Transformateur de test à haute tension fait référence à un type de transformateur qui génère une haute tension pour les tests à haute tension. Le transformateur de test à haute tension présente les caractéristiques suivantes : haute tension, faible capacité, temps de fonctionnement continu court, isolation épaisse, et l’une des extrémités du bobinage à haute tension est généralement mise à la terre.
Le transformateur de test à haute tension est appelé brièvement transformateur de test. Le transformateur de test est généralement un transformateur élévateur. Ce transformateur de test utilise la tension alternative élevée à fréquence industrielle induite par son secondaire pour effectuer des tests de performance d’isolation sur divers produits électriques et matériaux isolants. Le transformateur de test est un équipement électrique indispensable pour les essais de tenue aux tensions dans le cadre de la réparation des moteurs, transformateurs et produits électriques. Le transformateur de test est principalement utilisé pour les essais de tenue aux tensions à fréquence industrielle des produits électriques, la mesure de décharges partielles, les essais de stabilité thermique du milieu isolant, etc. Les équipements électriques à fréquence moyenne et élevée peuvent également utiliser des transformateurs de test spéciaux à fréquence pour les essais de tenue aux tensions et la mesure des paramètres électriques associés.
Les enroulements primaire et secondaire du transformateur de test ont un grand rapport de tension. La tension primaire est de 0,4 kV, 3 kV, 6 kV et 10 kV. La tension secondaire peut atteindre 100 à 2000 kV ou plus, et la puissance peut aller de 3 à 9000 kVA. Les essais sur site des équipements utilisent généralement des transformateurs de test légers, des transformateurs de levée de tension de 50 kV pour les essais de tenue aux tensions de transformateurs de 6 kV et 10 kV ainsi que d’autres équipements électriques, et les essais de tenue aux tensions pour les transformateurs à haute et ultra-haute tension de 35 kV et plus. Les transformateurs de test à ultra-haute tension qui dépassent cinq fois la tension nominale primaire de l’équipement testé, tels que les transformateurs de levée de tension de 500 kV, 700 kV, 800 kV et une certaine puissance.
1) Haute tension : La tension primaire du transformateur d’essai est de 220 V ou 380 V, mais la tension secondaire d’un seul transformateur d’essai est souvent de plusieurs mille à des dizaines de milliers de volts, et le transformateur d’essai dont la tension secondaire dépasse 750 kV utilise généralement une structure en cascade multiple.
2) Faible courant : Le courant nominal du transformateur d’essai est en réalité le courant capacitif du produit testé, donc il est généralement inférieur à 1 A, mais il est utilisé pour les transformateurs d’essai des câbles et des essais de moteurs à grande échelle, des essais de pollution de l’isolation externe, des essais de coronas sur lignes, etc. Le courant secondaire peut atteindre plusieurs ampères.
3) Temps de fonctionnement court : En raison du temps de tenue de tension court du produit testé, le transformateur d’essai est généralement un système de fonctionnement à court terme de 0,5 h ou 1 h, sauf pour les essais d’isolation externe polluée, les essais de corona de ligne et les essais de câble.
4) Le transformateur d’essai est généralement un appareil monophasé, destiné à l’usage intérieur (également fabriqué pour une utilisation extérieure) : tous sont à refroidissement par immersion dans l’huile et à auto-refroidissement, la couche d’isolation des enroulements est épaisse, et l’enroulement haute tension est généralement mis à la terre à une extrémité.
5) Le niveau d’isolation de la première et de la dernière borne de l’enroulement secondaire du transformateur d’essai est différent : la première borne est à haute tension, tandis que la dernière est directement mise à la terre ou mise à la terre par un ampèremètre.
6) Exigences élevées en matière de conception et de processus de fabrication : En raison de la haute tension de fonctionnement, la structure d’isolation a une influence décisive sur les dimensions globales du transformateur d’essai. Le corps nécessite généralement un séchage sous vide, et une injection d’huile sous vide est requise pour des tensions supérieures à 100 kV.
1) Du point de vue de la structure, il existe des transformateurs de test à enveloppe en fer et à enveloppe isolante.
2) À partir de la fréquence du réseau, il existe plusieurs transformateurs d’essai de niveau de fréquence à fréquence du réseau, double fréquence, fréquence intermédiaire et haute fréquence.
3) Selon le niveau de tension, il peut être divisé en transformateurs d’essai basse tension, haute tension et très haute tension.
4) Selon la forme d’utilisation, il peut être divisé en type léger mobile et type fixe, et il existe des transformateurs de test à usage unique ainsi que des transformateurs de test à usage en cascade de deux ou plusieurs unités.
Le transformateur d’essai est généralement un appareil monophasé, installé en intérieur, entièrement immergé dans l’huile et à refroidissement auto. En raison de sa haute tension de fonctionnement, sa couche d’isolation des bobinages est épaisse, et une extrémité de la bobine haute tension est mise à terre.
La structure spécifique du transformateur d’essai a généralement trois types : type à collier unique, type à deux colliers et type à barillet isolant.
① Onde de tension de sortie. La forme d’onde de tension de sortie du transformateur d’essai doit être aussi proche que possible d’une onde sinusoïdale. Pour réduire la distortion de la forme d’onde de tension causée par le composant harmonique du courant à vide à travers l’impédance du régulateur de tension et du transformateur, la densité de flux magnétique doit être choisie sur la portion linéaire de la courbe d’aimantation du noyau de fer, tout en choisissant un dispositif de réglage de tension présentant une faible distortion de forme d’onde, et en ajoutant éventuellement un dispositif filtrant.
② Tension d’impédance. Le courant secondaire du transformateur d’essai est généralement un courant capacitif. Lorsque le courant secondaire circule à travers l’impédance du régulateur de tension et du transformateur d’essai, cela peut entraîner une tension de sortie supérieure à la valeur déterminée par le rapport de tension, donc la tension d’impédance du transformateur d’essai ne doit pas être trop élevée, sinon cela pourrait affecter la précision des résultats d’essai et réduire la capacité de court-circuit de l’équipement d’essai. Toutefois, si la tension d’impédance est trop faible, le courant de court-circuit peut augmenter lorsque le produit d’essai se dégrade ou subit une rupture de tension. La tension d’impédance du transformateur est généralement comprise entre 4,5 % et 10 %, et lorsqu’il y a plusieurs étages en cascade, elle peut atteindre 30 % à 40 %.