هو من الفحوصات الروتينية باستخدام الجهد العالي للتأكد من جودة عناصر مقاومة العازلية الرئيسية الثلاثة: العوازل الورقية، والصلبة، ومسافات العزل والزيت. فإذا كانت العوازل الورقية فيها ثقب مهما كان صغيراً سيحدث انهيار الجهد المسلط اي يحدث وميض Flashover ويفشل المحول في الفحص، في وجود اي ثقب في اسلاك العوازل للمحول فإن ذلك يؤدي الى فشل الفحص.
وكذلك مسافات العزل بين موصلات ملفي المحول فيما بينها وبين السطح الداخلي لخزان المحول المؤرض فإذا كان هنالك تماس مباشر بين احد موصلات ملفي المحول مع سطح الخزان الداخلي سيحدث انهيار للجهد المسلط اثناء الفحص مباشرة واذا كان على بعد قليل خلاف البعد المصمم فإن فشل عمل المحول لا يظهر اثناء الفحص لكن بمرور الزمن سيحدث تأين وتشكيل لجداول ايونية توصِّل بين أقرب نقطة لموصل الملف وسطح الجدار الداخلي للخزان، مما يؤدي الى تفريغ شحنات بطيء تتسع شدته الى ان يحدث انهيار للعزل Flashover في هذه المنطقة وبالتالي الى فشل عمل المحول.
اما الزيت فقد تم حسم جودته من خلال فحص مقاومة العازلية، فجودة مقاومة العازلية تعتمد على جودة الزيت المستخدم واذا تم استخدام زيت ذو مواصفات غير جيدة فهذا يعني ان مقاومة العازلية ايضاً غير جيدة، وبالتالي سيحدث انهيار لعازلية المحول بمرور الزمن بسبب ازدياد تلوث الزيت والرطوبة بسبب الحرارة الناتجة من تحميل المحول.
ان مقدار الجهد المسلط يعتمد على نوع ربط (توصيل) الملف هل هو مربوط نجمة Star او مثلث Delta ،فإذا كان مربوط نجمة Star فإن قيمة الجهد المسلط يعتمد على نوع العزل المستخدم للملف هل هو عزل متدرج (Graded insulation) ام عزل متجانس (Uniform insulation) ففي العزل المتدرج على سبيل المثال: محولات الجهد الفائق 400 كيلو فولت ذات عزل متدرج حيث ان نهاية الملف 400 كيلو فولت مربوط مباشرة مع الارضي وفق نظام تأريض (solidly earthed) ففي اثناء اجراء هذا الفحص يتم تسليط فولتية مقدارها 50 كيلو فولت ونهاية الملف تبقى مؤرضة، اما في العزل الاخر المتجانس (Uniform insulation) فيتم فصل المحايد (Neutral)، وفي ادناه جدول يحدد مقدار الجهد المسلط حسب الجهد الاعتيادي للملف، وفي حالة اجراء هذا الفحص بعد عطل المحول اثناء العمل فأن الجهد المسلط سيكون 75% من مقدار الجهد اثناء الفحص المعملي في طور الإنتاج.
| جهد الملف (kV) | الجهد المسلط (kV) |
| 1.1 | 3 |
| 3.6 | 10 |
| 7.2 | 20 |
| 12 | 28 |
| 17.5 | 38 |
| 24 | 50 |
| 36 | 70 |
| 52 | 95 |
| 72 | 140 |
اليات التوصيل (الربط)
١. عزل المحول عن الشبكة الكهربائية.
٢. فصل الموصلات عن ملفي المحول.
٣. تأريض خزان المحول.
٤. وضع دائرة قصر على الملف الثانوي لمحولات التيار.
٥. وضع مغير الجهد (Tap Changer) على الخطوة الوسطى (Rated Voltage)
٦. فصل المحايد (Neutral) إذا كان ملف المحول معزول وفق نظام العزل المتجانس (uniform insulation)
٧. وضع دائرة قصر (Short Circuit) على أطوار ملفي المحول.
٨. تسليط جهد مناسبة حسب الجهد الاعتيادي للملف كما موضح في الجدول أعلاه.
٩. تسليط الجهد كما مبين ادناه :
HV – LV GRD
LV – HV GRD
١٠. يكون زمن تسليط الجهد لمدة 60 ثانية فاذا لم يحدث انهيار بالجهد المسلط خلال هذا الزمن فإن هذا يعني اجتياز الملف لهذا الفحص.
١١. في حالة فشل الملف الثاني في الفحص فأن هذا يعني فشل المحول بالكامل مما يستوجب اعادته الى الاقسام الانتاجية لفتح واخراج الجزء الفعال لبحث موقع الخلل خاصة إذا كان الملف خارجياً، اما إذا كان الملف الى الداخل فهذا يستوجب فتح الاطوار الثلاثة للجزء الفعال لمعرفة ضعف العزل.
الرسم أدناه يوضح فحص جهد التحمل لمحول ذو ملفين:
ادناه شهادة فحص معملي لمقاومة العازلية وجهد التحمل وجهد المحاثة لمحول ذو سعة 5 ميجا فولت امبير وجهد تحويل 33/11 كيلو فولت:
مرفق بالصورة ادناه آليات فحص جهد التحمل Withstand Voltage لمختلف انواع الربط الاتجاهي لمحولات تتكون من ملفين ولمحولات تتكون من ثلاثة ملفات، فالملف الذي يسلط عليه الجهد يجب تأريض الملف الاخر في حالة الملفين، وكذلك تأريض الملفين الأخريين في حالة المحولات ذات الثلاث ملفات، ومن ثم اتباع نفس السياق للملف المؤرض او الملفين المؤرضين.
ملفات المحول ذو العزل المتدرج graded insulation
ان هذا العزل هو نعمة كبيرة انعمها الله علينا نحن العاملون في مجال محولات القدرة ذات السعات والجهود العالية ولوكان معدوماً لما كان بمقدورنا ان نعزل ملف بجهد 400 او 500 او 800 كيلو فولت، عندما يتم لف هكذا ملفات عالية الجهد بربط نجمي ومن ثم يتم تأريض نهاية الملف بالأرض مباشرة Solidly earthed حيث يتم عزل بداية الملف بطبقات عزل اكثر عدداً ومن ثم يقل هذا العدد تدريجياً الى ان يصل الى نهاية الملف ومن ثم يُربط مع القضبان bus bar الذي يشكل المحايد Neutral ويتم ربطه مباشرة الى ارضي الشبكة. وربما البعض يعتقد ان هذه الملفات مثل هكذا نوع بحاجة الى مختبرات فيها اجهزة فحص تتلاءم مع هكذا جهد عالي، فالعكس هو الصحيح فهي لا تحتاج الى جهد عالي، فمثلا في فحص جهد التحمل Withstand Voltage Test فمثلاً ملف 400 كيلو فولت يكون مقدار الجهد المسلط هو 50 كيلو فولت فقط. حيث في اثناء الفحص المعملي اثناء الانتاج وبعد دخول المحول في العمل وحدث فيه عطل وارسل الى معمل التصليح فإن جهد هذا الفحص سيكون 37.5 كيلو فولت:
0.75 x 50= 37.5
إن جهد 400 و 500 كيلو فولت واكبر لا بد من عزلها بنظام العزل المتدرج بحيث يتم ربط المحايد مباشرة الى الأرضي Solidly earthed neutral، اما الجهد 132 كيلو فولت فهو ايضاً ذا عزل متدرج ولكن بنسبة اقل من الجهد 400 و 500 كيلو فولت، اي ان طبقات العزل لسلك الملف تكون ايضاً ذات عزل متدرج وتنتهي الى نقطة المحايد Neutral ولكن لا توصل مباشرة الى الارضي كما هو الحال في ملف 400 كيلو فولت، وانما يتم تأريض المحايد Neutral لمحولات 132 كيلو فولت حسب ما يحدده قسم الدراسات في الشبكة المعنية، حيث يتم تحديد عدد نقاط المحايد Neutral للمحولات لكي تربط الى الارضي مباشرة ونقاط اخرى لا تربط الى الارضي, حيث تكون تلك المحولات مربوطة وفق النظام الحلقي Ring system
، ويسمى هذا النوع من التأريض Effectively earthing.
فالنظام الكهربائي العالي الجهد والذي يزيد عن 130 كيلو فولت يؤرض Solidly earthed لجوانب اقتصادية وفنية واهمها الجانب الفني بسبب ان التأريض المباشر يوفر لخاصية العزل المتدرج Graded insulation في طبقات عزل لملف؛ اي بمعنى آخر عدد طبقات العزل تدريجيا يتناقص كلما اتجهنا الى نهاية الملف ولو لم يكن كذلك فسيكون حجم وكبر الملف كبير جداً وحجم المحول ومسافات العزل ستكون كبيرة وغيرها من الأمور، لكن في نظام التأريض المباشر نحصل على الوضع الحالي لملفات مثلا محولات جهد 400 كيلو فولت والتي هي الآن في تصميمها ذات حجم اكبر قليلاً من محولات 132 كيلو فولت ، اضافة الى ذلك فنحن مهندسو فحص المحولات لا مشكلة لدينا في فحص محولات جهد 400 كيلو فولت ولربما البعض يعتقد يجب توفير معدات ذات جهد عالي جداً لإجراء هذا الفحص Withstand Voltage Test حيث نسلط جهد بمقدار 50 كيلو فولت على ملفات جهد 400 كيلو فولت نتيجة لتصميم هذه الملفات.
في تصاميم محولات القدرة بكل سعاتها ومستويات جهودها يضع المصممون مستوى عزل لكل ملف حسب نوع العزل المستخدم وقيمة جهد الملف يسمى Basic insulation level وعلى ضوء هذا المستوى من العزل فقد تم تحديد قيم جهد الفحص للجهود العالية والتي تشمل نوعين من الفحوصات هما:
- Lightning Impulse
- Power Frequency Withstand
ادناه امثلة لقيم الجهد المسلط للفحصين أعلاه وحسب قيمة جهد الملف:
| (Winding Voltage (kV | (Power Frequency Withstand Voltage (kV | (Lightning Impulse Voltage (kV |
| 26 | 50 | 150 |
| 36 | 70 | 200 |
| 72 | 140 | 350 |
| 13-14 | 34 | 95-110 |
| 300 | 595 | 950 |
| 420 | 630 | 1425 |
ان القيم اعلاه وفق المواصفات الامريكية وبعض الدول الاوربية في حين ان اليابانيين لهم فلسفتهم أيضاً في العزل المتدرج Graded insulation فمثلا ملف جهد 400 كيلو فولت يتم عزله وفق هذا النظام وبمستوى عزل:
Lightning impulse (kV) = 110 kv
Power frequency withstand voltage (kV) =50kv
ادناه الفحوصات النوعية لكافة مستويات عزل ملفات محولات القدرة الكهربائية:
- Basic Insulation Level (BIL) tested with Lightning impulse: 1.2 – 50 microseconds
- Switching Insulation Level (SIL) Switching impulse: 250- 2500 microseconds
- (Induced Voltage (AC
- (Applied or Withstand Voltage (AC
ان ما ذكر اعلاه من قيم يشمل نوعين من العزل هما المتجانس والغير متجانس Non-Uniform and Uniform insulation اي العزل غير المتجانس وهو العزل المتدرج والعزل المتجانس للملفات المربوطة على شكل مثلث Delta وذات جهد اقل من 50 كيلو فولت.
ملحق خاص بأسئلة واجابات
ما هو العزل المتدرج والعزل المتجانس والفرق بينهما واستخدامات كل منهما؟
العزل المتدرج واختلافه عن العزل المتجانس هو انه يستخدم في محولات ذات ربط نجمة في حين العزل المتجانس يكون في محولات ذات ربط مثلث، اي ان عند طبقات عزل الملف في ربط المثلث في بداية الملف تكون هي نفسها في نهاية الملف على العكس من ربط النجمة الذي يستخدم فيه العزل المتدرج الذي تكون عدد طبقات العزل في بداية الملف اكبر من عددها في نهاية الملف.
لوحظ ان الجهد المسلط على العزل المتجانس هو ضعف جهد الملف اما عند 400 كيلو فولت في العزل المتدرج ليس الضعف، هل يوجد معادلة لها ام هناك قيم ثابته؟ على سبيل المثال 132 كيلو فولت.
نعم كما اشرت في اعلاه فالعزل المتجانس يكون فيه الجهد المسلط ضعف جهد الملف لان العزل لا يوجد فيه انخفاض على عكس العزل المتدرج ولا توجد معادلة او قيم ثابتة وانما يعتمد على تصميم عزل الملف والمواد العازلة.
في حالة ملف المثلث Delta ما هو الجهد المسلط على الملف؟
دائما الجهد المسلط هو ضعف جهد الملف الموصل مثلث Delta ، فمثلا ملف جهد 33 كيلو فولت يكون الجهد المسلط 66 – 70 كيلو فولت وفي الغالب يستخدم الجهد 70 كيلو فولت.
في حال كان بُعد الملف عن الخزان قليل ولم يحدث في اثناء الفحص المصنعي وميض Flashover كيف سيتم اكتشاف ان هذا العطل مصنعي وتصميمي؟
إذا كان بُعد الملف عن الخزان قليل ففي اثناء الفحص يحدث صوت شوشرة Noise دلالة على ان هنالك تفريغ مع الارضي وعلى مهندس الفحص ايقاف الفحص قبل حدوث وميض Flashover حيث يتم اخراج الجزء الفعال ومن ثم معاينة مدى قرب موصلات الملف مع السطح الداخلي لخزان المحول وتتم المعالجة ومن ثم اجراء الفحص.
