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Traversées de transformateur, type GSA-OA Guide d’installation et d’entretien

Instructions d’origine Les renseignements fournis dans le présent document sont de nature générale et ne couvrent pas nécessairement toutes les applications possibles. Toute application spécifique non traitée dans ces pages doit être signalée directement à ABB ou à l’un de ses représentants agréés. ABB n’offre aucune garantie et n’assume aucune responsabilité quant à l’exactitude des informations contenues dans le présent document, ou à l’usage qui en est fait. Toutes les données du guide peuvent être modifiées sans préavis. Il est interdit de copier le présent document sans notre autorisation expresse, d’en divulguer le contenu ou de l’utiliser à des fins non autorisées. Les contrevenants seront poursuivis.

Consignes de sécurité Le présent guide doit être mis à la disposition des personnes chargées de l’installation, de l’entretien et de l’utilisation des traversées. Ces activités présentent de nombreux risques qui découlent notamment : –– des pressions élevées ; –– à des tensions pouvant provoquer la mort ; –– de machines en mouvement –– des composants lourds ; –– des situations où l’on risque de glisser, de trébucher ou de tomber. Toute intervention sur un appareil de ce genre exige le respect de procédures et d’instructions spécifiques. Le non-respect des instructions peut entraîner des blessures graves, la mort et/ou des dégâts matériels. Il convient en outre de respecter toutes les consignes de sécurité pertinentes telles que les règles et règlements de sécurité régionaux ou locaux, d’appliquer des méthodes sécuritaires et de faire preuve de jugement lors de l’exécution de travaux d’installation, d’exploitation, d’entretien et/ou de mise au rebut de ces appareils. Dans le présent guide, la notion de sécurité s’applique à deux domaines : 1. les blessures ou la mort; 2. les dégâts matériels (y compris les dommages causés aux traversées ou à d’autres biens, et la réduction de la durée de vie utile des traversées). Les avis de sécurité indiquent au personnel les risques possibles de blessure, de mort ou de dégâts matériels. Ils sont placés dans le guide en regard de la description des tâches qui comportent le risque décrit.

Les mentions suivantes sont utilisées dans le manuel :

DANGER Indique un danger immédiat entraînant toujours des blessures graves ou mortelles. Cette mention n’est utilisée que dans les situations les plus extrêmes. Indique aussi un danger potentiel pouvant entraîner des blessures graves ou mortelles.

MISE EN GARDE Indique un danger potentiel pouvant entraîner des blessures légères ou sérieuses. Cette mention peut aussi signaler une tâche comportant des risques. Indique aussi des risques de dommages matériels. La mention INFO fournit des renseignements additionnels pour faciliter l’exécution du travail à effectuer et permettre un fonctionnement sans problème.

Table des matières 1. Description............................................................................................................................6 1.1 Conception....................................................................................................................6 1.2 Conditions d’utilisation...................................................................................................6 1.3 Contraintes mécaniques................................................................................................7 1.4 Pièces de rechange.......................................................................................................7 2. Installation.............................................................................................................................8 2.1 Outillage........................................................................................................................8 2.2 Matières consommables................................................................................................8 2.3 Transport, stockage et manutention...............................................................................8 2.4 Levage hors de la caisse................................................................................................8 2.5 Montage........................................................................................................................9 2.6 Montage de la borne extérieure......................................................................................11 2.7 Mise à la terre de la bride...............................................................................................11 2.8 Temps d’attente avant la mise sous tension...................................................................12 2.9 Essais recommandés avant la mise sous tension...........................................................12 3. Entretien................................................................................................................................14 3.1 Entretien recommandé et vérification.............................................................................14 3.2 Élimination des traversées à la fin de leur durée de vie utile............................................14

1. Description

1.1 Conception Les traversées de type GSA-OA sont destinées à une utilisation extérieure et immergée dans le cadre d’un système huile-air. Le modèle de conception est représenté à la Figure 1. Pour obtenir une description plus détaillée, voir le Guide technique, 1ZSE 2750-111. Cette traversée est de type sec. Elle est pourvue d’une isolation principale en papier imprégné de résine (RIP) ainsi que d’une protection contre les intempéries en caoutchouc siliconé (SiR) sur la partie externe. Cette configuration permet d’effectuer le montage sous n’importe quel angle, de la verticale à l’horizontale. Toutes les traversées de type GSA possèdent une prise de mesure connectée à la couche externe du corps du compensateur. La tension d’essai maximale pour cette prise est de 2 kV, pendant une minute à 50 à 60 Hz. Elle sert de prise de mesure et, en combinaison avec une capacité externe, peut être utilisée en tant que prise de réglage de la tension. La tension d’exploitation est limitée à 600 V. La traversée peut être connectée au transformateur par le biais de conducteurs tirés de type flexible ou rigide.

Borne extérieure

Isolateur en caoutchouc siliconé

Prise de mesure

Bride de montage 1.2 Conditions de fonctionnement Le tableau ci-après présente les spécifications techniques normales des traversées GSA de type huile – air. Veuillez contacter ABB si les paramètres d’utilisation dépassent les valeurs indiquées ci-dessous. Application:

Transformateurs

Classification :

Traversées pour l’extérieur (immergées),

Corps en papier imprégné de résine

Conducteur rigide

en papier imprégné de résine, à répartition capacitive Température ambiante :

De +40 à -40 °C, valeur minimale conforme à la classe de température 3 de la publication 60137 de la CEI

Altitude du site :

< 1 000 m

Indice de pluviométrie et 1-2 mm de pluie/min. horizontalement et taux d’humidité :

verticalement, selon CEI 60060-1, et 5 mm/min selon IEEE.

Niveau de pollution :

En fonction des valeurs spécifiques de ligne de fuite et conformément à la publication 60815 de la CEI

Immersion:

Huile de transformateur. Température moyenne

quotidienne maximale de l’huile : +90 °C. Température maximale ponctuelle de l’huile : +115 °C. Niveau d’huile dans le

Ne doit pas être inférieur à 25 mm dans la

transformateur :

bride de la traversée

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Fig. 1. Traversée de transformateur de type GSA-OA.

Pression maximale du

100 kPa (surpression)

milieu : Angle de montage :

Horizontal à vertical

Prise de mesure:

Prise de mesure avec broche de contact mâle de 4 mm

Capacité C2 de la prise

 6 mois), un tube doit être commandé séparément. Les traversées peuvent être transportées et stockées sous n’importe quel angle de la verticale à l’horizontale.

8 Guide d’installation et d’entretien GSA-OA | 2750 515-115 fr, Rév. 4

F

Fig. 2. Levage hors de la caisse.

La masse de la traversée figure sur la plaque signalétique. Nettoyez et inspectez avec soin le côté huile de la traversée et l’intérieur du trou central avant de procéder au montage sur le transformateur.

2.5 Montage

MISE EN GARDE

Il est important que la traversée soit réemballée de la même manière qu’à la livraison. La traversée doit être fixée dans le sens axial et radial, et elle ne doit pas pouvoir tourner.

Les petites traversées peuvent être soulevées manuellement. Levez les traversées plus lourdes au moyen d’un dispositif de levage (consulter la section 2.1 intitulée Outillage). Levez la traversée à la position verticale puis selon l’angle souhaité conformément aux illustrations ci-dessous. Déposez l’extrémité inférieure de la traversée sur une assise molle, comme un tapis en caoutchouc.

F

Appareil de levage 2183 789

F

Anneau de levage 2183 2001-3

Assise molle

Appareil de levage 2183 789

Assise molle

Fig. 3. Montage.

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2.5.1 Borne intérieure / câble toronné Le conducteur doit être installé de la manière décrite ciaprès. Les surfaces de contact doivent être propres. 1. Tendez le câble toronné soudé par brasage à la borne intérieure, normalement fixée au couvercle. Ne faites pas de boucles. 2. Passer le cordon dans le tube central de la traversée. 3. Levez la traversée au-dessus de l’ouverture.

4. Fixez l’émerillon terminé par un goujon M8 à la borne intérieure à l’extrémité du câble toronné. Faites descendre la traversée dans le transformateur et faites passer correctement le câble toronné en gardant tendu le câble d’enfilage. 5. Fixez la traversée au couvercle. Couple de serrage M12 à 50 ±5 Nm, 1/2 po UNC à 55 ±5 Nm. 6. Positionner la bague en 2 parties autour de l’encoche de la borne intérieure comme le montre la Fig. 4a. 7. Détachez doucement le câble d’enfilage de sorte que le conducteur repose sur la bague en 2 parties. 8. Retirer le câble d’enfilage. 9. Passer immédiatement à la section 2.6, Montage de la borne extérieure.

D

7 8 9

125

4 6 7 L6

2 3

1 5

Fig.4a. Montage de la borne extérieure.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Anneau divisé 2151 811-45 Joint torique 2152 929-75 Anneau de serrage 2744 330-7 Borne extérieure Borne intérieure Vis à six pans creux M10x60 Acier inoxydable A2-70 Rondelle plate 10,5x2x20 Acier inoxydable A2-70 Vis à six pans creux M8x45 Acier inoxydable A2-70 Rondelle à ressort Acier inoxydable

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Fig. 4b. Raccord du conducteur à tige rigide.

2.5.2 Tige conductrice rigide Le conducteur doit être installé de la manière décrite ci-après. Les surfaces de contact doivent être propres. 1. Monter la partie inférieure de la tige rigide dans le transformateur. 2. Lubrifier les 3 vis M10 au moyen de vaseline sans eau, de graisse Mobilgrease 28 ou d’un autre lubrifiant adapté n’ayant aucun effet sur l’huile de transformateur. Insérer les vis et serrer à un couple de 35-40 Nm, afin de monter la partie supérieure de la tige rigide sur la partie inférieure. 3. Levez la traversée au-dessus de l’ouverture. 4. Passer le cordon dans le tube central de la traversée. 5. Attacher le goujon M8 à la partie supérieure du conducteur rigide. 6. Abaissez la traversée dans le transformateur et, en gardant tendu le câble d’enfilage, faire passer correctement le conducteur à tige rigide monté. 7. Fixez la traversée au couvercle. Couple de serrage M12 à 50 ±5 Nm, 1/2 po UNC à 55 ±5 Nm. 8. Placer la bague en 2 parties autour de l’encoche dans le conducteur à tige rigide. 9. Détachez doucement le câble d’enfilage de sorte que le conducteur repose sur la bague en 2 parties. 10. Retirer le câble d’enfilage. 11. Passer immédiatement à la section 2.6, Montage de la borne extérieure. 2.6 Montage de la borne extérieure Le conducteur doit être installé de la manière décrite ciaprès. Les surfaces de contact doivent être propres. Remarque relative aux connecteurs en aluminium : Les surfaces de contact intérieures en aluminium, sur le conducteur de la traversée et le goujon de la borne, sont étamées et galvanisées ; elles ne doivent donc pas être brossées.

Les surfaces lisses non traitées en aluminium doivent être brossées afin d’enlever les oxydes. Elles doivent également être graissées avant l’établissement de la connexion.

Séquence de montage : 1. Nettoyez avec soin les surfaces de contact et celles du joint d’étanchéité. 2. Enduire le joint torique de graisse Mobilgrease 28. 3. Assembler l’anneau de serrage, le joint torique et le goujon de la borne extérieure et les placer sur la borne intérieure, la bague en 2 parties étant en place. 4. Enduisez de Molykote 1000 ou d’un autre composé approprié les filets et le dessous de la tête de tous les boulons. 5. Mettre en place les vis M10 et les rondelles plates qui font appuyer le goujon contre la borne intérieure (ou le conducteur à tige rigide). Serrer graduellement jusqu’à un couple de 40 ±4 Nm. 6. Mettre en place les vis M8 ainsi que leurs rondelles à ressort conique et leurs rondelles plates qui retiennent l’anneau de serrage. Serrez de manière à fixer le joint en place. Serrer graduellement jusqu’à un couple de 20 ±2 Nm. Dans les deux cas, il est impératif de visser uniformément. Il importe donc de serrer les boulons graduellement et en alternance. 2.7 Mise à terre de la bride La bride de la traversée est percée d’un trou taraudé M12. Après avoir serré les boulons fixant la traversée sur le réservoir du transformateur, il faut procéder à la mise à la terre de la bride. Cette opération permet d’éviter que se produisent des décharges électriques entre la bride de la traversée et le réservoir du transformateur, dans des conditions normales de fonctionnement. Solution 1 Insérez une vis de serrage M12 pointue (de préférence en acier inoxydable A4-80) enduite d’une grande quantité de graisse. Il est recommandé d’utiliser la graisse Mobilgrease 28. Serrer la vis à un couple de 40 Nm. Il faut qu’elle traverse la peinture du réservoir du transformateur et qu’elle touche le métal. on assure ainsi une connexion électrique entre la bride de la traversée et la cuve du transformateur, qui sont alors à la même tension. Solution 2 Posez un câble flexible entre le trou de mise à la terre M12 percé dans la bride de la traversée et un point de raccordement sur le transformateur. Enduisez la vis de graisse Mobilgrease 28 (graisse recommandée) et serrez-la du côté de la traversée à un couple de 40 Nm. Reliez l’autre extrémité du câble au transformateur.

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2.8 Temps d’attente avant la mise sous tension Il peut s’avérer nécessaire d’attendre avant la mise sous tension afin d’éviter les contournements ou les décharges partielles que pourraient causer les bulles d’air à la surface de la traversée. Choisissez parmi les procédures ci-dessous celle qui convient à la situation. Transformateur rempli sous vide Aucun temps d’attente n’est imposé par l’état de la traversée. Transformateur rempli d’huile dégazée Au cours de l’installation, faites éclater les bulles de surface au moyen d’un pinceau propre et sec. Attendez 6 heures avant la mise sous tension. Transformateur rempli d’huile saturée de gaz Au cours de l’installation, faites éclater les bulles de surface au moyen d’un pinceau propre et sec. Attendez 24 heures avant la mise sous tension. Transformateur rempli d’huile dégazée dont le niveau d’huile est insuffisant Faites l’appoint d’huile et attendez 24 heures avant la mise sous tension. Dans tous les cas, sauf pour le transformateur rempli sous vide, il faut laisser l’huile pénétrer dans le tube central au moins jusqu’à la hauteur de la bride. On obtient ce résultat en ouvrant le système d’étanchéité de la borne extérieure, ce qui permet à l’air de s’échapper. Les éclaboussures d’huile ne sont pas néfastes pour l’isolateur en caoutchouc siliconé. Enlever l’huile à l’aide d’une serviette en papier afin d’éviter qu’elle n’attire des poussières susceptibles d’altérer les performances d’isolation. Ne pas laisser l’huile qui a été en contact avec le caoutchouc siliconé entrer dans le transformateur. Cette huile peut en effet contenir de petites quantités d’huile siliconée réduisant la tension de surface de l’huile du transformateur et susceptible de la faire mousser durant la circulation forcée de l’huile. 2.9 Essais recommandés avant la mise sous tension Les essais décrits ci-après peuvent être effectués en vue de vérifier l’isolation et l’étanchéité de la traversée ainsi que le trajet du courant. Ces essais devraient être effectués après le montage, mais avant le raccordement de la borne extérieure de la traversée aux autres appareils électriques du réseau.

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1. Essai d’étanchéité entre le transformateur et la bride de la traversée. 2. Essai d’étanchéité de la traversée de la borne extérieure. 3. Mesure de la capacité et du facteur de dissipation diélectrique (tan δ). 4. Vérification de la résistance. 2.9.1 Essai d’étanchéité entre le transformateur et la bride de la traversée Plusieurs méthodes pouvant être employées, il est recommandé de suivre les consignes de la société responsable de l’installation sur place. Par exemple, on peut vérifier l’étanchéité entre le transformateur et la bride de la traversée au moment où le transformateur est rempli d’huile. On se sert alors de craie ou, pour une vérification plus facile, de bandes de papier. 2.9.2 Essai d’étanchéité de la borne extérieure de la traversée La borne supérieure étant souvent située au-dessus du niveau d’huile du réservoir d’expansion du transformateur, les fuites qui pourraient se produire à la borne comportent des risques graves, car de l’eau pourrait s’infiltrer directement dans l’isolation du transformateur. Par conséquent, il est recommandé d’effectuer des essais d’étanchéité après le montage, de préférence un essai sous vide et un essai en surpression. Plusieurs méthodes pouvant être employées, il est recommandé de suivre les consignes de la société responsable de l’installation sur place. L’une de ces méthodes fait appel à un gaz de dépistage : 1. Mettre du gaz dans le tube central avant d’installer la borne extérieure. Le niveau d’huile du transformateur doit être audessus de l’extrémité inférieure de la traversée mais en dessous de la bride. 2. Augmenter la pression dans le tube central en élevant au maximum le niveau d’huile dans le transformateur. 3. Vérifiez immédiatement avec un détecteur de gaz s’il y a des fuites sur le pourtour du joint.

2.9.3 Mesure de la capacité et du facteur de dissipation diélectrique (tan δ)

MISE EN GARDE La prise de mesure ne comporte pas de mise à la terre automatique. Dans la mesure où, en principe, la valeur de C2 est relativement petite, la prise de mesure ne doit jamais être mise en -circuit coupé lors de l’application de tension sur la traversée. Elle doit toujours être mise à la terre ou raccordée à une impédance extérieure. L’absence de raccordement peut endommager la traversée. Lorsque aucune mesure n’est en cours, assurez-vous toujours que le bouchon est correctement serré et que le joint d’étanchéité est en place afin d’éviter la pénétration d’eau et de poussière à l’intérieur de la prise de mesure. Après le montage, il est recommandé de mesurer la capacité. Raccordez un pont de mesure entre la borne extérieure et la prise de mesure en utilisant un coupleur de conducteur ø 4 mm ou l’adaptateur 2749 510-U d’ABB. Il est possible de le faire sans démonter la traversée, celle-ci étant dotée d’une prise de mesure isolée (Figure 5). Pour plus d’informations, voir le bulletin technique 2750 515-142, "Bushing diagnostics and conditioning".

8

6

2

3

1

7

4

5

Fig. 5. Conception de la prise de mesure 2769 531-B (sans mise à la terre)

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Traversée temporaire Ressort à disque Écrou de compression Couvercle 2749 528-B avec joint torique 2152 484-2 Broche de contact, 4 mm Joint torique Joint torique Câble

Mettre le transformateur hors tension et débrancher la borne extérieure de la traversée, puis ôter le couvercle de la prise de mesure et brancher l’appareil de mesure sur la prise ainsi que la source de tension de mesure sur la borne de la traversée. La capacité C1 entre la borne extérieure et la prise de mesure et la capacité C2 entre la prise de mesure et la bride sont indiquées sur la plaque signalétique. Les capacités nominales C1 des différents types de traversées sont répertoriées dans le Tableau 2. La capacité C2 mesurée avec la prise de mesure varie grandement en fonction des conditions à l’intérieur du transformateur ; il n’est donc pas possible de donner des valeurs nominales qui restent valides dans toutes les conditions d’utilisation. Tableau 2. Capacités nominales en pF (Tolérances à la fabrication pour C1 ±10 %).

GSA-OA

Espace pour

Espace pour

Espace pour

TC = 0

TC = 300

TC = 500

C1

C1

C1

52

207

386

502

73

316

494

610

123

200

295

356

170

282

377

438

2.9.4 Mesure de résistance au courant traversant Le choix de la méthode de mesure de la résistance au courant traversant dépend de la configuration du transformateur. En général, on applique un courant entre deux traversées et on mesure la chute de tension entre les deux bornes extérieures. La résistance est calculée au moyen de la formule de la loi d’Ohm, U = R.I. (Où U chute de tension mesurée. I : courant traversant. R : résistance totale du circuit.) La résistance totale correspond à la somme de la résistance de l’enroulement et des conducteurs du transformateur, du conducteur de la traversée et de la résistance du contact. La résistance supplémentaire opposée par le conducteur de la traversée ne devrait pas dépasser 10 à 100 mW. Étant donné que la résistance d’un enroulement H. T. d’un transformateur de puissance type est de l’ordre de 0,1 à 1 W, la méthode décrite ici est très grossière et ne sert qu’à déceler les anomalies très importantes dans le trajet de courant, comme par exemple les ruptures de circuit. Les contacts imparfaits ne peuvent être décelés que par des mesures prises à chaque point de raccordement au moyen d’appareils sensibles ou par la mesure de l’augmentation de la température de fonctionnement au moyen d’une caméra détectant les infrarouges (thermovision).

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3. Maintenance

Les traversées de type GSA ne nécessitent en principe aucun entretien.

DANGER Aucun travail ne doit être effectué sur une traversée sous tension ou qui n’est pas mise à la terre. 3.1 Entretien recommandé et vérification 3.1.1 Nettoyage de la surface de l’isolateur Il peut s’avérer nécessaire de nettoyer la surface de l’isolateur en caoutchouc siliconé en cas de pollution extrême. Il faut alors l’essuyer à l’aide d’un chiffon humide. Au besoin, on peut se servir d’alcool éthylique ou d’acétate d’éthyle. Le trichloroéthane 1,1,1 ou le méthylchlorure ne sont pas recommandés étant donné leur effet potentiellement néfaste pour la santé et l’environnement. 3.1.2 Mesure de la capacité et du facteur de dissipation diélectrique (tan δ) Veuillez consulter le Chapitre 2, Installation. 3.1.3 Recherche par thermovision (à la caméra infrarouge) des points de surchauffe sur les connecteurs Sous l’effet du courant nominal maximal, la borne extérieure de la traversée est portée en principe à une température d’environ 35 à 45 °C au-dessus de la température de l’air ambiant. Des températures plus élevées, en particulier pour un courant de charge faible, peuvent indiquer que des raccordements sont mal faits.

3.2 Élimination des traversées à la fin de leur durée de vie utile Les conducteurs et bornes extérieures sont dissociables de la traversée au niveau des raccords vissés. Les conducteurs sont en cuivre pur ou en aluminium faiblement allié. Les goujons des bornes sont en cuivre pur, en laiton ou en aluminium faiblement allié. Les connecteurs peuvent être plaqués d’une couche d’argent, d’étain, d’or ou de nickel dont l’épaisseur peut mesurer jusqu’à 20 mm. La bride de la traversée (fonte d’aluminium AlMgSi7) est fixée à la colle et doit être enlevée en force via une traction vers le bas, en direction de l’extrémité du transformateur. Cette opération s’effectuera de préférence sous une température de 150 °C, à laquelle la colle commence à perdre sa résistance au cisaillement. La partie supérieure (aluminium corroyé AlMgSi1) est fermement attachée au corps du compensateur et doit en être coupée ou arrachée, l’arrachement s’effectuant de préférence à une température élevée (150 °C). Les protections contre les intempéries en caoutchouc siliconé ne contiennent aucun métal lourd ni agent toxique et peuvent être jetées ou incinérées. Le corps du compensateur en papier imprégné de résine époxy contient environ 1 % de feuilles d’aluminium (valeur relative au poids). Il contient environ 2 g de carbone dans les joints encollés et 1 g de plomb dans les raccords soudés du câble de la prise de mesure. La résine époxy et le papier du corps de compensateur peuvent être incinérés dans un four convenant aux plastiques pouvant être vulcanisés et aux métaux mentionnés, ou être jetés. Les vis et rondelles sont en acier inoxydable.

3.1.4 Vérification de l’étanchéité Recherchez visuellement les fuites d’huile au cours des vérifications normales des installations.

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L’emballage protecteur fourni contient du polyéthylène, du polyester et environ 11 % d’aluminium (valeur relative au poids). L’emballage fourni peut être incinéré dans un four approprié.

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