تحديد المشكلة والاستجابة لها: كيف يؤدي التفريغ القوسي إلى تآكل العزل الداخلي للمحولات الجافة

يُعدّ التقوس الكهربائي ظاهرة فيزيائية مدمرة للغاية في تشغيل معدات الطاقة. فعندما يحدث تفريغ جزئي داخل محول جاف بقدرة 225 كيلو فولت أمبير ويتطور إلى قوس كهربائي، تُغير درجة الحرارة العالية المفاجئة الخصائص الفيزيائية لبنية الملفات بشكل مباشر. غالبًا ما يبدأ هذا التلف غير القابل للإصلاح بتشققات دقيقة في العزل، مما يؤدي في النهاية إلى توقفات غير مخطط لها لنظام إمداد الطاقة بالكامل.

يُقلل التلف المادي من عمر خدمة المحولات الجافة.
تتميز قنوات البلازما المتولدة عن القوس الكهربائي بحرارة عالية للغاية، تكفي لإذابة الموصلات المعدنية وتفحيم طبقة العزل الراتنجية. خلال الخدمة طويلة الأمد للمحول الجاف أحادي الطور، تُشكل ظاهرة التفريغ هذه آثار تفريغ شجرية. يُقلل تشكل القنوات المتفحمة من مسافات الزحف، محولًا المناطق المعزولة سابقًا إلى مسارات موصلة.

مظاهر محددة للتدهور الحراري لمواد العزل
كسر الروابط الكيميائية: تحت تأثير التفريغ الكهربائي عند درجات حرارة عالية، يتعرض راتنج الإيبوكسي لتدهور في السلسلة الجزيئية، مما يؤدي إلى إطلاق غازات قابلة للاشتعال.
زيادة الإجهاد الميكانيكي: يؤدي التسخين الموضعي الشديد إلى تمدد وانكماش حراري غير متساوٍ، مما يتسبب في تشقق طبقة العزل.
زيادة الفقد العازل: يؤدي وجود مناطق متفحمة إلى تغيير توزيع المجال الكهربائي، مما يزيد من تسريع شيخوخة العزل.
ارتفاع غير طبيعي في درجة الحرارة وتلف في السلامة الهيكلية للمحولات الجافة
لا يُعد التفريغ الكهربائي عطلاً كهربائياً فحسب، بل يُمثل أيضاً تحدياً ديناميكياً حرارياً. يمكن لقوس كهربائي ضعيف ومستمر أن يُحرق مادة العزل ببطء، مُنتجاً رواسب الكربون الأسود. تتوزع هذه الشوائب، تحت تأثير القوى الكهرومغناطيسية، على سطح ملفات المحول الجاف بقدرة 500 كيلو فولت أمبير، مما يُعطل آلية تبديد الحرارة الأصلية. تتراكم الحرارة داخليًا ولا يمكنها التبديد، مما يُنشئ حلقة مفرغة تؤدي إلى حدوث دوائر قصر بين لفات الملف.

التداخل الكهرومغناطيسي وتأثيره على أجهزة المراقبة
يُصدر التفريغ الكهربائي عالي التردد موجات كهرومغناطيسية قوية في الفضاء. تتداخل هذه الإشارات مع أجهزة الاستشعار المحيطة بمحول التيار الجاف بقدرة 30 كيلو فولت أمبير، مما يُسبب تشويشًا في بيانات المراقبة. من خلال تحليل تردد وسعة إشارات النبض، يستطيع الفنيون تحديد الموقع الدقيق لمصدر التفريغ. يُعدّ رصد خصائص التفريغ هذه في الوقت المناسب أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على مؤشرات أداء الجهاز.