Brevet FR2780898A1 — publié le 20000114

I PROCEDE DE TRAITEMENT DES HUILES DE REFROIDISSEMENT DE TRANSFORMATEUR PAR RESINES ECHANGEUSES D'IONS. La présente invention a pour objet un procédé de traitement d'huiles de refroidissement de transformateur par résines échangeuses d'ions. Certains transformateurs sont refroidis par de l'huile, cette huile de refroidissement imprègne le papier et les cartons d'isolation du bobinage du transformateur. Dans certains cas, des décharges électrostatiques ont tendance à se produire au contact du papier ou des cartons d'isolation et de l'huile. Lorsque ces décharges sont trop importantes, de sérieux problèmes de claquage de l'isolant se rencontrent, ce qui entraîne des pertes de production conséquentes. L'électrisation statique de l'huile est liée à sa vitesse de circulation et à sa température. Afin d'éviter ces problèmes, plusieurs solutions ont été envisagées. Tout d'abord, on a envisagé de remplacer en totalité l'huile dont les caractéristiques sont atypiques par de l'huile neuve. Cependant, il s'est avéré que peu de temps après le remplacement de l'huile d'un transformateur, de nouveaux problèmes de claquage apparaissaient. Une autre solution proposée a donc consisté non plus à remplacer l'huile mais à traiter l'huile dont les caractéristiques sont atypiques. Comme procédé de traitement, on a essayé d'injecter du benzotriazole dans l'huile. Les résultats obtenus par la Demanderesse sur les huiles de transformateur par ce traitement ne sont pour l'instant pas entièrement satisfaisants. Les huiles pour transformateur en sortie de raffinerie ainsi que les huiles d'essai de nouveaux transformateurs sont traitées par de la terre à Foulon. Cependant, la terre à Foulon ne pouvant être régénérée, son emploi pour le traitement d'huile de transformateur en fonctionnement s'avérerait coûteux et difficile à mettre en oeuvre. Afin de résoudre ce problème d'électrisation statique des huiles de refroidissement de transformateur, les présents inventeurs ont trouvé, de façon surprenante et inattendue, qu'il était possible de traiter lesdites huiles par passage sur des résines anioniques et cationiques préalablement séchées. Le procédé conforme à l'invention est caractérisé par le fait que l'on fait passer les huiles à traiter sur au moins une résine anionique et au moins une résine cationique, lesdites résines étant préalablement séchées. On peut utiliser une seule résine cationique et une seule résine anionique ou bien plusieurs résines cationiques et plusieurs résines anioniques. Les résines sont disposées en lit superposé, l'huile traverse donc une couche de résine d'un certain type puis traverse une couche de résine de l'autre type. Selon un mode de réalisation préférentiel, les huiles sont d'abord traitées par les résines anioniques et ensuite par les résines cationiques. Dans le procédé conforme à l'invention, les résines anioniques sont choisies dans le groupe comprenant notamment les résines dont les groupes actifs sont des bases faibles libres. Par exemple, la résine anionique est une résine AMBERLYST A21 commercialisée par la Société ROHM et HAAS. Les résines cationiques quant à elles sont choisies dans le groupe comprenant notamment les résines dont les groupes actifs sont des acides, de préférence l'acide sulfonique. Par exemple, on utilise la résine cationique LEWATIT S 100H+ commercialisée par la Société BAYER. Afin d'empêcher le transfert de résine dans l'huile, après le traitement par passage sur lesdites résines, on filtre les huiles. Les résines anioniques et cationiques sont préalablement séchées par exemple en étuve, de façon à ce que leur teneur en eau soit déterminée pour ne pas augmenter la teneur en eau de l'huile traitée de plus d'environ 5 ppm. La température de séchage et la durée de séchage sont bien entendu déterminées par l'homme du métier en fonction de la nature des résines utilisées et l5 de leur teneur en eau. La présente invention va maintenant être mieux comprise à l'aide d'exemples donnés à titre purement illustratif. Exemples: Dans les exemples ci-dessous, on a utilisé une résine anionique commercialisée par la Société ROHM et HAAS sous la marque AMBERLYST YST A21 et une résine cationique commercialisée par la Société BAYER sous la marque LEWATIT S 100 H+. Ces résines ont été séchées en étuve pendant 48 h à 105 C. Dans les exemples ci-après, les mesures suivantes ont été effectuées: Mesure des décharges électrostatiques par ECT "sur site" à 25 C associée à la résistivité et au potentiel de charges, - Mesure du facteur de dissipation diélectrique de l'huile (tangente 6) à 90 C et en vieillissement, associée à la mesure de la conductivité à 25 C et 90 C, selon la norme NFC 27210, - Teneur en métaux (cuivre, fer, plomb et étain), - Teneur en eau selon la norme NFC 27229, - Tension interfaciale, - Rigidité diélectrique selon la norme NFC 27221, - Acidité. Exemple 1 litres d'huile (huile 1) ont été soutirés d'un transformateur présentant des troubles de fonctionnement. L'huile avant traitement présentait les caractéristiques décrites dans le tableau 1. Le premier litre de cette huile a été percolé à température et pression ambiantes pendant 3 h 30 sur la résine anionique puis pendant 5 h 30 sur la résine cationique. Puis les quatre litres suivants ont été percolés sous faible vide (730 mmHg) pendant 40mn sur résine anionique puis pendant 1 h 15 sur résine cationique. Cette huile a ensuite été filtrée. Les résultats des mesures des différentes caractéristiques de cette huile ainsi traitée sont repris dans le tableau 1. Comme il ressort de ce tableau 1, le traitement améliore l'ECT et la tangente 6. Tableau 1: HUILE I AVANT TRAITEMENT APRES TRAITEMENT EC.T. (pJC/m3) 47 8,2 Résistivité (Ohm. Cm) à 25 C 1,51.1014 0,34.1014 Potentiel en Charge (A. Ohm.cm) 65000 2620 Teneur en eau (ppm) 10 13 Tension interfaciale (mN/m) 33,5 25,3 Rigidité diélectrique (kV) 68 55 Tan.6 à 90 C 414.104 40.104 Tan. 6 en vieillissement 1348.104 153.10'4 Conductivité (S/m) à 25 C 31,25.10-12 4.10-12 Conductivité (S/m) à 90 C 253.10-12 24,4.10-'2 Teneur en cuivre (ppm) 5,41 4,30 Tencur cn fer (ppm) Exemple 2: De la même façon que dans l'exemple 1, on a traité litres d'une huile (huile 2) soutirée d'un autre transformateur. Cette huile présentait les caractéristiques définies dans le tableau 2 ci-dessous. Les caractéristiques de l'huile après traitement conformément à l'invention sont également reprises dans le tableau 2 ci-après. Tableau 2: HUILE 2 AVANT TRAITEMENT APRES TRAITEMENT E.C.T. (QC/m3) 96 7 Résistivité (Ohm. Cm) 0,037.1014 0,64.10'4 Potentiel en Charge (A. Ohm.cm) 3272 4035 Teneur en eau (ppm) 6 7 Tension interfaciale (mN/m) 44,5 42,2 Rigidité diélectrique (kV) 79,5 83 Tan. 8 à 90 C 84.104 83.104 Tan.8 en vieillissement 189.104 83.104 Conductivité (S/m) à 25 C 29,6.10-12 1,23. 10'12 Conductivité (S/m) à 90 C 51,1.10-12 51. 10-12 Teneur en cuivre (ppm) 0,36 0, 200 Teneur en fer (ppm) REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement des huiles de refroidissement de transformateur caractérisé par le fait que l'on fait passer lesdites huiles sur au moins une résine cationique et sur au moins une résine anionique, lesdites résines étant préalablement séchées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites huiles traversent d'abord une couche constituée d'au moins une résine anionique puis une couche constituée d'au moins une résine cationique. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé par le fait qu'après passage à travers les résines anioniques et cationiques, les huiles sont filtrées. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les résines anioniques sont choisies dans le groupe comprenant notamment les résines dont les groupes actifs sont des bases faibles libres. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les résines cationiques sont choisies dans le groupe comprenant notamment les résines dont les groupes actifs sont des acides, de préférence l'acide sulfonique. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le séchage est réalisé pendant une durée suffisante et à une température suffisante pour que la teneur en eau des résines soit déterminée pour ne pas augmenter la teneur en eau de l'huile de plus d'environ 5 ppm.