Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Les liquides isolants, qui jouent un rôle très important en électrotechnique, sont utilisés comme imprégnants d’isolants solides (papiers, bois et films), de diélectriques et de refroidisseurs dans divers équipements de puissance : transformateurs, inductances, condensateurs, traversées, disjoncteurs, changeurs de prises, etc.
Similairement au sang dans un être vivant, les liquides reflètent également l’état de l’équipement.
Aujourd’hui, le secteur mondial de l'énergie est dans une période de transition, au bénéfice de sources d'énergie renouvelables. Cette transition vise non seulement à limiter l'impact environnemental de la production et de la consommation de combustibles fossiles, mais également à assurer la sécurité, la fiabilité, l'accessibilité et la durabilité de l'énergie.
Cet article rappelle l'importance des liquides diélectriques. Leurs applications et perspectives sont également adressées
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Lire l’articleAuteur(s)
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Issouf FOFANA : Chaire de recherche du Canada en Vieillissement de l’appareillage rempli d’huile installé sur les lignes à haute tension (ViAHT), université du Québec à Chicoutimi (UQAC) (Québec), Canada
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Janvier Sylvestre N’CHO : Unité mixte de recherche et d’innovation en sciences et techniques de l’ingénieur, - Institut national polytechnique Houphouët Boigny (INP-HB), Yamoussoukro, Côte d’Ivoire
INTRODUCTION
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 isolants solides pour améliorer la tenue aux décharges partielles et au claquage diélectrique de l’isolation. Dans certains cas, notamment dans les transformateurs de puissance et de distribution, le liquide isolant est avant tout un fluide de transfert thermique qui sert à évacuer les calories produites au cœur de l’appareil. Il constitue également un moyen pratique d’évaluation de routine de l’équipement tout au long de sa durée de vie. En effet, le fluide joue un rôle vital et (comme le sang dans le corps d’un être vivant) permet de diagnostiquer l’état de l’équipement.
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. Dès lors, la plupart des équipements remplis de PCB ont été rétroremplis ou remplacés par des fluides sans PCB. Poussés par la recherche de liquides moins dommageables pour l’environnement, les chercheurs et les ingénieurs ont depuis lors, proposé divers liquides synthétiques/naturels ou végétaux pour des applications en électrotechnique. L’accord de Paris sur le climat signé par 194 parties (soit 193 pays, ainsi que par l’Union européenne), traitant de l’atténuation et de l’adaptation des émissions de gaz à effet de serre et du désinvestissement des énergies fossiles, est un autre élément structurant qui a stimulé le développement exponentiel de nouvelles technologies basées sur les matériaux biodégradables. Il s’agit désormais de privilégier la récolte de ressources plus performantes, plus respectueuses ou peu dommageables pour l’environnement.
La nanotechnologie, qui est vue comme une panacée pour solutionner divers problèmes en ingénierie, est également un autre centre d’intérêt qui a suscité le développement des nanoliquides ces dernières décennies.
Les développements dans le domaine de la supraconductivité ont également suscité de nouveaux intérêts aux liquides cryogéniques ou gaz liquéfiés.
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MOTS-CLÉS
huiles biodégradation Nanofluide Isolants diélectrique Silicones esters liquide de refroidissement liquides cryogéniques
VERSIONS
- Version archivée 1 de nov. 2002 par Noëlle BERGER
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Autres huiles à base d’hydrocarbures
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2. Huiles minérales
La bonne stabilité à l’oxydation et la faible viscosité combinées à l’approvisionnement immédiat et à la rentabilité des huiles minérales en ont fait le liquide isolant de choix depuis plus d’un siècle.
Les huiles minérales isolantes sont obtenues par raffinage d’une fraction d’hydrocarbures collectée lors de la distillation du pétrole brute en les débarrassant de matières diverses (gaz légers, sulfure d’hydrogène, eau, etc.). Leurs propriétés peuvent varier sensiblement d’un lot à l’autre, même d’une même marque. Le degré de distillation et de raffinage du brut et le type de processus impliqués peuvent modifier considérablement les constituants. Les bruts peuvent contenir des quantités variables de composés contenant du soufre (S), de l’azote (N) et de l’oxygène (O), ou divers métaux tels que le nickel (Ni), le vanadium (V) et le fer (Fe). Les quantités de ces impuretés déterminent les techniques de raffinage les mieux adaptées à ces bruts et les types de produits qui peuvent être fabriqués de manière économique.
2.1 Techniques de raffinage
La production d’huile minérale représente une faible partie de l’ensemble de l’industrie mondiale des lubrifiants pétroliers. Le raffinage du pétrole commence avec du pétrole brut et le raffine, ou le purifie, en distillats de pétrole utilisables. Les huiles raffinées représentent des mélanges très complexes et peuvent être constituées de plus de 3 000 hydrocarbures différents, constitués principalement de chaînes paraffiniques, naphténiques et aromatiques d’atomes de carbone .
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Historique
La qualité de l’huile minérale s’est améliorée avec les développements technologiques de raffinage. Des techniques de raffinage simples, telles que l’extraction par solvant, la filtration et le traitement à l’acide, ont permis de produire des huiles adaptées au 21e siècle. Dès la seconde moitié...
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Huiles minérales
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SIEROTA (A.), RUNGIS (J.) - Electrical Insulating oils – Part 1 : Characterization and pre-treatment of new transformer oils, - dans IEEE Elec. Insul. Magazine, vol. 11, n° 1, pp. 8-20 (1995).
-
(2) - FOFANA (I.) - 50 years in the development of insulating liquids, - dans IEEE Electrical Insulation Magazine, vol. 29, n° 5, pp. 13-25 (2013). Doi : 10.1109/MEI.2013.6585853
-
(3) - BLODGETT (R.B.), BARTLETT (S.C.) - Parameters for predicting gassing of oils under stress. - AIEE Power Appar. and Syst. (USA), pp. 528-36 (1961).
-
(4) - CASSERLY (E.), RASCO (J.), PATRICK (K.), HERLENIUS (N.) - Severely Hydrotreated Naphthenics – Today’s Proven Electrical Insulating Oil for Tomorrow’s Transformers. - Cigré Kyoto (2011).
-
(5) - FOFANA (I.), SABAU (J.) - Application of Petroleum-based oil in Power Transformer, - dans Natural Gas Research Progress, Editors : Nathan David and Theo Michel, Nova Science Publishers, Inc. (2008). ISBN: 978-1-60456-700-7
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Principaux producteurs d’huiles minérales
APAR Industries Limited
British Petroleum (BP)
Caltex Ltd
Calumet Speciality Products
Engen Petroleum Limited
Ergon
Esso Standard SAF
Gandhar Oil refining
Hydrodec Group Plc.
Marquest Scientific, Inc.
Mobil Oil Française
Nynas AB
Petro Canada Lubricants
PetroChina Company
Repsol
San Joachin Refining, Ergon Inc.
Shell
Sinopec Group, Cargill Inc.
TotalFinaElf SA
Valvoline Inc.
HAUT DE PAGE1.2 Liquides isolants à haut point de feu
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