CO dans l'huile de transformateur : pourquoi c'est important dans le transformateur DGA

Le monoxyde de carbone, communément appelé CO, est l'un des gaz les plus importants dans l'analyse des gaz dissous pour les transformateurs de puissance à huile. Alors que les gaz tels que l'acétylène sont souvent associés aux arcs électriques et que l'hydrogène est généralement associé à une décharge partielle ou à une activité générale de défaut, le CO a une valeur diagnostique particulière : il est étroitement lié à la dégradation thermique et au vieillissement de l'isolation cellulosique. L’huile peut souvent être filtrée, régénérée ou remplacée, mais l’isolation solide est beaucoup plus difficile à restaurer une fois vieillie ou dégradée. Pour cette raison, la surveillance du CO dans l’huile de transformateur ne consiste pas seulement à détecter un défaut ; il s'agit également de comprendre la santé à long terme de l'isolation en papier du transformateur. En fonctionnement normal, une petite quantité de CO peut être présente en raison du vieillissement naturel. Cependant, lorsque la concentration de CO augmente rapidement ou montre une tendance continue à la hausse, cela peut indiquer une dégradation accélérée de l'isolation du papier. Isolation

Fonctionnement en surcharge à long terme

Mauvais refroidissement ou débit d'huile bloqué

Humidité dans le papier isolation

Oxydation du système d'isolation en papier huilé

• Connexions desserrées, points chauds ou surchauffe à proximité de sources de courant parts
• Défauts historiques ou dégazage incomplet après maintenance
• CO comme indicateur de l'isolation du papier Vieillissement
• La durée de vie d'un transformateur de puissance est fortement influencée par l'état de son isolation cellulosique. Lorsque l’isolant en papier est exposé à des températures élevées, à l’humidité, à l’oxygène ou à des contraintes électriques, sa structure moléculaire se décompose progressivement. Ce processus affaiblit la résistance mécanique de l'isolant et libère des gaz tels que le CO et le CO₂.
• Une augmentation du niveau de CO peut donc être un signe avant-coureur de dégradation de la cellulose. Si le CO augmente en même temps que le CO₂, l'humidité, l'acidité ou les composés furanniques, les preuves du vieillissement de l'isolation en papier deviennent plus fortes. Si le CO augmente avec des gaz de défaut thermique tels que le méthane, l'éthane ou l'éthylène, cela peut suggérer qu'un défaut thermique a affecté l'isolation solide, ce qui représente généralement une condition à risque plus élevé. Une seule valeur de CO peut être influencée par l'âge du transformateur, l'historique du traitement de l'huile, les conditions d'échantillonnage et la charge de fonctionnement. Cependant, une augmentation continue du CO, notamment dans des conditions de fonctionnement similaires, mérite une attention particulière. Les deux gaz sont associés à la dégradation de l'isolation cellulosique, mais leur relation fournit des informations diagnostiques supplémentaires.
• Une augmentation lente et stable du CO et du CO₂ peut indiquer un vieillissement normal. Une augmentation plus rapide du CO peut suggérer une surchauffe locale de l’isolation en papier. Un changement anormal dans la relation CO/CO₂ peut indiquer que le mécanisme de dégradation a changé ou qu'un problème thermique localisé se développe.
• Pour cette raison, de nombreuses équipes de maintenance des transformateurs ne se contentent pas de demander : « La valeur du CO est-elle élevée ? Ils posent des questions plus utiles :

Because CO can come from different sources, it should not be interpreted by a single measurement alone. The most reliable approach is to evaluate CO together with its trend, growth rate, CO₂ concentration, hydrocarbon gases, load history, oil temperature, moisture, acidity, and other transformer condition indicators.

Le CO augmente-t-il plus rapidement qu'avant ?

Le CO augmente-t-il avec CO₂?

La croissance du CO est-elle liée à la charge ou à la température ?

Les gaz d'hydrocarbures sont-ils également en augmentation ?

Le transformateur a-t-il été récemment filtré, dégazé, rempli ou réparé ?

La tendance du CO correspond-elle aux résultats des tests de furane, d'humidité et de qualité de l'huile ?

Ces questions aident à éviter les erreurs de diagnostic et permettent aux ingénieurs de prendre des décisions de maintenance plus précises.

Pourquoi la DGA en ligne est précieuse pour le CO Surveillance

• La DGA de laboratoire traditionnelle est très utile, mais elle est périodique. Un transformateur peut être échantillonné mensuellement, trimestriellement ou annuellement selon son importance et son état. Cependant, les défauts et l'activité thermique anormale ne se développent pas toujours conformément au calendrier d'échantillonnage.
• Online DGA fournit une mesure continue ou fréquente des principaux gaz dissous dans l'huile de transformateur. Pour la surveillance du CO, cela est particulièrement utile car la tendance et le taux de croissance sont souvent plus importants qu'une seule valeur de concentration. plus tôt
• Suivi des contraintes d'isolation du papier en temps réel
• Identifier les changements liés aux conditions de charge, de température et de refroidissement
• Réduire dépendance à l'échantillonnage manuel de l'huile
• Supporter la maintenance basée sur l'état

Améliorer la gestion des risques des transformateurs

Fournir une alerte précoce avant l'isolation la dégradation devient grave

Pour les transformateurs critiques, la surveillance en ligne du CO peut constituer un élément important de la gestion de l'état des actifs. Il aide les opérateurs à passer de la maintenance réactive à la maintenance prédictive.

Avantages de la mesure MEMS IR pour le CO dans le DGA en ligne

La technologie MEMS IR fournit une base technique solide pour une mesure compacte et fiable du CO dans les systèmes DGA en ligne. Au lieu de s'appuyer sur des réactions chimiques consommables, la détection MEMS IR CO utilise les caractéristiques d'absorption infrarouge des molécules de CO. Cela le rend bien adapté aux applications de surveillance continue des transformateurs. Mesure optique et non consommable

• La détection MEMS IR CO est basée sur l'absorption optique. Le processus de mesure ne consomme pas le gaz cible et ne nécessite pas de réactifs chimiques. Cela contribue à améliorer la stabilité à long terme et réduit les besoins de maintenance de routine.
• 2. Taille compacte pour l'intégration DGA en ligne
• Les composants infrarouges basés sur MEMS peuvent être rendus compacts et adaptés à l'intégration dans des équipements DGA en ligne. Ceci est important pour les applications de sous-stations où l'espace d'installation, la fiabilité du système et la facilité de déploiement sont importants.
• 3. Bonne sélectivité pour le CO
• En utilisant la longueur d'onde infrarouge appropriée et la conception de filtrage optique, la mesure MEMS IR peut cibler les caractéristiques d'absorption du CO. Cela prend en charge la mesure sélective du CO dans le chemin du gaz d'un système DGA.
• 4. Faible consommation d'énergie
• Les composants MEMS IR conviennent aux conceptions à faible consommation d'énergie. Ceci est utile pour les appareils de surveillance en ligne qui nécessitent un fonctionnement stable et continu dans des environnements de terrain.

5. Réponse rapide pour la surveillance des tendances

La DGA en ligne n'a pas seulement besoin de valeurs de gaz précises ; il a également besoin d’informations opportunes sur les tendances. La mesure MEMS IR CO peut prendre en charge des cycles de mesure fréquents, aidant les utilisateurs à observer les modèles de croissance du CO et à réagir plus tôt aux comportements d'isolation anormaux.

6. Ligne de base stable et maintenance réduite

Par rapport à certaines méthodes de détection de gaz traditionnelles, la détection optique IR peut offrir une bonne stabilité de base lorsqu'elle est correctement conçue avec une compensation de température, une stratégie d'étalonnage et un contrôle du trajet du gaz. Cela prend en charge la surveillance en ligne à long terme avec moins d'interventions de maintenance.

7. Convient à la surveillance intelligente des transformateurs

La mesure MEMS IR CO peut être combinée avec des algorithmes de données, des alarmes, des communications à distance et des modèles d'état du transformateur. Cela le rend adapté aux sous-stations numériques modernes, aux réseaux intelligents et aux plateformes de maintenance prédictive.

2. Compact Size for Online DGA Integration

MEMS-based infrared components can be made compact and suitable for integration into online DGA equipment. This is important for substation applications where installation space, system reliability, and ease of deployment matter.

3. Good Selectivity for CO

By using the appropriate infrared wavelength and optical filtering design, MEMS IR measurement can target the absorption characteristics of CO. This supports selective CO measurement within the gas path of a DGA system.

4. Low Power Consumption

MEMS IR components are suitable for low-power designs. This is useful for online monitoring devices that need stable, continuous operation in field environments.

5. Fast Response for Trend Monitoring

Online DGA does not only need accurate gas values; it also needs timely trend information. MEMS IR CO measurement can support frequent measurement cycles, helping users observe CO growth patterns and respond earlier to abnormal insulation behavior.

6. Stable Baseline and Reduced Maintenance

Compared with some traditional gas detection methods, optical IR sensing can offer good baseline stability when properly designed with temperature compensation, calibration strategy, and gas path control. This supports long-term online monitoring with fewer maintenance interventions.

7. Suitable for Smart Transformer Monitoring

MEMS IR CO measurement can be combined with data algorithms, alarms, remote communication, and transformer health models. This makes it suitable for modern digital substations, smart grids, and predictive maintenance platforms.