Recyclage de silicone

Recyclage de silicone

1. Introduction

Il y a une variété d’huiles pour transformateurs parmi laquelle on peut choisir, y compris pour transformateurs type sec refroidi par l’air, type résine coulée ou type rempli de liquide. Les transformateurs remplis de liquide peuvent contenir l’huile minérale, des hydrocarbures chlorés ou du fluide en silicone. Chaque type offre des avantages distinctes dépendant des besoins applicatifs. Mais beaucoup ont aussi des inconvénients. La clef est de décider quels sont les compromis d’ingénierie et de fonctionnement acceptables et de prévoir les effets à long terme qu’ils auront pour l’application spécifique.

Les transformateurs remplis de liquide ont été développés il y a plus de 90 ans. Aujourd’hui beaucoup d’utilisateurs continuent de préférer ce type au lieu du type sec de transformateur, en particulier pour des applications concernant les transformateurs de réseau, moyen et de large puissance. Il y a des raisons importants pour cette préférence comme suit :

  • • Au contraire de solides, les liquides refroidissent autant qu’ils isolent. Comme résultat on peut choisir un transformateur rempli de liquide qui est plus compact par rapport à un type comparable sec ou à résine coulée.
  • • Les transformateurs remplis de liquide offrent une grande efficacité et un haut BIL à un coût raisonnable. Des performances électriques similaires peuvent être obtenues avec les transformateurs à sec ou à résine coulée seulement avec des coûts supplémentaires.

La haute résistance diélectrique des transformateurs remplis de liquide permet une flexibilité plus grande dans la conception. Comme résultat on peut optimiser la conception pour satisfaire les besoins spécifiques de charge et ainsi réduire les coûts d’exploitation.

Les systèmes liquides ont aussi un avantage découlant de leur capacité supérieure d’éliminer la chaleur du bloc noyau et bobine. Cela détermine une capacité de surcharge supérieure et des économies correspondantes sur les coûts d’exploitation et d’entretien aussi bien qu’une vie d’isolement plus longue. C’est vrai en particulier pour les transformateurs remplis de silicone parce que les silicones possèdent la plus haute stabilité thermique de tous les liquides disponibles. Les coûts à long terme résultants de la perte d’énergie dans une unité peuvent dépasser les coûts d’investissement pour acheter un transformateur. Comme résultat, c’est très important d’évaluer le taux de perte et sélectionner la meilleure conception pour les conditions de charge et service.

Le Fluide de Transformateur en Silicone (huile) a été introduit à moitié des années ’70 et est devenu largement accepté pour les transformateurs, dont l’emplacement et l’environnement présente un risque qui avait besoin d’une alternative de sécurité incendie et/ou du respect de l’environnement par rapport aux huiles traditionnelles pour transformateurs.

Ces fluides sont aussi utilisés dans des transformateurs concus pour fonctionner à des températures au dessus des hausses typiques 55/65°C.

Le produit physique, connu sous le nom générique « fluide en silicone de transformateur », n’a pas changé pendant son histoire longue déjà 25 années, même si la spécification et l’information regardant sa manipulation ont changé.

Le fluide en silicone a deux spécifications IEC 836 et ASTM D 4652, utiles pour les fabricants des transformateurs demandant le fluide ou quand le fluide est nécessaire dans les unités existantes pour réparer ou rajouter. Ces normes couvrent les propriétés physiques et électriques du fluide adéquat pour des applications diélectriques. Même si les propriétés du Fluide Pur en Silicone 50cSt sont très similaires avec les propriétés du STO-50, le PSF-50cSt ne satisfait pas les propriétés électriques nécessaires pour l’usage dans les transformateurs électriques.

Le standard ASTM fixe aussi un niveau maximal du matériau volatile qui peut être perdu pendant les premières 24 heures à 150 °C.

Ce test, ASTM D 4559, mesure le contenu des volatiles et aussi sa résistance à la décomposition, importante dans les applications à haute température. Il indique aussi la performance du fluide a long terme.

Ces fluides ne passeront pas le test, s’ils ont été décollés inadéquatement pendant le processus de fabrication ou si le catalyseur de polymérisation n’a pas été neutralisé ou dépouillé.

Les transformateurs remplis de fluide en silicone peuvent être spécifiés génériquement comme des transformateurs concus pour satisfaire les spécifications mentionnées ci-dessus. Dans le cas ou le Code National Electrique doit être rempli, alors l’unité doit être construite selon les exigences de l’Approbation Mutuelle de la Fabrique ou de l’UL ( Classification de Laboratoire d’Assurance ). Les deux normes mentionnées exigent maintenant des changements physiques dans la construction des transformateurs, y compris un récipient plus lourd et la protection au-delà des normes ANSI.

Si le silicone n’est pas spécifié et le sens élargi «moins inflammable « est demandé, l’utilisateur peut recevoir une unité avec un fluide à base d’huile végétale ou ester de hydrocarbure à poids moléculaire élevé. Même si ces deux produits possèdent des points d’inflammation au –dessus de 300°C, ils ont des propriétés de combustion sensiblement différentes si enflammés.

2. Bénéfices des Huiles de Transformateur en Silicone par rapport aux huiles à base de Pétrole*)

L’huile de transformateur en silicone fournit les majeurs bénéfices si on considère les questions de sécurité. Ces avantages comprennent :

  • Hauts points d’éclair et de feu – peut être placé près d’une construction ou installé à l’intérieur, conformément aux directives du Code National.
  • Auto-extinction – fournit le plus sûr environnement de fonctionnement dans les milieux ou le potentiel de feu est possible.
  • Faible vitesse de dégagement de chaleur, dégagement de la fumée et toxicité – dégâts minimales du feu, parce qu’il s’éteint lui-même et faible dégagement de chaleur pendant l’incendie
  • Non-hazardous material with excellent environmental product life cycle – regulatory friendly, does not biodegrade ‘especially in the transformer , contains no corrosive or acid causing materials.
  • Pas à base de pétrole, pas bio-accumulateur et pas soluble dans l’eau – par conséquence pas sujet aux exigences du pétrole pour le nettoyage.
  • Matériau non-dangereux avec un cycle de vie excellent du produit dans l’environnement – régulateur propice, ne biodégrade pas, en particulier dans le transformateur, ne contient pas des matériaux corrosifs ou acides.
  • Même performance que les PCB sans les dangers écologiques attachés.
  • Huile à base non-toxique ( qualité cosmétique & additif alimentaire )
  • Peut être utilisé dans les fabriques de traitement alimentaire et dans le voisinage des voies navigables.
  • Très compatible avec la majorité des autres fluides de transformateur et des matériaux de construction.
  • La base polydimethylesiloxane est exempte de solvant et inerte chimiquement.
  • Ne se transforme pas en boue ou ne se décompose pas.
  • Une vie plus longue du transformateur avec un entretien réduit.

Les fluides en silicone pour transformateurs sont prévus pour systèmes de transformateurs qui sont à inflammabilité réduite, respectueux de l’environnement et offrent des coûts d’exploitation plus bas par rapport à leurs contreparties.

Le fluide de transformateur à base silicone est une huile synthétique composée principalement de polymères dimethylesiloxane , suivant des étapes de production très différentes par rapport au huile de transformateur à base d’huile minérale.

3. Matières premières

Pendant que le fluide à base silicone est fabriqué aux Etats-Unis aussi bien que à l’étranger, les seules données publiques accessibles sont européennes. Les données européennes sont utilisées pour modeler le component principal du produit, le siloxane cyclique.

4. Fabrication

La production de dimethylesiloxane commence avec la production du dimethylechlorosilane à partir de chlorométhane et silicone. Dimethylechlorosilane subit des réactions de hydrolyse pour produire le dimethylesilanediole, qui subit une autre série des réactions de hydrolyse pour condenser en siloxane cyclique.

La densité moyenne du fluide est supposée d’être 0,9565 kg/L.

5.Transport**)

Le transport routier est le moyen de transport utilisé pour le transport de l’huile de transformateur de l’installation de production à la production du silicone.

6. Utilisation

La quantité de l’huile utilisée dans un transformateur dépend de la taille du transformateur. Supposons une taille relativement petite du transformateur ( 1000 kV.A ), lequel demande environ 1,89 m3 ( 500 gal ) fluide pour refroidir. On assume que la phase d’utilisation de l’huile du transformateur est égale à la durée de vie du transformateur, environ 30 ans. Dans le modèle est incluse l’électricité nécessaire pour le reconditionnement de l’huile si les analyses test pour le gaz dissout indiquent le besoin. Le

reconditionnement est supposé d’avoir lieu tous les cinq ans.

7. Fin de vie***)

Avec le reconditionnement périodique de l’huile à base de silicone pour transformateur pendant les 30 années de vie du transformateur, la moitié de l’huile est en assez bonne condition pour être reconditionnée et réutilisée dans un autre transformateur. L’autre moitié est renvoyée au producteur pour être restructurée dans la production pour d’autres produits à base de silicone.

Les options de fin de vie pour l’huile de transformateur n’incluent pas le ramassage des déchets, puisque c’est généralement un produit bien conservé et peut être utilisé dans d’autres applications. Par conséquence, aucun de ces produits est supposé de finir dans une décharge.
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*) www.clearcomproducts/PDMS
**) Dimethylsilanediol and cyclic siloxane production,Carette, Pouchol (RP Silicones), Techniques de l’ingénieur, vol. A 3475, p.3.
***)Life Cycle Data,National Renewable Energy Laboratory (NREL): U.S

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