كيف تختار نظام مراقبة الخط المحلي للمحولات؟ مقارنة بين حلول الموجات فوق الصوتية والترددات العالية والترددات فوق العالية

• طريقة الموجات فوق الصوتية: يتم تحديد موقع التفريغ من خلال رصد الإشارات فوق الصوتية (20 كيلوهرتز ~ 300 كيلوهرتز) الناتجة عن التفريغ الجزئي. يتم تركيب المستشعر على السطح الخارجي لخزان الزيت، وهو حساس للتفريغ الداخلي، بينما تقل حساسيته تجاه التفريغ الهالوي
• طريقة التيار عالي التردد: يكتشف تيار نبضات التفريغ الجزئي (30 كيلوهرتز ~ 30 ميغاهرتز) من خلال محول تيار عالي التردد (CT) مركب على سلك التأريض، ويتميز بأعلى درجة من الحساسية، مما يتيح له التقاط إشارات التفريغ الجزئي الضعيفة
• طريقة التردد فوق العالي جداً: تستخدم هوائيات أو مجسات لاستقبال الموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة من التفريغ الجزئي (300 ميجاهرتز ~ 3 جيجاهرتز)، وتتميز بأعلى قدرة على مقاومة التداخل، مما يجعلها مناسبة لمحطات التحويل التي تعمل في بيئات ذات تأثيرات كهرومغناطيسية قوية
• دمج أجهزة الاستشعار المتعددة: لكل طريقة من هذه الطرق ثلاث نقاط قوة مميزة — فالموجات فوق الصوتية تتفوق في تحديد الموقع، والتيار عالي التردد يتفوق في الحساسية، والترددات فائقة الارتفاع تتفوق في مقاومة التداخل، ويغطي الحل الثلاثي أكبر عدد ممكن من السيناريوهات

1. مبادئ وخصائص طرق الفحص الثلاث

2. توصيات لاختيار الطرازات وفقًا للاستخدامات المحددة

2.1 نظام المستشعر الواحد — خيار اقتصادي للمبتدئين

إذا كانت الميزانية محدودة ولم تكن هناك حاجة سوى إلى وظيفة الإنذار الأساسية بالتفريغ الجزئي، فإن الحل القائم على مستشعر واحد يعمل بالموجات فوق الصوتية هو الخيار الأبسط. وهو أسهل حل من حيث التركيب، حيث يكفي لصق المستشعر مباشرة على جدار خزان الزيت. وهو مناسب للمراقبة الأساسية لمحولات توزيع الطاقة التي تصل جهدها إلى 35 كيلو فولت أو أقل. وتكمن محدودية هذا الحل في عدم حساسيته للتفريغ الإكليل، وعدم قدرته على التمييز بين أنواع التفريغ.

2.2 نظام المستشعرين — الخيار الأفضل من حيث القيمة مقابل السعر

يُعدّ الجمع بين الموجات فوق الصوتية والتيار عالي التردد أكثر تركيبات المستشعرات الثنائية شيوعًا. يوفر مستشعر التيار عالي التردد التقاطًا عالي الحساسية للإشارات، بينما يوفر مستشعر الموجات فوق الصوتية مرجعًا لتحديد موقع التفريغ. ويكمل كل منهما الآخر، ليغطيا بشكل أساسي أنواع التفريغ الجزئي الشائعة في المحولات. وهو مناسب لمتطلبات مراقبة التفريغ الجزئي للمحولات الرئيسية في محطات التحويل الحضرية بجهد 110 كيلو فولت.

2.3 حل دمج ثلاثة مستشعرات — التكوين الرائد

يُعد الحل الثلاثي الذي يجمع بين الموجات فوق الصوتية والتيار عالي التردد والترددات الفائقة التردد التكوين الرائد في مجال مراقبة التفريغ الجزئي. يتم تحليل الإشارات الصادرة عن المستشعرات الثلاثة بشكل متكامل في وحدة التشخيص: حيث يلتقط التيار عالي التردد الإشارات الضعيفة، وتساعد الموجات فوق الصوتية في تحديد الموقع، بينما يعمل التردد الفائق على تصفية التداخلات البيئية. وهو مناسب لمحطات التحويل المركزية التي تبلغ جهدها 220 كيلو فولت وما فوق، وكذلك لسيناريوهات الاستخدام التي تتطلب أعلى مستويات من مراقبة التفريغ الجزئي.

3. قيمة دمج أجهزة الاستشعار المتعددة

لا يقتصر دور أجهزة الاستشعار المتعددة على مجرد عرض البيانات جنبًا إلى جنب، بل يكمن السر في دمجها — فعندما تكتشف جهازان أو أكثر من أجهزة الاستشعار إشارات التفريغ الجزئي في نفس النافذة الزمنية، يمكن ذلك أن يرفع موثوقية الإشارة بشكل كبير، ويستبعد الإنذارات الكاذبة الصادرة عن جهاز استشعار واحد. وفي الوقت نفسه، تتكامل حساسية أجهزة الاستشعار المختلفة تجاه أنواع التفريغ المختلفة: فالموجات فوق الصوتية حساسة تجاه التفريغ في الفجوات الهوائية الداخلية، والتيار عالي التردد حساس تجاه التيار النبضي في دوائر التأريض، والترددات الفائقة حساسة تجاه التفريغ التمهيدي للقوس الكهربائي عالي الطاقة.

تدمج خوارزميات التشخيص خصائص إشارات المستشعرات الثلاثة، وتقدم نتائج تشخيصية أكثر دقة وشمولية مقارنة بالمستشعر الفردي — وهذا هو جوهر القيمة التي توفرها حلول المستشعرات المتعددة.

4 - الأسئلة المتداولة

4.1 سؤال: أي من الحلول الثلاثة الخاصة بأجهزة الاستشعار هو الأنسب للمحولات القديمة؟

الجواب: أصبحت حالة العزل في المحولات القديمة هشة، مما يزيد من مخاطر حدوث التفريغ الجزئي. يُنصح باستخدام نظام مزود بمستشعرين على الأقل، أحدهما يعمل بالموجات فوق الصوتية والآخر بالتيار عالي التردد — حيث توفر الحساسية العالية للتيار عالي التردد في التقاط إشارات التفريغ الجزئي إنذارًا مبكرًا في أسرع وقت ممكن. وإذا سمح الميزانية، فإن النظام الثلاثي يوفر مستوى أعلى من الأمان.

4.2 سؤال: هل تحتاج مستشعرات الموجات فوق الصوتية إلى مادة اقتران؟

الإجابة: يتعين عند التركيب استخدام مادة ربط مخصصة لإزالة الفراغ الهوائي بين المستشعر وجدار الخزان، لضمان التوصيل الصوتي الجيد. وتستخدم بعض الأنظمة طريقة التركيب المغناطيسية، حيث يتم تطبيق مادة الربط مسبقًا على سطح التلامس بالمستشعر، بحيث تكون جاهزة للاستخدام فور التركيب.

4.3 سؤال: هل يمكن استبدال مستشعرات الترددات الفائقة بمستشعرات الموجات فوق الصوتية؟

الجواب: لا. فالمبادئ الفيزيائية التي يعمل بها كل منهما مختلفة تمامًا، حيث يكتشف كل منهما إشارات فيزيائية مختلفة ناتجة عن التفريغ الجزئي (موجات كهرومغناطيسية مقابل موجات صوتية)، ولا يوجد تداخل بين النطاقات الترددية التي يغطيها كل منهما. وفي بيئات التداخل الكهرومغناطيسي الشديد، لا يمكن الاستغناء عن مزايا مقاومة التداخل التي تتمتع بها الترددات فائقة العالية؛ أما فيما يتعلق بتحديد مواقع التفريغ الجزئي، فإن دقة الموجات فوق الصوتية لا يمكن الاستغناء عنها أيضًا.

4.4 سؤال: ما هو المكان الأنسب لتركيب مستشعر التيار عالي التردد؟

الجواب: عادةً ما يتم تركيبها على سلك تأريض قلب المحول، أو سلك تأريض المشبك، أو سلك تأريض نقطة الصفر. تختلف مصادر إشارات التفريغ الجزئي باختلاف الموقع الذي يتم التقاطها فيه، ويمكن للأنظمة متعددة القنوات تركيب أجهزة استشعار في عدة مواقع في آن واحد، مما يساعد في تحديد اتجاه مصدر التفريغ من خلال الفرق في زمن وصول الإشارات.

4.5 سؤال: هل من الضروري اختيار النظام الذي يحتوي على أكبر عدد من القنوات؟

الإجابة: يحدد عدد القنوات عدد أجهزة الاستشعار التي يمكن توصيلها في وقت واحد. ويكفي نظام ذو 4 قنوات لتلبية احتياجات معظم المحولات الرئيسية بجهد 110 كيلو فولت (مثل جهازين بالموجات فوق الصوتية وجهازين عالي التردد). أما النظام ذو 6 قنوات فيناسب المحولات الكبيرة التي تزيد جهدها عن 220 كيلو فولت أو الحالات التي تتطلب مراقبة عدة مواقع. يكفي تحقيق التوازن بين اختيار النوع والميزانية، فليس العدد الأكبر هو الأفضل بالضرورة.

5- ملخص

يجب أن تنطلق عملية اختيار النوع من الاحتياجات: إذا كانت القدرة على تحديد الموقع هي الأولوية، فيُفضل استخدام الموجات فوق الصوتية؛ وإذا كانت الحساسية هي الأولوية، فيُفضل استخدام التيار عالي التردد؛ وإذا كانت مقاومة التداخل هي الأولوية، فيُفضل استخدام الترددات الفائقة. وتلبي مجموعة المستشعرات المزدوجة معظم الاحتياجات، بينما توفر دمج المستشعرات الثلاثة الحماية الأكثر شمولاً.

إخلاء المسؤولية: محتوى هذه المقالة هو للتبادل التقني والمرجعية فقط، ولا يشكل أي شكل من أشكال الالتزام بالشراء أو عرض العقد. تسود المعايير الفنية للمنتج وتكوينه وسعره في العقد الفعلي والاتفاقية الفنية. البيانات والحالات الفنية الواردة في هذه المقالة هي من المعلومات العامة والممارسات الهندسية، إذا تم تحديثها دون إشعار.

هل تحتاج إلى نصائح حول اختيار أنظمة المراقبة المباشرة للتفريغ الجزئي للمحولات؟ نرحب باتصالك بشركة «إنو توندا» لتصميم حلول مخصصة لتكوين أجهزة الاستشعار. خط الخدمة: 13959168359 (نفس الرقم على WeChat).