Comparaison entre les condensateurs de les modes de remplissage

Comparaison entre les condensateurs au polypropylène et les condensateurs utilisant de la résine, de l’huile ou du nitrogen

La partie active d’un condensateur de compensation de phase est constituée d’une bobine cylindrique de film polypropylène métallisé contenue dans un boîtier métallique l’isolant mécaniquement de l’environnement extérieur. La bobine est introduite dans le boîtier métallique et avant que celui-ci ne soit hermetiquement obturé, l’espace resté libre est comblé par des matériaux dont la raison d’être principale est la protection de la bobine de polypropylène de tout agent extérieur.

  • isolation de la partie active de la terre
  • La dissipation de la chaleur généré à l’intérieur de la bobine quand le condensateur est en fonctionnement

Actuellement les modes de remplissage les plus courants sont composés de résine, d’huile ou de nitrogen qui affectent différemment les performances des condensateurs. Voir l’analyse ci-dessous:

Isolation par rapport à la terre

Les matériaux de remplissage sont responsible de l’isolation par rapport à la terre et doivent possèder une excellente résistance dielectrique. L’huile et la résine possèdent une meilleure résistance dielectrique  (10kV / mm) que le nitrogen, qui a la même résistance dielectrique que l’air (3 kV / mm) dont il est composé en majorité. (78%).

Dissipation de la chaleur

Meilleure est la conductivité thermique du produit de remplissage et plus la chaleur dissipé optimise la durée de vie du condensateur.

Remplir l’espace entre l’élement capacitif et le boîtier métallique avec du nitrogen (ou de l’air) ne permet guère de dissipation de la chaleur généré en raison de la résistance thermique du nitrogen qui est bien supérieure à celle de l’huile ou de la résine. Ce phénomène est similaire à celui que l’on peut rencontrer sur les fenêtres d’un appartement. L’air emprisonné entre les deux vitres est un excellent isolant mais une caractéristique non souhaitée dans notre domaine. Plus la température de fonctionnement sera élevée, moins longue sera la durée de vie du condensateur.

La conductivité thermique de l’huile et de la résine est beaucoup plus élevée garantissant ainsi une excellente dissipation de la chaleur généré durant le fonctionnement du condensateur. Le risque de surchauffe est réduit au minimum et la durée de vie du condensateur est maximalisée.

Afin de se faire une idée des différences, la conductivité du nitrogen est de 0.026 W/m°K, de l’huile 0.15 W/m°K et de la résine  0.17/0.4 W/m°K: les avantages à utiliser de l’huile ou de la résine sont evidents.

Optimisation du remplissage

Les matériaux de remplissage doivent être capable de combler tout l’espace entre la bobine et le boîtier métallique. Le Nitrogen et l’huile, de part leurs natures occupent parfaitement tout l’espace disponible.

Sécurité

Les huiles couramment utilisés sont libres de tout PCB ou autres substances dangereuses.  Les fuites pottentielles sont immédiatement visibles. Dans le cas du nitrogen, en cas de craquelures du boîtier, les fuites sont inévitables et très difficiles à détecter.

Aucun risque de fuite avec la résine.

Même si le nitrogen est ininflammable, le risque d’incendie persiste en raison de l’inflammabilité intrinsèque du polypropylene.