لماذا يعتبر الاختبار الكروماتوغرافي ضرورياً لزيت المحولات؟

تشمل أعطال المحولات الداخلية بشكل رئيسي ارتفاع الحرارة الموضعي والتفريغ الجزئي. تتسبب هذه الأعطال في أكسدة وتحلل الزيت العازل المحيط والمواد العازلة الصلبة، مما ينتج عنه غازات. تذوب معظم هذه الغازات في الزيت العازل أو تعلق في فجوات الهواء داخل المواد العازلة. تقوم طريقة التحليل الكروماتوغرافي للزيت بتحليل مكونات وتركيزات الغازات الذائبة في عينات الزيت التشغيلي. من خلال تقييم مكونات الغازات وتركيزاتها، يمكن تحديد أعطال المحولات المحتملة وطبيعتها. هذا يتيح اتخاذ إجراءات فعالة للقضاء على المخاطر المحتملة في مرحلة مبكرة، مما يمنع وقوع حوادث كبيرة.

تشير الخبرة التشغيلية والبيانات ذات الصلة إلى أن تحليل كروماتوغرافيا الغاز لزيت المحولات يتضمن تحليل نوعين من الأعطال الداخلية المحتملة في المحولات أثناء التشغيل: ارتفاع الحرارة الموضعي والتفريغ الجزئي. يحدد هذا التحليل طبيعة وشدة الأعطال المحتملة. وفقًا للدليل التوجيهي لتحليل وتقييم الغازات الذائبة في زيت المحولات، فإن تحليل كروماتوغرافيا الغاز للزيت العازل إلزامي قبل تشغيل محولات الطاقة عالية الجهد والطاقة العالية، ومحولات القياس عالية الجهد.

لذلك، بالنسبة للمحطات الفرعية المُنشأة حديثًا أو الموسعة، يتم إجراء تحليل كروماتوغرافيا الغاز للزيت قبل تشغيل المعدات. بالإضافة إلى ذلك، أثناء التشغيل، يُعد التحليل الكروماتوغرافي الدوري للغازات في الزيت العازل للمحولات ومحولات القياس أمرًا ضروريًا لتحديد المشكلات ومعالجتها في الوقت المناسب.

أخذ عينات الزيت

عند إجراء التحليل الكروماتوغرافي للغازات الذائبة في زيت المحولات، فإن الخطوة الأساسية هي الحصول على عينة الزيت. يجب أن تكون العينة ممثلة، ويجب أن تمنع طريقة أخذ العينات هروب الغازات الذائبة. يجب أن يستوفي أخذ العينات المثالي الشروط التالية:

1. يجب أن تكون المحقنة الزجاجية المستخدمة محكمة الإغلاق جيدًا.
2. يجب عزل الهواء تمامًا أثناء أخذ العينات، ولا يجب أن يهرب أي غاز أو يدخل الهواء بعد أخذ العينة.
3. يجب أن تكون المادة مستقرة كيميائيًا، ومقاومة للتلف، ومناسبة للتخزين والنقل.
4. يُستخدم عادةً محقنة زجاجية بالكامل سعة 100 مل لأخذ العينات.
5. يجب تنظيف المحقنة وتجفيفها قبل الاستخدام، ويجب أن يتحرك مكبسها بحرية دون أن يلتصق.
6. يجب أخذ العينات من صمام أخذ العينات الموجود في قاع المعدة.
7. يجب تصريف الزيت المتبقي في صمام أخذ العينات قدر الإمكان، وتنظيف الشوائب المحيطة.
8. يجب أن يكون الاتصال الخاص بأخذ العينات آمناً، دون أي تسرب للزيت أو الغاز في النظام.
9. يجب طرد الهواء الموجود داخل حاوية أخذ العينات ونظام الاتصال قبل أخذ العينة.
10. أثناء أخذ العينات، يجب أن يتدفق الزيت بسلاسة إلى الحاوية دون تناثر أو فقاعات أو رغوة.
11. بعد أخذ العينة، أغلق صمام تصريف الزيت، أزل المحقنة، أغلق فتحتها، ضع عليها بطاقة تعريف، وأجرِ التحليل الكروماتوغرافي في أسرع وقت ممكن.

تحليل وتشخيص الغازات في الزيت

تتمثل المهمة الأساسية في تشخيص أعطال المحولات باستخدام كروماتوغرافيا الغاز في تحديد طبيعة العطل: سواء كان متعلقًا بارتفاع الحرارة أو التفريغ، وما إذا كان العطل يقع على معدن عارٍ أو يتضمن عزلًا صلبًا. استنادًا إلى المبادئ الكيميائية لتوليد الغازات من الانحلال الحراري للزيت العازل والورق، يتضح أن كثافة الطاقة الموضعية (أو درجة الحرارة) لمصدر العطل ترتبط ارتباطًا وثيقًا بدرجة عدم تشبع غازات الهيدروكربون الناتجة. وبالتالي، يمكن لخصائص تركيب الغازات الناتجة عن العطل تحديد طبيعة العطل.

تعد طريقة تحليل خصائص الغازات نهجًا بسيطًا نسبيًا ومفيدًا في تحديد الطبيعة العامة للعطل. أثناء التشغيل الطبيعي للمحول، تتعرض المواد العازلة من الزيت والمواد الصلبة للأكسدة والتحلل التدريجي تحت تأثير المجالات الكهرومغناطيسية ودرجة الحرارة، منتجة كميات ضئيلة من الهيدروجين (H₂)، وهيدروكربونات ذات وزن جزيئي منخفض، وأكاسيد الكربون. يحدد تحليل كروماتوغرافيا الغاز نوع العطل بناءً على تركيز هذه الغازات في الزيت العازل. يمكن تصنيف أعطال المحولات الداخلية بشكل عام إلى نوعين: أعطال ارتفاع الحرارة وأعطال التفريغ.

شركة كينغران لأجهزة المحولات المحدودة