منع تسرّب الزيت وارتفاع الحرارة في تركيبات محولات الجهد العالي

منع تسرّب الزيت وارتفاع الحرارة في تركيبات المحولات عالية الجهد

يمكن أن تؤثر تسرّبات الزيت وارتفاع الحرارة بسرعة في السلامة والكفاءة والعمر التشغيلي لمحول عالي الجهد مبرد بالزيت. بالنسبة لفرق الصيانة، لا تقتصر الأولوية على الاستجابة عند ظهور إنذار. بل تتمثل في التعرف على التغيرات الصغيرة قبل أن تتحول إلى توقف قسري: أثر زيت حول شفة، أو ارتفاع تدريجي في درجة حرارة الزيت العلوية، أو مسار تبريد مسدود، أو وصلة جلبة تعمل بدرجة حرارة أعلى من بقية المجموعة.

ترتبط المشكلتان ارتباطًا وثيقًا. إذ يوفر زيت المحول العزل الكهربائي ونقل الحرارة معًا. وعند فقدان الزيت، قد تتأثر هوامش العزل ويصبح لدى نظام التبريد وسط أقل فعالية لنقل الحرارة بعيدًا عن الملفات ومكونات القلب. وعندما تظل درجة الحرارة مرتفعة، تتصلب الحشيات بسرعة أكبر، وقد ترتخي الوصلات، ويشيخ الزيت بصورة أسرع، ويمكن أن يتحول الرشح البسيط إلى تسرّب ظاهر. إن التعامل مع التسرّب ودرجة الحرارة بوصفهما موضوعين منفصلين للصيانة غالبًا ما يؤخر التشخيص الحقيقي.

يجمع الإجراء الميداني السليم بين الفحص البصري وبيانات التشغيل وتقييم حالة الزيت وفهم واضح لحمل المحول وبيئته. كما يتطلب ضبط النفس. إذ إن إعادة شد كل مسمار، أو إضافة الزيت دون تحديد المصدر، أو زيادة التبريد دون التحقق من السبب، قد يخفي عطلًا آخذًا في التطور بدلًا من تصحيحه.

ابدأ بسياق التشغيل، لا بالبقعة

قبل فتح خزانة أو إزالة غطاء، راجع ظروف التشغيل الأخيرة. قارن الحمل ودرجة الحرارة المحيطة وموضع مغير النقرات وحالة معدات التبريد واتجاهات الحرارة بالسلوك الطبيعي للمحول. قد تكون درجة حرارة الزيت العلوية التي تبدو مرتفعة في ظهيرة حارة مقبولة تحت حمل مستمر؛ لكن القراءة نفسها عند درجة حرارة محيطة معتدلة وحمل عادي تستحق اهتمامًا أدق. وغالبًا ما يكون اتجاه التغير أكثر فائدة من رقم واحد معزول.

تساعد هذه المراجعة أيضًا في فصل الأعراض الحرارية الناتجة عن المحول عن تلك التي تسببها التركيبة. فالتهوية المقيدة، وإعادة تدوير هواء العادم الساخن، والمشعات المغطاة بالغبار، والتعرض المباشر للشمس للمعدات الخارجية، أو عدم كفاية الخلوص حول الخزان، جميعها يمكن أن ترفع درجة الحرارة دون وجود عيب كهربائي داخلي. وفي الغرف الصناعية المغلقة، قد يكون تعطل مروحة التهوية مؤثرًا بقدر عطل نظام التبريد.

بالنسبة لوحدة ONAN، حيث يعتمد التبريد على الدوران الطبيعي للزيت وحركة الهواء الطبيعية، تكون أسطح المشعّات غير المعاقة وتدفق الهواء المحيط الكافي ذات أهمية خاصة. وينبغي لفريق الصيانة توثيق الحالة الفعلية للموقع، لا مجرد التأكد من صحة تصنيف التبريد على لوحة البيانات.

تحديد المصدر الحقيقي لتسرّب الزيت

وجود الزيت على الخزان دليل، وليس تشخيصًا. إذ يمكن للجاذبية ومسارات مياه الأمطار والاهتزاز وحركة الهواء أن تنقل الزيت بعيدًا عن مصدره الأصلي. نظف المنطقة المتأثرة، وراقبها بعد التشغيل عندما يكون ذلك آمنًا، وتتبع المسار إلى أعلى وإلى الخارج بدءًا من أدنى نقطة رطبة ظاهرة. يكون للزيت الجديد عادة حافة أوضح وأكثر تحديدًا من البقايا القديمة المختلطة بالغبار.

تشمل مواقع التسرّب الخارجية الشائعة حشيات الغطاء، وأغطية الفحص، وصمامات المشعّات والشفات، وأبراج الجلب، وأجهزة تخفيف الضغط، وجيوب موازين الحرارة، وصمامات التصريف وأخذ العينات، ووصلات خزان التمدد، وواجهات صناديق الكابلات. وفي المعدات المعرضة لدورات حرارية متكررة، تستحق درجة انضغاط الحشية واستواء الشفة الاهتمام. وفي المواقع المهتزة، قد تحتاج التركيبات وواجهات الأطراف ودعامات الأنابيب إلى فحص دقيق بشكل خاص.

لا تفترض أن الوصلة المتسربة تحتاج إلى أقصى عزم لشد البراغي. فقد يؤدي الشد غير المتساوي إلى تشويه الشفة أو إتلاف الحشية أو إنشاء مسار تسرّب جديد. يجب أن يتبع التسلسل الصحيح ومتطلبات العزم ومادة الحشية وحالة الإحكام وثائق الشركة المصنعة. وإذا أصبحت الحشية هشة أو منتفخة أو متشققة أو مضغوطة بشكل دائم أو ملوثة، فإن استبدالها يكون عمومًا أكثر قابلية للتبرير من الشد المتكرر.

يجب تفسير مستوى الزيت بعناية. يتغير مستوى خزان التمدد طبيعيًا مع درجة حرارة الزيت، لذلك لا تكفي قراءة منخفضة واحدة لتأكيد وجود فقد. قارن المؤشر بدرجة الحرارة والملاحظات السابقة وأي إنذار للمستوى. وينبغي أن يؤدي الانخفاض المستمر أو الرطوبة الظاهرة أو وجود دليل على الزيت حول مناطق الاحتواء إلى تحقيق سريع. وعندما يقترب مستوى الزيت من نقطة قد تكشف العزل الداخلي أو تعيق التشغيل الآمن، ينبغي التصعيد وفق إجراء التشغيل المعتمد في الموقع دون تأخير.

مؤشرات تسرّب لا ينبغي تجاهلها

• مسار زيت جديد أسفل جلبة أو صمام أو مجمع مشعّ أو صندوق توصيل كابل.
• الحاجة المتكررة إلى تصحيح مستوى الزيت دون تفسير مسجل متعلق بدرجة الحرارة.
• بقايا زيت قرب جهاز تخفيف الضغط أو واجهة الحماية من الضغط المفاجئ.
• أسطح عزل رطبة، أو آثار تتبع غير طبيعية، أو تلوث حول النهايات المكهربة.
• تسرّب يظهر بعد النقل أو إجهاد دائرة قصر أو اهتزاز شديد أو تغير كبير في الحمل.

تكتسب النقطة الأخيرة أهمية لأن التسرّب الذي يلي إجهادًا ميكانيكيًا أو كهربائيًا قد يشير إلى أكثر من مجرد فشل في الإحكام. ينبغي لفرق الصيانة النظر فيما إذا كانت هناك حركة في جلبة، أو تشوه في الخزان، أو أجهزة تثبيت مفكوكة، أو حدث ضغط. ولا ينبغي أن ينهي الإصلاح الخارجي التحقيق قبل أوانه.

ارتفاع الحرارة: ميّز بين الحمل والتبريد والأعطال الداخلية

أفضل نهج للتعامل مع ارتفاع الحرارة هو اعتباره مسألة مقارنة. هل الوحدة أكثر سخونة مما هو متوقع بالنسبة إلى حملها وظروف الحرارة المحيطة؟ هل توجد مرحلة واحدة أو جلبة أو مجموعة مشعّات أو نهاية كابل أكثر سخونة من المكونات المماثلة؟ هل بدأ ارتفاع الحرارة بعد تغير في نمط الحمل أو موضع مغير النقرات أو تهوية الموقع؟ تمنع هذه الأسئلة تحول إنذار عام إلى إجراء صيانة واسع ومكلف.

يعد التحميل المفرط أو غير المتوازن سببًا مألوفًا. فقد يبقى المحول دون حد التحميل الإجمالي الظاهري بينما تتعرض مرحلة واحدة أو وصلة جهد منخفض واحدة لعبء غير متناسب. افحص سجلات الحمل حسب المرحلة حيثما كانت متاحة. تحقق من الموصلات المفكوكة أو المؤكسدة، وترتيبات الكابلات غير كافية المقاس، والعروات التالفة، ومقاومة التلامس غير الطبيعية عند الأطراف المتاحة. يمكن أن يكون الفحص بالأشعة تحت الحمراء، عند إجرائه تحت حمل ذي معنى وتفسيره من قبل أفراد مدربين، مفيدًا لتحديد النقاط الساخنة الموضعية. وينبغي أن يدعم التحقق الكهربائي والفحص المادي، لا أن يحل محلهما.

قيود التبريد شائعة بالقدر نفسه. إذ يمكن للأوساخ وغبار الفحم والألياف والحشرات ونواتج التآكل أو المواد المخزنة أن تحد من تدفق الهواء عبر المشعّات. وقد تقيد صمامات الزيت التي تُترك مغلقة جزئيًا بعد الخدمة الدوران. وفي التركيبات التي تستخدم معدات تبريد مساعدة، تحقق من تشغيل المراوح والمضخات وإعدادات التحكم وإمداد الطاقة والتشابكات ونقاط اتصال الإنذار. إن دوران المروحة ليس دليلًا على فعالية مسار التبريد بالكامل؛ فما زال اتجاه الدوران وتدفق الهواء وحالة المشعّات مهمًا.

يتطلب استمرار ارتفاع الحرارة مع تحميل طبيعي ومسارات تبريد واضحة تقييمًا أعمق. وتشمل العوامل المحتملة تدهور الزيت، وضعف انتقال الحرارة، وخسائر غير طبيعية في القلب، ومشكلات الملفات، والتيارات الدائرية، أو مشكلات التلامس في مغير النقرات. يعتمد نطاق الاختبار المناسب على تصميم المحول وسجل حالته ونافذة التوقف المتاحة وقواعد الموقع. وقد تكون جميعها ذات صلة: أخذ عينات الزيت، والاختبار العازل، وتقييم الرطوبة، وتحليل الغازات المذابة حيثما كان جزءًا من برنامج الصيانة، والاختبارات الكهربائية، وفحص معدات تغيير النقرات. ولا ينبغي اعتبار أي اختبار منفرد إجابة شاملة.

حالة الزيت جزء من الإدارة الحرارية

لا يبقى الزيت دون تغيير طوال فترة الخدمة. فالحرارة والأكسجين والرطوبة والتلوث تؤثر تدريجيًا في أدائه العازل والتبريدي. وقد يحدث دخول الماء عبر أختام متدهورة، أو مجففات هواء تالفة، أو أعمال صيانة غير محكومة جيدًا، أو التعرض الطويل للظروف الرطبة. لذلك قد يكون الختم المتسرب مشكلة فقد زيت ومسارًا لدخول الرطوبة إلى النظام في الوقت نفسه.

ينبغي أن يكون أخذ العينات نظيفًا وممثلًا وقابلًا للتتبع. فقد تخلق العينة الرديئة استنتاجات مضللة، لا سيما عند أخذها من صمام أو وعاء غير مناسب. سجل التاريخ ودرجة حرارة الزيت إن توفرت وحالة التشغيل ونقطة أخذ العينة والصيانة الأخيرة وأي أحداث غير طبيعية. وتكون مقارنة النتائج بمرور الوقت عادة أكثر إفادة من التعامل مع قيمة مخبرية واحدة بوصفها حكمًا نهائيًا.

إذا جرى النظر في معالجة الزيت أو استبداله، فيجب مراجعة الحالة الأوسع للمحول. فمعالجة الزيت مع ترك تسرّب نشط أو مصدر للرطوبة أو حالة ارتفاع حرارة دون حل لا يؤدي إلا إلى إعادة ضبط جزء من العرض. وبالمثل، فإن إضافة زيت جديد من نوع غير مناسب أو دون مناولة سليمة قد يثير مخاوف تتعلق بالتوافق والتلوث. اتبع مواصفات الزيت المعتمدة وإجراء الموقع.

نظام عملي للفحص

لا يلزم أن تكون الفحوصات الروتينية معقدة، لكن يجب أن تكون متسقة. أثناء الجولات العادية، ابحث عن بقايا الزيت وتغيرات مؤشر المستوى والضوضاء أو الروائح غير المعتادة وتغير اللون والطلاء المتضرر حول الوصلات والمشعّات المسدودة وعلامات تضرر ترتيبات الاحتواء أو التصريف. تحقق من مؤشرات درجة الحرارة مقارنة بسياق التشغيل، وسجل الاستثناءات بدلًا من الاعتماد على الذاكرة.

على فترات مخططة، وسّع المراجعة لتشمل أدوات التثبيت والأختام المتاحة، ونظافة الجلب وحالتها، وحالة مجفف الهواء حيثما كان مركبًا، وصمامات المشعّات، ووصلات التأريض، ونهايات الكابلات، وعناصر التحكم في التبريد، والإنذارات، وحالة أجهزة الحماية. وينبغي أن يعتمد الفاصل الزمني الدقيق على تعليمات الشركة المصنعة وواجب التشغيل ومستوى التلوث والمناخ والأهمية ومتطلبات الصيانة المحلية. وتبرر البيئات تحت الأرض أو الساحلية أو المغبرة أو عالية الرطوبة عمومًا اهتمامًا أكبر من موقع داخلي نظيف ومتحكم فيه.

تحول السجلات الجيدة الفحص إلى تشخيص. إذ يمكن لسجل بسيط يوضح مستوى الزيت ودرجة حرارة الزيت العلوية والظروف المحيطة والحمل وموقع التسرّب وإجراء الإصلاح ونتيجة المتابعة أن يكشف مشكلة متكررة قبل أشهر من أن تصبح واضحة. وتفيد الصور الملتقطة من الزاوية نفسها في تتبع الرشح حول الشفات والجلب.

تتطلب تركيبات التعدين والمناطق الخطرة انضباطًا أشد

تضيف أنظمة التوزيع في المناجم قيودًا عملية: مساحات محصورة، وغبار، ورطوبة، واهتزاز، ومتطلبات نقل، وأجواء يحتمل أن تكون خطرة. وفي هذه البيئات، قد تجعل قيود الوصول العيب الصغير أصعب في الفحص وأبطأ في الإصلاح. وينبغي اعتبار نقاط دخول الكابلات وصناديق التوصيل وممرات التهوية والقواعد المركبة على منزلق والخلوص حول المشعّات جزءًا من خطة الصيانة، لا تفاصيل ثانوية.

بالنسبة للمشاريع التي تتطلب ترتيبات محولات منجمية مغمورة بالزيت، ينبغي أن تتوافق التهيئة مع تصنيف الموقع والمتطلبات المطبقة. تطور Jinshida Electric وتصنع معدات النقل والتوزيع مع الاهتمام بالتشغيل المستقر وكفاءة الطاقة وضبط الجودة المنهجي. صُمم نطاقالمحولات المقاومة للهب للتعدين لديها لتوزيع الطاقة في المناجم، ويمكنه دعم إمدادات الجهد العالي بجهد 6 kV أو 10 kV، وبسعات معلنة تصل إلى 1250 kVA حسب التهيئة. إن ترتيب التبريد ONAN المذكور، وصناديق توصيل كابلات الجهد العالي والمنخفض، وقدرة تغيير نقرات الجهد العالي بمقدار ±5%، هي تفاصيل ينبغي لفرق الصيانة فهمها قبل التشغيل وأثناء التحقيق في الأعطال.

كما يجب التحقق من الحدود البيئية المنشورة لوحدة محددة مقابل التركيبة الفعلية. فعلى سبيل المثال، يمكن أن يؤثر الارتفاع ودرجة الحرارة المحيطة والرطوبة والتهوية وحمل الغبار في ظروف الخدمة. ولا يلغي الامتثال لمعيار محول أو مواصفة منتج الحاجة إلى تأكيد التركيبة الكاملة، بما في ذلك تنسيق الحماية ووصلات الكابلات والتأريض وإمكانية الوصول والتزامات المناطق الخطرة المحلية.

عندما لا يكون الإصلاح السريع هو الإصلاح الصحيح

قد يكون الإيقاف المتحكم به والإصلاح المخطط أفضل عندما يوجد تسرّب نشط قرب عزل مكهرب، أو تصاعد غير مفسر في درجة الحرارة، أو إنذارات حماية متكررة، أو مخاوف متعلقة بالغاز، أو ضرر ظاهر في الجلبة، أو دليل على أن مستوى الزيت أصبح غير آمن. إن استمرار التشغيل لمجرد أن المحول لا يزال مكهربًا قد يزيد نطاق الإصلاح النهائي. وينبغي اتخاذ القرار باستخدام قواعد السلامة في الموقع ومؤشرات الحماية وأهمية الحمل وإرشادات الشركة المصنعة والحكم الهندسي الكفء.

بعد الإصلاح، تحقق من أكثر من غياب الزيت الظاهر. أكد مستوى الزيت الصحيح عند درجة الحرارة ذات الصلة، وافحص منطقة الإحكام بعد عودة الوحدة إلى الخدمة، وراجع سلوك درجة الحرارة تحت الحمل، وتأكد من استجابة الإنذارات وعناصر التحكم في التبريد كما هو مقصود. لا يكتمل الإصلاح إلا عند التحقق من الحالة الأساسية ودعم سجل المتابعة للتشغيل المستقر.

نادرًا ما تعتمد الصيانة الموثوقة للمحولات على تدخل واحد كبير. فهي تُبنى من ملاحظات دقيقة وممارسات عمل نظيفة وقطع مناسبة والاستعداد للتحقيق في اتجاه غير طبيعي قبل أن يتحول إلى توقف. بالنسبة إلى كل محول عالي الجهد مبرد بالزيت، فإن الخطوة التالية الأكثر فائدة هي مقارنة الظروف الميدانية الفعلية بحدود التصميم المعتمدة للوحدة ووثائق الصيانة الخاصة بها—ثم معالجة السبب، لا العرض الظاهر فقط.