التفريغ الداخلي في محول جاف: شدته وعلامات التحذير

يمثل التفريغ الجزئي الداخلي داخل محول كهربائي جاف بقدرة 25 كيلو فولت أمبير خطرًا كهربائيًا جسيمًا يتطلب معالجة فورية. فعندما تخترق شرارات كهربائية موضعية فجوة العزل، فإنها تتسبب في تآكل الراتنج المصبوب أو اللفائف المشبعة بضغط الفراغ بمرور الوقت. وإذا تُركت هذه الظاهرة دون معالجة، فإنها تؤدي إلى تدهور سريع في العزل، ودوائر قصر كارثية، وتعطل كامل للمعدات، ومخاطر حريق جسيمة في أنظمة الطاقة الصناعية.

لماذا يتطلب التفريغ الجزئي معالجة فورية؟
يعتمد محول الطاقة الجاف القياسي على عزل صلب لفصل مكونات الجهد العالي. وعندما تتشكل فراغات أو شقوق مجهرية داخل هذا الراتنج، تتجاوز المجالات الكهرومغناطيسية الموضعية قوة العزل الكهربائي للهواء. وهذا يُحفز شرارات دقيقة متكررة تُولد حرارة وأوزون وحمض النيتريك، مما يؤدي إلى مهاجمة نظام العزل المحيط كيميائيًا وتسريع الانهيار الهيكلي.

العوامل البيئية التي تُسرّع تلف العزل
تؤثر ظروف التشغيل بشكل كبير على شدة التفريغات الكهربائية. يواجه المحول الجاف الخارجي تقلبات شديدة في درجات الحرارة، ورطوبة عالية، وملوثات محمولة جوًا. يؤدي تسرب الرطوبة إلى انخفاض المقاومة الكهربائية لسطح العزل، مما يزيد من احتمالية حدوث التسرب الكهربائي والتقوس الداخلي. تمنع المراقبة البيئية المنتظمة تفاقم المخاطر الجوية إلى أعطال كهربائية لا يمكن إصلاحها وانقطاعات مكلفة للتيار الكهربائي.

الأعراض الرئيسية لتكوّن التقوس الداخلي

يمكن أن يؤدي التعرف على الأعراض المادية المبكرة للانهيار الكهربائي إلى إنقاذ شبكة التوزيع بأكملها من الانهيار المفاجئ. عند فحص محول جاف ثلاثي الأطوار، يجب على فنيي الصيانة البحث عن عدة مؤشرات:

انبعاثات صوتية غير عادية: تشير أصوات الطنين أو الطقطقة أو الفحيح المنبعثة من الغلاف إلى حدوث تقوس كهربائي نشط.

روائح الأوزون: تشير الرائحة المعدنية النفاذة بالقرب من الجهاز إلى تأين كيميائي للهواء المحيط.

ارتفاع درجة الحرارة الموضعي: تشير فحوصات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء التي تُظهر بقعًا ساخنة غير طبيعية على ملفات اللف إلى انخفاض مقاومة العزل.

شدة التفريغ الكهربائي باختلاف سعات المحولات
تختلف عواقب القوس الكهربائي الداخلي باختلاف جهد النظام وسعته. فبينما قد تعاني الوحدات الصغيرة من انخفاض تدريجي في الكفاءة، تواجه الشبكات الصناعية الكبيرة خطر الانفجار الحراري. يوضح الجدول أدناه كيفية تأثير شدة التفريغ على مختلف أحجام التشغيل.

بروتوكولات وقائية وتشخيصية عملية
يتطلب منع الأعطال الكارثية مراقبة مستمرة لحالة المحولات بدلاً من الاكتفاء بالفحص البصري. يجب على الفنيين استخدام أجهزة الكشف الصوتية فوق الصوتية وأجهزة استشعار الجهد الأرضي العابر لتحديد مواقع الشرارات الداخلية بدقة قبل ظهور الدخان. كما أن إجراء اختبارات عازلة دورية والحفاظ على تدفق هواء نظيف وجاف حول الملفات يضمن سلامة التشغيل على المدى الطويل ويحمي البنية التحتية القيّمة لتوزيع الطاقة.