هل فحوصات الجهد العالي المتغير يحدد جودة مقاومة عازلية محولات القدرة الكهربائية؟

العناصر المحددة لمقاومة عازلية محولات القدرة الكهربائية تحدد بالتالي:

١. العوازل الصلبة والورقية.
٢. الزيت.
٣. مسافة العزل.

فلابد من إجراء الفحوصات الروتينية المعملية للتحقق من صحة وجودة العناصر الثلاثة أعلاه حيث يتم إجراء فحص الفولتية العالية المتغيرة كفحص:

جهد التحمل المقنن Withstand Voltage.
الجهد الزائد الحثي Induced Overvoltage.

وهي فحوصات غير متلفة للمحول أثناء الفحص والتي تعطي مؤشر على مدى تحمل المحول لحالات إرتفاع الفولتية، وإن قوة العزل Dielectric Strength ذات متانة جيدة وكذلك تبين لنا فيما إذا كان هناك ثقب في سطح العازل الورقي حول أسلاك الملفات فالفحص سيفشل إذا كان هناك ثقب مهما كان صغيراً، وكذلك يمكننا من التحقق من مسافة العزل لموصلات الملفات مع سطح الجدار الداخلي لخزان المحول والذي يكون مؤرضاً حيث تكون تلك المسافات بالمليمتر وحسب جهد الملف، فإذا كانت تلك المسافات في تماس مباشر مع سطح خزان المحول الداخلي فإن الفحص سيفشل في الحال، وإذا كان قريباً من السطح فإن المحول سيفشل مع مرور الزمن علماً أن زمن الفحص لكلا الفحصين هو 60 ثانية للأول ولا يتعدى 25 ثانية للفحص الثاني، الذي يبين أيضاً مدى وجود فجوات هوائية بين طبقات الملف حسب تردد المولد المستخدم، ولكن يمكن أن تظهر هذه المشكلة بعد سنة أو سنتين أو ثلاث لأن هذه البقعة القريبة من السطح الداخلي لخزان المحول – المؤرض – ستتكون بينها وبين السطح المؤرض منطقة متأينة ذات رابط أو مسار أيوني تحدث فيه حالات تفريغ كهربائي تتسع شدتها تدريجياً مع مرور الزمن تنبعث منها حرارة موضعية تؤدي إلى تيبس العازل الورقي لسلك الملف، وبالتالي فإن مقاومة العازلية ستفقد أحد عناصرها الثلاثة وهو العوازل الورقية وهذا بطبيعة الحال سيؤدي إلى حالة انهيار العزل flashover، ولكن هناك أمراً بالغ الخطورة يجب أن نتأكد منه وهو كم هو مقدار الرطوبة في داخل المحول؟ فالعوازل الورقية تحمل من الرطوبة ما يعادل مئات المرات للكمية الموجودة في الزيت، لذا يجب أن تكون تلك الرطوبة أقل ما يمكن، ففي الزيت يجب أن تكون أقل من (20) ppm، وعليه فلابد من إجراء فحوصات مقاومة العازلية التي تحدد مدى الرطوبة في المحول من خلال استخدام مقياس العازلية (Megger) ومقياس معامل الفقد Tan delta، ويجب إجراء هذين الفحصين قبل إجراء الفحوصات الأخرى، لأن هذين الفحصين يحددان حالة مقاومة العازلية ومدى تأثير الرطوبة ودرجة الحرارة على مقاومة العازلية، ومن المؤثرات الأساسية في انخفاض مقاومة العازلية هي:

الإجهاد الكهربائي
الإجهاد الميكانيكي
المؤثر الكيميائي
الإجهاد الحراري
التلوث البيئي

وبالنسبة إلى النقطة الخامسة وهي التلوث البيئي حيث أن الرطوبة أحد مكوناتها ذات تأثير كبير على المحولات، فالمحولات التي تحدث فيها أعطال مبكرة وذات مقاومة عزل قليلة فشلت في العمل من جراء الأمطار الغزيرة؛ بسبب نفوذ الرطوبة إلى داخلها مما زاد في ضعف مقاومة العازلية والنتيجة هي فشل عمل تلك المحولات، وعليه يجب على كل المعامل الإنتاجية إعطاء الأهمية القصوى لمقاومة العازلية في المحولات لأن أكثر من 60% من أسباب فشل المحولات هو ضعف مقاومة العازلية.

وكما أود الإشارة إلى ملاحظة مهمة وهي أن فحص مقاومة العازلية بواسطة مقياس العازلية (Megger) ومقياس معامل الفقد Tan delta تحددان قيمة مقدار الرطوبة من خلال قيمة مقاومة العازلية، فإذا كانت قيمة مقاومة العازلية قليلة فهذا يعني أن هناك ضعف في العازلية لكن أين موقع هذا الضعف ؟ هذا مالا يمكن معرفته بواسطة فحص العازلية (Megger) أما فحص معامل الفقد Tan delta فهو أدق فاقيمة 0.5% في درجة حرارة ٢٠^°م تعطي مؤشراً جيداً على مستوى التجفيف للمحول، وأتذكر أن هناك محول جهد فائق فشل في العمل لأن قيمة معامل الفقدTan delta كانت أكبر من المسموح حيث كانت 0.55%، وأكرر نصيحتي لتلك المعامل التي لا تطور كادر فحص للمحولات ولا تعطي أي اهتمام برضا المستخدم النهائي أن تبدل نهجها التطويري ولا تتبع طرق قديمة في إعداد شهادة فحص المحولات وأن تعطي أسبقية أولى لفحص مقاومة العازلية، وقد حذرنا البعض من تلك المعامل ولكن للأسف لم يأخذوا بالتحذير وكانت النتيجة فشل أكثر من 15 محولات في العمل نتيجة تدني مقاومة العازلية، وخاصة بسبب المؤثر البيئي المشار إليه أعلاه في النقطة الخامسة، علما أن تلك المحولات لم تعمل أكثر من شهرين وأن سبب ذلك كما أشرنا إلى ضعف مقاومة العازلية.

وأخيراً فإن العازلية وآلياتها موضوع طويل ولا أريد أن أُطيل أكثر، والرسم المرفق يوضح الدائرة المكافئة لدائرة العزل حيث تمثل المتسعة العوازل الصلبة والورقية والمقاومة تمثل الزيت: