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Le noyau du transformateur : description et diagnostics

Au sein du transformateur, le noyau permet d’offrir un tracé magnétique pour contenir le flux magnétique. Avec l’usage de plusieurs matériaux à perméabilité élevée dans le noyau et des techniques de conception de ce dernier fournissant, les flux sont concentrés au sein du noyau et la voie proposée dispose d’une faible réticence.

Présentation du noyau

Des bandes fines de tôle magnétique avec des grains guidés composent le noyau. Ces bandes possèdent des revêtements minces de matière isolante pour isoler électriquement le noyau. Attention, cela n’empêche pas les bandes d’être couplées magnétiquement.
À vide, il est essentiel de diminuer les pertes du transformateur. En effet, le noyau demeure une source de chaleur à l’intérieur du transformateur et plus sa taille est importante, plus des canaux de refroidissement sont nécessaires. En cas de soucis de court-circuit au niveau des tôles composant le noyau, une augmentation des pertes peut être mesurée avec une surchauffe de cette entité.
Isolé des ossatures mécaniques, liées à la terre, qui maintienne le noyau, ce dernier n’est relié à la terre qu’en un endroit précis.
Pour les transformateurs de grande taille qui ont plusieurs portions de noyau isolées les unes par rapport aux autres avec des conduits de refroidissement. Des connexions rassemblent les divisions du noyau et un lien unique pour joindre solidement le groupe à la terre.
Bien que le noyau possède la capacité de conduction, ce n’est pas son rôle. En cas d’acquisition de puissance du noyau avec le couplage d’un enroulement interne lors de l’alimentation du transformateur, des décharges partielles risquent d’endommager ce dernier. La puissance du noyau peut encore augmenter sauf si un lien solide existe avec la terre.
Cette liaison protège donc le transformateur en cas de défaut d’isolation entre le noyau et les enroulements. C’est le lien à la terre qui permet de détecter un tel souci et permettre de déconnecter sans tarder le transformateur.
Pour qu’un transformateur fonctionne, il nécessite un état magnétique.
Généralement, les problèmes détectés au sein du noyau d’un transformateur sont en rapport avec un problème du lien avec la terre, un problème de conception, une surchauffe ou divers courts-circuits au sein des tôles magnétiques.
Il existe toute une gamme de diagnostics pour révéler des problèmes sur le noyau.

Les différents diagnostics de noyau d’un transformateur

Si le noyau perd ses performances ou ses capacités, le transformateur perdra en puissance et en performance. Pour mettre en évidence des défauts au sein du noyau des transformateurs, quatre tests sont souvent réalisés.

L’utilisation du courant de magnétisation

Il révèle les problèmes de transformateur, comme des courts-circuits dans les tôles et d’autres ennuis qui empêchent le flux du noyau de se déplacer ou de fermer. Cela inclut également de mauvaises parties dans l’assemblage du noyau. Sensibles à la magnétisation du noyau

La résistance d’isolement CC

C’est la meilleure solution pour détecter des problèmes d’ancrage du noyau avec le sol ou d’isolation avec ce dernier.
Plusieurs causes amènent à la baisse des résultats de la résistance d’isolation entre le sol et le noyau. C’est notamment le cas d’un décalage des tôles magnétiques ou de la présence d’objets étrangers qui perturbe l’isolation avec le sol.

La mesure de la capacité par rapport au facteur de perte

Lors d’un test de facteur de perte, la capacité d’un enroulement à faible intensité est liée à l’altération ou à la perte de la connexion de la terre avec le noyau.

Le SFRA ou analyse de la réponse en balayage de la fréquence

Le noyau magnétique est sensible aux vacillements dans le noyau et à une fréquence plus faible, magnétisée. Il peut perdre en qualité et puissance si le noyau ne se connecte pas parfaitement à la terre.
L’ensemble de ces diagnostics restent cruciaux pour établir un état du noyau du transformateur.

Crédit photo : DR

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