Les huiles minérales isolantes sont obtenues par distillation de pétroles sélectionnés, substances naturelles d’origine géologique, débarrassés de matières diverses (gaz légers, sulfure d’hydrogène, eau, etc.). Ce sont des mélanges complexes (plusieurs milliers de molécules différentes) d’hydrocarbures, de composés soufrés, oxygénés, azotés, et de traces de composés organométalliques. On les désigne sous le terme de bruts. Ils sont extraits dans toutes les régions du monde et plusieurs centaines de types différents ont été mis en évidence.
L’amélioration progressive des procédés de raffinage des bruts a abouti à l’obtention d’huiles minérales isolantes de plus en plus performantes. Ces améliorations, associées aux évolutions technolo-giques, ont permis de réduire progressivement les volumes d’huiles dans les appareils.
1.1 Procédés de préparation. Raffinage
Pour obtenir des huiles isolantes dotées des propriétés adéquates pour les applications électrotechniques (transformateurs, câbles…), le pétrole brut doit passer par plusieurs processus de raffinage [78]. Ils comprennent des méthodes physiques (distillation, extraction aux solvants, cristallisation, etc.) et des méthodes chimiques (craquage et réformage catalytique, hydrocraquage, hydrogénation, etc.) [1] [2] [79] [80] [81]. Les procédés utilisés dépendent de la nature du brut de départ : naphténique ou paraffinique. Le tableau 1 donne des exemples de la succession des opérations suivant la nature du brut utilisé et le type d’huile voulu.
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Distillation
Les distillations (à pression atmosphérique et/ou sous vide) constituent la première étape du raffinage. Elles sont destinées à éliminer les légers et les lourds du pétrole, et à produire un distillat adapté à l’application diélectrique.
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Extraction sélective par solvants
Les distillats utilisés dans le raffinage classique...
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