Analyse des causes du vieillissement de l'isolation dû à la surchauffe du noyau dans un transformateur à tension constante

Lors d'un fonctionnement prolongé, si le noyau de fer d'un transformateur triphasé à tension constante reste soumis à des températures élevées, son système d'isolation interne se dégrade progressivement. Sous l'effet d'un champ magnétique alternatif, le noyau magnétique génère des pertes par hystérésis et par courants de Foucault, toutes deux converties en chaleur. Si la conception structurelle entre les tôles d'acier au silicium du noyau est inadéquate ou si l'isolation feuilletée présente un défaut, les pertes par courants de Foucault augmentent considérablement, provoquant une élévation de température localisée ou globale.

Parallèlement, si la charge domestique du transformateur à tension constante est excessive ou si le réseau électrique subit des harmoniques, des surtensions ou d'autres anomalies, les enroulements et le noyau supportent des charges supplémentaires, entraînant une accumulation de chaleur continue. Cette chaleur accumulée est difficile à dissiper par le système de refroidissement, ce qui aggrave encore l'élévation de température du noyau et des enroulements.

Si la température reste élevée, la structure chimique interne des matériaux isolants (tels que les couches isolantes en papier et le papier imprégné d'huile) commence à se modifier. Sous l'effet de la chaleur, les chaînes moléculaires du polymère ou du papier diélectrique se rompent ou se recombinent, ce qui entraîne une diminution des performances d'isolation et une réduction de la résistance mécanique. À terme, cela conduit à une baisse de la rigidité diélectrique et à un affaiblissement de la résistance de claquage.