يعتمد ضمان موثوقية وكفاءة وطول عمر المحولات على اختبارات وتشخيصات دقيقة لزيت المحولات. يعمل زيت المحولات كعازل ومبرد في آن واحد. ومع ذلك، مع مرور الوقت، قد يتأثر أداؤه بدرجات الحرارة المرتفعة والإجهاد الحراري، والانهيار الكيميائي، والتقوس الكهربائي، وتسرب الرطوبة، وتلوث الجسيمات.

يتيح الفحص الدوري لزيت محولات الطاقة اكتشاف الأعطال في مراحلها المبكرة، مثل ارتفاع درجة الحرارة وتدهور العزل، قبل أن تتفاقم وتؤدي إلى أعطال مكلفة. تُعد هذه التشخيصات ضرورية لمديري الأصول ومحترفي الصيانة الذين يسعون إلى ضمان الأداء الأمثل للمحولات.

لماذا يُعد فحص زيت المحولات بانتظام أمرًا ضروريًا

يُعد زيت المحولات عنصرًا أساسيًا في تشغيل المحولات بأمان وكفاءة. فهو يعزل المكونات المكهربة، ويُبدد الحرارة، ويحميها من الرطوبة والتلوث. وبدون إجراء اختبارات دورية، قد يمر التدهور دون أن يُلاحظ، مما يؤدي إلى انخفاض قوة العزل الكهربائي، وانخفاض قدرة التبريد، وتقصير عمر المحول.

الأسباب الرئيسية وراء أهمية إجراء اختبار الزيت الروتيني هي:

· الكشف الوقائي عن الأخطاء: تحديد المشكلات مثل امتصاص الرطوبة، أو القوس الكهربائي، أو تحلل السليلوز، أو فشل العزل قبل حدوث الفشل.

· السلامة التشغيلية والامتثال:الحفاظ على الزيت ضمن المعايير التي وضعتها ASTM وIEC وإرشادات الصناعة الأخرى لضمان التشغيل الآمن.

· تحسين التكلفة:الصيانة الاستباقية أكثر اقتصادية من الإصلاحات الطارئة أو استبدال المكونات.

اختبارات أساسية لتشخيص زيت المحولات

يتضمن برنامج الاختبار الشامل عادةً التقييمات الرئيسية التالية:

1. الفحص البصري والجسدي

تكشف الفحوصات الأولية عن تغير اللون أو العكارة أو الرواسب. تُقاس الخصائص الفيزيائية، مثل اللزوجة والكثافة ونقطة الوميض، لضمان التوافق التشغيلي. وتُعتمد عادةً معايير ASTM D1524 (الكثافة النسبية)، وASTM D92 (نقطة الوميض)، وASTM D1500 (تصنيف اللون).

2. اختبار جهد انهيار العازل (BDV)

يُحدد هذا الاختبار مدى قدرة الزيت على تحمل الضغط الكهربائي. يُطبّق منحدر جهد عالي حتى يفشل الزيت كهربائيًا بين الأقطاب الكهربائية القياسية. وفقًا لمعايير IEC 60156 وASTM D877/D1816، يُحدد الاختبار المتكرر (عادةً خمس مرات) متوسط ​​جهد الانهيار. يشير انخفاض قيمة جهد الانهيار (BDV) إلى وجود ملوثات مثل الرطوبة أو الجسيمات أو نواتج التحلل الثانوية.

3. تحليل الغازات المذابة (DGA)

يحدد تحليل DGA غازات مثل الهيدروجين والميثان والإيثيلين والأسيتيلين المذابة في الزيت للكشف عن ارتفاع درجة الحرارة أو القوس الكهربائي أو التفريغ الجزئي. تُحدد معايير مختلفة، مثل IEC 60599 وIEEE C57.104، عتبات التركيز وتفسيرات نسب الغازات، مما يُساعد في التشخيص الدقيق لنوع الأعطال وشدتها.

4. اختبار محتوى الرطوبة

يُقلل الماء من قوة العزل الكهربائي ويُعزز تلف العوازل الصلبة. يقيس اختبار محتوى الرطوبة، أو اختبار معايرة كارل فيشر، الرطوبة بوحدات جزء في المليون (ppm)، مما يُساعد في اتخاذ قرارات مثل إزالة الغازات أو استبدال العوازل.

5. الحموضة (قيمة التحييد / TAN)

يؤدي أكسدة الزيت إلى تراكم الأحماض. يُقاس مستوى الحموضة برقم الحمض الكلي (TAN)، عادةً عبر معيار ASTM D974. يُعتبر الزيت الذي يتجاوز تركيز هيدروكسيد البوتاسيوم/غرام متحللاً.

6. التوتر السطحي (IFT)

يقيس هذا الاختبار مقاومة الزيت لتكوين الرواسب والملوثات، ويُستخدم غالبًا إلى جانب اختبار الحموضة لتقييم جودة الزيت. تتراوح قيمة حموضية الزيوت النظيفة بين 40 و50 داين/سم، بينما تشير القيم التي تقل عن 24 داين/سم إلى تلوث أو تكوين رواسب.

7. تحليل الفوران

يكشف هذا عن مركبات الفوران التي تشير إلى تدهور عزل السليلوز. غالبًا ما تشير مستويات الفوران المرتفعة إلى الشيخوخة الحرارية أو التدهور الميكانيكي لعزل الورق.

أفضل الممارسات لاختبار زيت المحولات

1. تأكد من استخدام تقنيات أخذ العينات المناسبة

تُعد إجراءات أخذ العينات الصحيحة أساسيةً لعملية الاختبار بأكملها، لأن العينات الرديئة تؤدي بطبيعتها إلى نتائج مضللة. ومن المتطلبات الأساسية لهذه المهمة استخدام أوعية نظيفة ومُحكمة الإغلاق، ويفضل أن تكون قوارير زجاجية سعة 500 مل بأغطية مخروطية. وتشمل الإرشادات الأساسية الأخرى ما يلي:

· الاستعانة بموظفين مؤهلين، سواء من داخل الشركة أو خبراء خارجيين، للتعامل مع عملية أخذ العينات.

· بقدر الإمكان، استخدم مجموعات أخذ العينات المتخصصة مع السدادات وأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ وقطع القماش الخالية من الوبر.

· قم بتطهير ما لا يقل عن 500 مل من الزيت قبل جمع عينة الاختبار.

· سجل درجة حرارة الزيت عند أخذ العينات لأن ذلك ضروري للحصول على قراءات دقيقة للرطوبة.

· قم بإغلاق العينات ووضع الملصقات عليها وحمايتها من الضوء أو الحرارة على الفور.

2. التعاون مع المختبرات المعتمدة

اختر مختبرات معتمدة لإجراء اختبارات متوافقة مع معايير ASTM وIEC وISO. تستخدم هذه المختبرات أساليب موحدة لضمان الموثوقية، مثل ASTM D877 لجهد الانهيار، وD3612 لـ DGA. تأكد دائمًا من معايرة المختبر، وحالة اعتماده، ومدة إنجازه.

3. مراقبة المعلمات الأساسية وتتبع اتجاهاتها

أعطِ الأولوية للاختبارات التي تُقدم أفضل الرؤى التنبؤية، مثل اختبارات BDV وDGA والرطوبة والحموضة وIFT والفوران. بالإضافة إلى ذلك، تتبع القراءات بمرور الوقت لتحديد المشكلات الشائعة، حيث قد تُشير التحولات التدريجية إلى ظهور أعطال حتى ضمن القيم المقبولة.

4. الحفاظ على السجلات التفصيلية

خزّن نتائج الاختبارات، وتواريخ أخذ العينات، والظروف المحيطة، وبيانات أحمال المعدات، وإجراءات الصيانة بطريقة ومكان مناسبين. يُساعد تحليل اتجاهات هذه البيانات في تقييم وتخطيط سلامة الأصول. اربط اختبارات الزيت بأحداث مثل إصلاح المولدات لتقييم سلامة النظام بشكل عام.

5. تنفيذ المراقبة عبر الإنترنت للأصول المهمة

للتقدم نحو التشخيص الفوري، تستفيد المحولات الحرجة من أجهزة مراقبة إلكترونية تقيس الرطوبة، وDGA، وBDV، ودرجة الحرارة. توفر هذه الأنظمة إنذارات مبكرة وتقلل الاعتماد على أخذ العينات الدورية.

6. اتخاذ الإجراءات في الوقت المناسب بناءً على النتائج التشخيصية

عندما تشير الاختبارات إلى وجود خلل - مثل ارتفاع مستوى الأسيتيلين، أو انخفاض قيمة BDV، أو ارتفاع الرطوبة - تأكد من الاستجابة السريعة. قد تشمل خطوات العلاج ما يلي:

· ترشيح الزيت أو معالجته

· أنظمة التجفيف وأبراج إزالة الغازات

· استبدال الزيت الجزئي أو استصلاحه

· صيانة المحولات التصحيحية (على سبيل المثال، خدمة مغير الصنبور، استبدال البطانات)

إن تأخير اتخاذ الإجراء قد يؤدي إلى تسريع التدهور وزيادة خطر الانقطاع.

7. جدولة الاختبار على أساس الأهمية

اعتماد جدول زمني يراعي المخاطر:

· المحولات الحرجة:اختبار ربع سنوي أو نصف سنوي.

· الوحدات غير الحرجة: سنوية أو كل سنتين، اعتمادًا على التعرض والضغط التشغيلي.

الالتزام بسياسات IEEE وASTM والأصول المحددة للمرافق لتحديد الفواصل الزمنية.

سير عمل الاختبار الشامل

1. تحضير العينة المسبقة: جدولة، عزل، تطهير.

2. جمع العينة:اشطفها ثم اجمعها في حاوية مغلقة.

3. الفحوصات الميدانية: قم بإجراء DGA أو BDV الأساسي في الموقع إذا لزم الأمر.

4. التسليم إلى المختبر: مع بيانات درجة الحرارة وسلسلة الحراسة.

5. المعالجة والتحليل:ينفذ المختبر مجموعة كاملة من الاختبارات.

6. تقرير المراجعة:تقييم المعلمات والاتجاهات.

7. التخطيط للتخفيف:تحديد التدابير التصحيحية.

8. تحديثات السجل:إدخال النتائج إلى أنظمة إدارة الأصول.

التكامل مع برامج صيانة المحولات

يُعد فحص الزيت جزءًا واحدًا فقط من استراتيجية فعّالة لضمان سلامة المحولات. يُنصح باستكمال تشخيصات الزيت بما يلي:

· عمليات التفتيش البصرية:ابحث عن تآكل الخزان، والتسريبات، وحالة الطلاء، وسلامة البطانات.

· المسوحات الحرارية: اكتشاف النقاط الساخنة الشاذة في البطانات ومبدلات الصنبور والوصلات.

· الاختبارات الكهربائية دون اتصال: مثل اختبارات معامل القدرة/ميجر، ونسبة الدورات، وتحليل تردد المسح لإجراء فحوصات صحية أكثر تعمقًا.

· الاهتزاز والضوضاء:تتبع الإشارات غير الطبيعية داخل خزان المحول.

· التوثيق وتدريب الموظفين:التأكد من تدريب موظفي أخذ العينات والصيانة بشكل صحيح.

يعمل هذا النهج المتعدد الجوانب على تحديد الأخطاء على مستوى العزل أو اللف أو القلب.

خاتمة

يُعدّ فحص وتشخيص زيوت المحولات ركيزتين أساسيتين لضمان موثوقية الأصول وأدائها وسلامتها. ويمكن لبرنامج صيانة وقائية شامل أن يقلل بشكل كبير من مخاطر الأعطال ويطيل عمر الخدمة، بالإضافة إلى تحقيق نتائج أفضل وتوفير في التكاليف مقارنةً بالإصلاحات التفاعلية بعد الأعطال. وبفضل التوثيق الدقيق والجداول الزمنية المنظمة والكوادر المدربة، يُصبح فحص زيوت المحولات أداةً استباقيةً لتحقيق التميز التشغيلي.