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L'analyse du gaz dissous (DGA) est la seule façon de déceler les défauts internes des transformateurs électriques. C'est pourquoi on utilise cette méthode depuis quelques années, bien qu'elle ne soit pas sûre à 100 %. Depuis la fin des années 90, on peut procéder à la surveillance en ligne et on trouve aujourd'hui de nombreux moniteurs de gaz en ligne. Les moniteurs de gaz ont chacun leur spécification technique. Cela complique le choix de ceux qui possède des transformateurs et qui doivent, alors, comparer et analyser ces différents moniteurs. Ajouté à cela, il est important dans la prise de décision de prendre en compte l'analyse du gaz dissous en laboratoire.
Il peut y avoir des mauvais diagnostics s’il y a inexactitude dans les résultats d'analyse DGA. Cela s'accentue si les concentrations de gaz se rapprochent d'une zone limite définie. De plus, les résultats inexacts peuvent entraîner de mauvaises opérations sur un transformateur électrique. Il est donc primordial de comprendre l'incertitude existante autour de cette méthode.
On peut définir la performance d'une mesure par le biais du temps de réponse, de la stabilité, du taux d'exactitude et de la sensibilité. En d’autres termes par la résistance au vieillissement et aux situations extrêmes. On considère l'exactitude comme le facteur le plus important mais c'est également le critère le plus complexe à déterminer. Le facteur de l'exactitude peut également inclure la répétabilité. On définit la répétabilité comme la capacité de la méthode à donner un résultat identique lorsqu'on renouvelle l'expérience. En revanche, cela n'assure pas la stabilité sur le long terme. La répétabilité à elle seule n'est pas une source majeure d'incertitude. De plus, si on ne prend pas en compte d'autres incertitudes le diagnostic établit peut ne pas révéler la vraie qualité de la mesure.
Différents facteurs peuvent affecter l'analyse du gaz dissous en laboratoire. Ces facteurs peuvent être la qualité de l'échantillon d'huile, la norme utilisée, l'équipement utilisé... Le facteur humain joue également un rôle important avec le travail manuel produit en laboratoire. La plupart du temps, les sources d'incertitudes sont la qualité de l'échantillon d'huile ou les normes utilisées. On peut également citer les coefficients de partage et la méthode d'extraction. Il est également important de mentionner que la référence utilisée pour l'étalonnage est plus précise qu'une mesure.
En général la plus grande source d'incertitude est causée par la qualité de l'échantillon d'huile. En effet, certains gaz comme le H2 et le CO peuvent se libérer de l'huile présente dans l'échantillon. De plus, des gaz présents dans l'air ambiant comme l'oxygène ou l'azote peuvent contaminer l'échantillon. Cela peut provoquer des erreurs dans l'analyse en laboratoire. Il est donc primordial que l'huile de l'échantillon ne soit pas en contact avec l'air. Le flacon doit être absolument rempli. On obtient les meilleurs résultats en utilisant des seringues hautement qualitatives et des bouteilles faites en aluminium. Des bouteilles qui peuvent, entre autres, résister aux variations de pression en avion. Il existe une norme qui recommande à chaque laboratoire d'établir sa propre exactitude ou incertitude et de partager ces informations avec les utilisateurs. Cette norme est la CEI 60567, elle est respectée par les laboratoires accrédités. Comme il n'existe pas de chiffres officiels, il est conseillé de demander au laboratoire s'il a participé à un ou plusieurs tests de comparaison internationale entre laboratoires et si on peut avoir accès aux résultats de ces tests. Cela peut donner une idée sur le niveau d'incertitude du laboratoire. On utilise deux normes en particulier pour l'analyse du gaz dissous en laboratoire, CEI 60567 et ASTM D3612. Notons que les normes ASTM et CEI effectuent un calcul du gaz dissous à différentes températures, 0°C et à 20°C. Cela entraîne une différence d'environ 8% dans les concentrations définies pour des échantillons semblables. Cette information doit être prise en compte quand on compare les résultats de l’analyse des gaz dissous en laboratoire et avec un moniteur. Afin d'obtenir des conditions égales à 20°C (CEI) ou à 0°C (ASTM) il faut convertir toutes les valeurs ppm mesurées.
Il existe des moniteurs DGA en ligne qui mesurent les 7 gaz capitaux. Ils permettent l'identification anticipée de tout type de défaut interne des transformateurs, des défauts qui pourraient passer inaperçu. Il faut impérativement que l'analyse de chaque échantillon soit représentative si on veut des résultats représentant réellement l'état d'un transformateur. Les moniteurs en ligne nous offrent une grande flexibilité. On peut également accéder à des données fiables pour le diagnostic avec la définition d'une moyenne. Sans moyenne, les données recueillies peuvent tout de même servir à établir un diagnostic rapide. On note également que le suivi du taux de changement des gaz par le biais de la surveillance en ligne est plus fiable que la méthode ave les échantillons de laboratoire.
En général, les moniteurs ont une exactitude spécifiée au moment de l'étalonnage pour les gaz de référence traçable. D'autres utilisent comme référence l'étalon gaz-huile. Un moniteur DGA devrait toujours être fourni avec un certificat d'étalonnage, un certificat affichant la différence entre le moniteur et la référence. Il devrait également mentionner la méthode de référence utilisée et la possibilité de traçabilité de l'étalonnage à l'internationale. Cependant, on ne peut pas appliquer directement les spécifications sur l'exactitude d'un transformateur en fonction. En effet, ses coefficients ne sont sûrement pas identiques à ceux qui ont servi à l'étalonnage du moniteur. Finalement, la meilleure façon d'obtenir des informations pertinentes sur la performance d'un moniteur et de le tester sur un transformateur en condition réelle, pendant six mois par exemple. De plus, au minimum trois échantillons sur cinq devraient être étudiés. Pour encore plus de précision, il est recommandé que cette analyse soit faite par deux laboratoires différents.
Il faut prendre en compte la qualité des échantillons et de l'incertitude des procédures durant l'évaluation d'un moniteur en ligne. Aussi, il ne faut pas oublier que ces deux méthodes d'analyse (en laboratoire ou en ligne) ont chacune des incertitudes qui leur sont propre. Ces incertitudes devraient être prises en compte pour comparer les résultats. Il faut également garder en tête que même si l'échantillon est parfait, il y aura des différences de résultats et si les méthodes utilisées n’appliquent pas les mêmes normes, on peut avoir un écart significatif.
Source : vaisala.com
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