جهاز اختبار تحمل زيت المحولات للجهد الكهربائي

تحليل تكنولوجيا اختبار القوة العازلة لزيت المحولات الكهربائية

• الوظائف الأساسية:: القياس الدقيق لقوة العزل الكهربائي، أي جهد الانهيار (BDV)، للزيوت العازلة للمحولات أو غيرها من الوسائط العازلة السائلة.

• مبدأ الاختبار:: في ظل ظروف الاختبار المعيارية، يتم تطبيق جهد تيار متردد بتردد صناعي متصاعد باستمرار على زوج من الأقطاب الكهربائية مغمور في عينة زيت حتى تتقوس عينة الزيت عند فجوة القطب، وعندها يتم تسجيل قيمة الجهد كجهد انهيار.

• الغرض الأساسي:: تقييم خصائص العزل الكهربائي للزيوت العازلة لتحديد ما إذا كانت قد تدهورت بسبب الرطوبة أو الشوائب الجسيمية أو الغازات.

• معيار التكنولوجيا:: تتبع عملية الاختبار بصرامة المعايير الدولية والوطنية، وخاصةً IEC 60156 و ASTM D1816 / ASTM D877، لضمان نتائج قابلة للمقارنة وصحيحة.

• القيمة المطبقة:: كجزء أساسي من مراقبة حالة المحولات والصيانة الوقائية، فإن اختبار جهد الزيت العازل المنتظم هو أساس التشغيل الآمن والموثوق للمحول.

أولا: الدور الأساسي للزيت العازل والحاجة إلى اختبار تحمل الجهد

تؤدي الزيوت العازلة (عادةً ما تكون معدنية أو اصطناعية) في محولات الطاقة مهمة مزدوجة حرجة:عزلالاستجابة في الغناءالمبرد. كوسيط عازل، فإنه يملأ الفراغ بين اللفات والقلب والعلبة لمنع حدوث تفريغات كهربائية بالداخل. وكوسيط تبريد، ينقل الحرارة المتولدة من اللفات والقلب إلى المشتت الحراري من خلال دوران الحمل الحراري.

إن القوة العازلة للزيوت العازلة معرضة بشكل كبير للملوثات النزرة:

• الرطوبة:: الرطوبة هي العدو الأول لأداء الزيت العازل. فالماء المذاب أو المعلق يقلل بشكل كبير من جهد انهيار الزيت.

• المواد الجسيمية:: الجسيمات المعدنية أو جزيئات الألياف الناتجة عن تقادم المعدات، والتسلل الخارجي، وتكوين "جسور موصلة" في وجود مجال كهربائي، مما يقلل بشكل كبير من قوة العزل.

• الغازات الذائبة:: قد تتحرر الغازات المتولدة أو الهواء المختلط أثناء التشغيل تحت مجال كهربائي وتبدأ تفريغات جزئية، مما يؤدي في النهاية إلى انهيار كلي.

ولذلك، فإن الاستخدام المنتظم لجهاز اختبار تحمل الزيت العازل للجهد الكهربائي للكشف عن جهد الانهيار هو الوسيلة الأكثر فعالية لتحديد ما إذا كان الزيت العازل ملوثًا بشكل مباشر وسريع وما إذا كان أداؤه متدهورًا.

ثانياً - مبدأ التشغيل وإجراءات الاختبار الموحدة

1 - مبادئ التشغيل الأساسية.
تولد الأداة جهد تيار متردد يزداد بسلاسة من الصفر بمعدل محدد مسبقًا (على سبيل المثال 2 كيلو فولت/ثانية) عن طريق محول تصعيد مدمج. يتم تطبيق هذا الجهد على زوج من الأقطاب الكهربائية في كوب زيت قياسي. ومع زيادة الجهد، تزداد شدة المجال الكهربائي عند فجوة القطب الكهربائي. وعندما تصل شدة المجال الكهربائي إلى الحد الأقصى لعينة الزيت، تتأين جزيئات الزيت، مما يشكل قناة موصلة تولد على الفور تفريغًا للقوس الكهربائي، أي "الانهيار". ستقوم دائرة الكشف عن التيار الزائد عالي السرعة داخل الجهاز بالكشف الفوري عن تيار الانهيار الكهربائي، وتقطع على الفور خرج الجهد العالي، وفي الوقت نفسه، تقفل وتسجل قيمة الذروة للجهد قبل حدوث الانهيار، وهي قيمة جهد الانهيار للقياس.

2 - عملية الاختبار الموحدة.
لضمان دقة وتكرار نتائج الاختبار، عادةً ما تحتوي أجهزة اختبار الجهد الحديثة على عملية اختبار مؤتمتة بالكامل:

1. أخذ العينات والتحضير:: الحصول على عينة تمثيلية من الزيت من المحول وإعداد كوب زيت اختبار خاص نظيف وجاف.

2. تعبئة الزيت والوقوف:: تُحقن عينة الزيت ببطء في كوب الزيت على طول جدار الكوب لمنع فقاعات الهواء والتأكد من أن عينة الزيت تغمر القطب بالكامل. بعد ذلك، تُترك عينة الزيت بعد ذلك لمدة 5-10 دقائق وفقًا للمتطلبات القياسية (على سبيل المثال 5-10 دقائق وفقًا للمواصفة القياسية IEC 60156) من أجل التخلص من فقاعات الهواء الصغيرة المتولدة أثناء عملية ملء الزيت.

3. تحديد البارامترات: حدد معيار الاختبار المناسب (مثل IEC 60156) على الجهاز، وسيقوم الجهاز تلقائيًا بتحميل المعلمات المحددة مسبقًا لهذا المعيار، بما في ذلك معدل التعزيز، ووقت التحريك، ووقت الراحة، وعدد الاختبارات، وما إلى ذلك.

4. الاختبار التلقائيبعد بدء الاختبار، ستكمل الأداة تلقائيًا دورة "التحريك - الوقوف - الضغط - التعطيل - التسجيل - تخفيف الضغط - التحريك...". الدورة. عادةً ما يتم إجراء 6 اختبارات تعطل متتالية.

5. معالجة النتائج: بعد اكتمال 6 اختبارات، ستقوم الأداة تلقائيًا بحساب المتوسط والانحراف المعياري لجهد الانهيار للاختبارات الستة والحكم على ما إذا كانت مجموعة البيانات صالحة أم لا وفقًا للمعايير المحددة. أخيرًا، يتم عرض نتائج الاختبار على الشاشة ويمكن طباعتها من خلال الطابعة المدمجة.

ثالثاً - المكونات الأساسية والمعايير الدولية الرئيسية

1 - المكونات الأساسية للأداة.

• أنظمة توليد وتنظيم الضغط العالي:: يتألف من محول تصعيد عالي الدقة وخالٍ من التشويه ومنظم جهد كهربائي يضمن أن يكون شكل موجة جهد الخرج قياسيًا ومعدل التصعيد ثابتًا.

• كوب زيت اختبار قياسي مع أقطاب كهربائية:: عادة ما تكون أكواب الزيت مصنوعة من زجاج شفاف للغاية أو زجاج زجاجي لسهولة الرؤية. ويتبع شكل الأقطاب الكهربائية وحجمها معايير صارمة، وعادةً ما تكون الأقطاب الكهربائية الكروية (IEC 60156) والأقطاب الكهربائية على شكل رأس الفطر (ASTM D1816). دقة فجوة القطب الكهربائي (عادةً 2.5 مم) أمر بالغ الأهمية لدقة الاختبار.

• أنظمة التحكم في المعالجات الدقيقة والقياسوباعتباره العقل المدبر للأداة، فهو مسؤول عن التحكم الآلي في عملية الاختبار بأكملها، وقياس الجهد العالي الدقة، والكشف السريع عن الأعطال، بالإضافة إلى حساب البيانات وتخزينها وطباعتها.

2 - مقارنة المعايير الدولية الرئيسية.

الأسئلة الشائعة (FAQ)

1- ما هو جهد انهيار زيت المحولات؟
تعتمد معايير المطابقة على فئة الجهد للمحول ولوائح التشغيل والصيانة ذات الصلة. عادة، هناك معايير تأهيل واضحة للزيت الجديد أو الزيت قيد التشغيل. على سبيل المثال، وفقًا للمعايير الصينية، بالنسبة للمحولات التي تبلغ 220 كيلو فولت وما فوق، يجب ألا يقل جهد انهيار الزيت قيد التشغيل عن 50 كيلو فولت.

2- لماذا من الضروري إجراء اختبارات متعددة (ستة اختبارات مثلاً) وأخذ المتوسط؟
تتسم عملية انهيار الوسط العازل بدرجة معينة من العشوائية والتشتت. قد تخضع نتائج اختبار واحد للصدفة ولا يمكن أن تعكس بدقة مستوى العزل الكلي للزيت. من خلال أخذ قياسات متعددة وحساب متوسطها، يمكن التخلص من الأخطاء العشوائية والحصول على نتيجة أكثر موثوقية وذات دلالة إحصائية لتقييم القوة العازلة للزيت بدقة.

3- هل يمكن لجهاز اختبار الضغط قياس محتوى الرطوبة (جزء في المليون) في الزيت مباشرة؟
لا يمكن. يقيس جهاز اختبار جهد التحمل جهد الانهيار (بالكيلو فولت)، والذي يعكس تأثير جميع الملوثات مثل الرطوبة والجسيمات وغيرها على خصائص العزل فيالتأثير الشامل. يمكن أن يحدد نوعيًا ما إذا كان الزيت رطبًا أم لا، ولكن لا يمكنه قياس المحتوى النوعي للرطوبة بشكل كمي. ولقياس محتوى الرطوبة النزرة في الزيت بدقة (بالجزء في المليون)، من الضروري استخدام جهاز متخصصمقياس كارل فيشر المجهري.

4- ما الذي يدل عليه المتوسط المرتفع ولكن التشتت العالي (انحراف معياري مرتفع) لنتائج الاختبار؟
يشير هذا عادةً إلى وجود ملوثات موزعة بشكل غير متساوٍ في الزيت، مثل الألياف الكبيرة العالقة بشكل فردي أو شوائب جسيمية. وعلى الرغم من أن الخصائص العازلة لمصفوفة الزيت لا بأس بها (قيم متوسطة عالية)، إلا أن وجود هذه الشوائب يشكل نقطة ضعف في العزل ويمثل خطرًا كبيرًا على السلامة. ويتطلب هذا الوضع أيضًا معالجة الزيت العازل.

5- ما الفرق بين أجهزة اختبار الجهد المحمولة والمختبرية؟
تتمثل الاختلافات الرئيسية في الدقة والتعقيد الوظيفي والقدرة على التكيف البيئي. عادةً ما تكون الأدوات المختبرية أكثر دقة وتنوعًا، ولكنها أكبر حجمًا. أما الأدوات المحمولة فهي مدمجة ومتينة ومزودة ببطاريات مدمجة ومجهزة للاستخدام الميداني، وعلى الرغم من أنها قد تكون أقل دقة قليلاً من النماذج المختبرية من حيث الدقة النهائية، إلا أنها قادرة تمامًا على تلبية متطلبات اختبار الصيانة الوقائية في الميدان.