يشير التفريغ الجزئي (PD) في المحولات إلى ظاهرة تحدث فيها انهيارات موضعية للعزل الكهربائي في جزء صغير من نظام العزل تحت ضغط الجهد العالي. لا تعمل هذه التفريغات على ربط الأقطاب الكهربائية ولكنها تحدث فقط في مناطق ضعف العزل. عادةً ما يكون التفريغ الجزئي ضعيفًا للغاية ولا يمكن اكتشافه بواسطة الحواس البشرية، مما يتطلب معدات قياس متخصصة.
أسباب التفريغ الجزئي في المحولات
إن أسباب التفريغ الجزئي في المحولات متعددة الأوجه، وتشمل عدة جوانب:
1. مادة العزل والبنية:
العيوب مثل الفقاعات والشوائب والشقوق:تؤدي هذه العيوب إلى إضعاف أداء العزل للمادة، مما يؤدي إلى التفريغ الجزئي.
انخفاض ثابت العزل للفقاعات:تتحمل الفقاعات قوة مجال كهربائي أعلى مقارنة بمواد العزل المجاورة، مما يجعلها أكثر عرضة للانهيار والتفريغ.
تصميم هيكل العزل غير المعقول:قد تتسبب القوة المفرطة للمجال البيني أو المجال الدوراني في المحولات من النوع الجاف بسبب التصميم السيئ في حدوث تفريغ جزئي.
حواف حادة و نتوءات:يمكن للمكونات العازلة والمعدنية ذات الحواف الحادة أو النتوءات أن تتسبب في تركيز المجال الكهربائي المحلي، مما يؤدي إلى تفريغ جزئي.
2. العوامل التشغيلية:
التشغيل على المدى الطويل واختلافات الحمل:تؤدي هذه العوامل إلى شيخوخة وتآكل المواد العازلة الداخلية للمحول، مما يقلل من خصائصها العازلة ويسبب تفريغًا جزئيًا.
الجهد الزائد:يمكن أن يتجاوز الجهد الزائد في نظام الطاقة، الناجم عن عوامل خارجية (مثل البرق) أو عوامل داخلية (مثل عمليات التبديل)، جهد انهيار المواد، مما يؤدي إلى تفريغ جزئي.
3. عوامل التثبيت والعملية:
عمليات التصنيع غير الكافية:إن ضعف التحكم في الفراغ أثناء التجفيف، ووقت التجفيف غير الكافي، ومتطلبات درجة الحرارة يمكن أن تترك غازًا متبقيًا في الملفات.
أضرار التثبيت:قد يتلف العزل أثناء التركيب، أو قد تؤدي فترات الخمول الطويلة إلى زيادة نسبة الرطوبة في مواد العزل، مما يؤثر على مستويات التفريغ.
عمليات اللف والتجميع غير السليمة:يمكن أن تؤثر المشكلات مثل النتوءات الموجودة في أسلاك الجهد العالي والمنخفض أو المسافات غير المناسبة أثناء التجميع على مستويات التفريغ الجزئي.
مخاطر التفريغ الجزئي
على الرغم من أن التفريغ الجزئي في المحولات موضعي وضعيف، فإنه يشكل مخاطر كبيرة على المدى الطويل، في المقام الأول من خلال الضرر الذي يلحق بمواد العزل:
1. الضرر المباشر للعزل:يؤدي التفريغ الجزئي المستمر إلى تآكل العزل تدريجيًا، مما قد يؤدي إلى الانهيار الكامل بمرور الوقت. تنتج التأثيرات الكهروكيميائية غازات تفاعلية مثل الأوزون وأكسيد النيتريك، مما يؤدي إلى تآكل العزل بشكل أكبر.
2. التدفئة المحلية:يؤدي التفريغ الجزئي إلى توليد الحرارة، والتي يمكن أن تزيد من درجة الحرارة المحلية للعازل، حتى أنها تسبب الكربنة.
طرق الكشف عن التفريغ الجزئي
تشمل طرق الكشف عن التفريغ الجزئي بشكل عام التقنيات الكهربائية والموجات فوق الصوتية والكيميائية:
1. الطرق الكهربائية:استخدام أجهزة قياس الذبذبات أو أجهزة كشف التفريغ الجزئي أو أجهزة قياس التداخل الراديوي لمراقبة أشكال موجة التفريغ أو مستويات التداخل الراديوي.
2. طرق الموجات فوق الصوتية:اكتشاف الموجات فوق الصوتية الناتجة عن التفريغ وتحويل هذه الموجات إلى إشارات كهربائية للتحليل.
3. الطرق الكيميائية:تحليل محتوى وأنماط التغير في الغازات المختلفة المذابة في الزيت، والمعروف باسم "التحليل الكروماتوغرافي".
الإجراءات الوقائية في حالة التفريغ الجزئي
لتجنب مخاطر التفريغ الجزئي، يمكن اتخاذ العديد من التدابير الوقائية:
1. اختيار مواد العزل عالية الجودة.
2. التفتيش والصيانة الدورية:استبدال المكونات القديمة والمتهالكة بشدة في الوقت المناسب.
3. تركيب أجهزة حماية من الجهد الزائد:لكشف حالات الجهد الزائد وقمعها.
4. تركيب أجهزة مراقبة درجة الحرارة:التحقق بشكل دوري من التغيرات في درجات الحرارة على سطح المحول.
تعمل هذه التدابير بشكل فعال على منع وتخفيف حدوث التفريغ الجزئي، مما يضمن التشغيل الآمن والمستقر للمحولات.
