يستند اختبار "النوع" للمحولات إلى المعايير التي وضعتها اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) بموجب IEC 60076. تُعد سلسلة IEC 60076 المعيار الدولي الرئيسي للمحولات، حيث تغطي متطلبات التصميم والتصنيع والاختبار للمحولات. يُجرى اختبار النوع عادةً قبل خروج المحول من المصنع للتحقق من أن تصميمه وتصنيعه يتوافقان مع متطلبات المعايير والمواصفات الفنية، مما يضمن الأداء والسلامة.
تشمل اختبارات "النوع" عمومًا الجوانب التالية:
يُتحقق اختبار الحمل المقنن من قدرة المحول على العمل في ظل الظروف المقننة، بما في ذلك التيار المقنن ومعامل القدرة. تتضمن العملية تشغيل المحول تحت الحمل المقنن لفترة زمنية (عادةً ساعة إلى ساعتين). أثناء الاختبار، تتم مراقبة معلمات مثل درجة الحرارة والتيار والجهد والخسائر في الوقت الفعلي.
على سبيل المثال، لنفترض محولًا بقدرة مقننة تبلغ 1000 كيلو فولت أمبير، وجهد مقنن 10 كيلو فولت/0.4 كيلو فولت، وتردد مقنن 50 هرتز، مع حمل مقنن مصمم بقدرة 1000 كيلو فولت أمبير.
مثال على إجراء الاختبار:
اختيار الحمل: يتم اختيار حمل بقدرة 1000 كيلو فولت أمبير باستخدام بنك حمل محاكي أو معدات حمل. يتم توصيل المحول بالحمل، مع ضمان أن جهد الدخل هو 10 كيلو فولت وجهد الخرج هو 0.4 كيلو فولت. يُشغل المحول لمدة ساعة إلى ساعتين مع تسجيل درجات الحرارة في أجزاء مختلفة من المحول (مثل درجة حرارة الزيت، ودرجة حرارة الملفات، إلخ).
الخسائر والكفاءة: يتم قياس خسائر النحاس في المحول (الخسائر الناجمة عن التيار) وخسائر القلب (الخسائر الناجمة عن المجالات المغناطيسية المتغيرة). لنفترض أن كفاءة المحول المحسوبة تبلغ 98%، مما يستوفي متطلبات المعيار.
يتضمن اختبار ارتفاع درجة الحرارة تشغيل المحول تحت الحمل المقنن لفترة زمنية محددة وقياس ارتفاع درجة الحرارة في أجزاء مختلفة من المحول لضمان أنه لن يسخن بشكل مفرط أثناء التشغيل طويل الأمد. يُعد ارتفاع درجة الحرارة عادةً معلمة الاختبار الأكثر أهمية. قد يشير الارتفاع المفرط في درجة الحرارة إلى عيوب في التصميم أو حمل زائد، مما قد يؤثر على موثوقية المحول على المدى الطويل.
على سبيل المثال، بعد تشغيل المحول تحت الحمل المقنن لمدة ساعة، تزداد درجة حرارة الزيت بمقدار 40 درجة مئوية، وترتفع درجة حرارة الملفات بمقدار 50 درجة مئوية. إذا كانت هذه الارتفاعات في درجة الحرارة أقل من الحدود القياسية (يجب ألا يتجاوز ارتفاع درجة حرارة ملفات المحول 65 درجة مئوية، ويجب ألا يتجاوز ارتفاع درجة حرارة الزيت 55 درجة مئوية)، فإنه يُعتبر أن اختبار ارتفاع درجة الحرارة قد تم اجتيازه.
يُستخدم اختبار مقاومة العزل لقياس مقاومة نظام عزل المحول (مثل العزل بين الملفات والأرض، وبين الملفات نفسها) لضمان قدرة العزل على عزل التيارات الكهربائية بشكل فعال ومنع التسرب أو الأعطال الكهربائية.
أثناء الاختبار، يتم تطبيق جهد تيار مستمر على الأجزاء الكهربائية المختلفة للمحول (اعتمادًا على الجهد المقنن للمحول، عادةً 500 فولت، أو 1000 فولت، أو 2500 فولت)، ويتم قياس التيار المار عبر مادة العزل. ثم يتم حساب مقاومة العزل. كلما ارتفعت مقاومة العزل، كلما تحسنت أداء العزل، وانخفض تيار التسرب.
تُعبر عن مقاومة العزل عادةً بوحدة الميجا أوم (MΩ). إذا كانت قيمة مقاومة العزل منخفضة جدًا (عادةً أقل من 1 ميجا أوم أو 0.5 ميجا أوم)، فإن هذا يشير إلى ضعف أداء العزل. وفقًا لمعيار IEC 60076، بالنسبة للمحولات ذات الجهد المقنن 10 كيلو فولت أو أقل، يجب أن تكون مقاومة العزل أكبر من 1 ميجا أوم؛ وبالنسبة للمحولات ذات الجهد المقنن فوق 10 كيلو فولت، يجب أن تكون مقاومة العزل أكبر من 5 ميجا أوم.
يُستخدم اختبار التفريغ الجزئي للكشف عمّا إذا كانت ظواهر التفريغ الجزئي تحدث في المحول تحت الجهد العالي، وذلك لمنع تلف العزل المحتمل أثناء التشغيل طويل الأمد. عادةً ما يحدث التفريغ الجزئي في أجزاء من المحول مثل اللفات عالية الجهد، والأطراف، والوصلات، ومواد العزل.
يُجرى اختبار التفريغ الجزئي عادةً في مختبر عالي الجهد قياسي حيث تُحاكي البيئة ظروف التشغيل الفعلية للمحول، بما في ذلك درجة الحرارة والرطوبة. يتم توصيل جهاز كشف التفريغ الجزئي باللفات عالية الجهد وبالملامسات الكهربائية ذات الصلة للمحول (دور المسبار هو اكتشاف ما إذا كان التفريغ الجزئي يحدث على المعدات الكهربائية). ثم يُعرّض المحول لجهد التشغيل القياسي، عادةً عند الجهد المقنن أو أعلى من الجهد المقنن (مثل 1.5 مرة أو مرتين من الجهد المقنن) لمراقبة أداء نظام العزل تحت ظروف المجال الكهربائي العالي.
يراقب جهاز كشف التفريغ الجزئي إشارات التفريغ من أجزاء مثل اللفات، والوصلات، ومواد العزل. يحتاج طاقم الاختبار إلى مراقبة النتائج المعروضة على الكاشف بعناية وتسجيل معلمات مثل الشكل الموجي، والتردد، وسعة إشارات التفريغ الجزئي. إذا كانت سعة إشارة التفريغ كبيرة أو مدتها طويلة، فهذا يشير إلى عيب كبير في مادة العزل، مما قد يتطلب الإصلاح أو الاستبدال. على العكس من ذلك، إذا كانت إشارة التفريغ ضعيفة ومستقرة، فهذا يشير إلى أن نظام عزل المحول يعمل بشكل جيد ومناسب للاستمرار في الاستخدام. وفقًا للمعيار IEC 60076 أو معايير الصناعة الأخرى، يجب أن يكون مستوى التفريغ الجزئي للمحول تحت جهد الاختبار أقل من الحد المحدد. عادةً، يجب أن يكون مستوى التفريغ الجزئي المسموح به أقل من 10 بيكوكولوم (pC)، ويجب ألا تكون هناك ظاهرة تفريغ مستمر.
يُجرى اختبار الدائرة القصيرة عن طريق إحداث قصر دائري صناعي إما على الجانب منخفض الجهد أو الجانب عالي الجهد للمحول (عادةً الجانب منخفض الجهد) لمحاكاة ظروف الدائرة القصيرة. يتم تطبيق تيار مقنن أو جهد لقياس معاوقة الدائرة القصيرة، والخسائر، وخصائص ارتفاع درجة الحرارة للمحول. يوفر هذا الاختبار بيانات عن معاوقة الدائرة القصيرة للمحول، وخسائر الحمل، ومعلمات الأداء الأخرى لضمان أن المحول لا يتعرض لإجهاد كهربائي مفرط أو ارتفاع في درجة الحرارة أثناء التشغيل.
على سبيل المثال، فكر في محول مغمور بالزيت بجهد مقنن 110/10 كيلو فولت. عملية إجراء اختبار الدائرة القصيرة هي كما يلي:
يُجرى اختبار الحمل الخالي مع ترك الجانب منخفض الجهد للمحول مفتوحًا (أي بدون حمل متصل) وتطبيق الجهد المقنن على الجانب عالي الجهد. أثناء هذا الاختبار، يتم قياس معلمات مثل التيار، وفقدان الطاقة، والتدفق المغناطيسي لتقييم فقدان الحمل الخالي للمحول، وتيار الحمل الخالي، وخصائص التدفق المغناطيسي. يُستخدم اختبار الحمل الخالي بشكل أساسي للتحقق من أداء المحول تحت ظروف الحمل الخالي، بما في ذلك خصائص التدفق المغناطيسي للقلب وفقدان القلب، وتحديد تيار الحمل الخالي، وفقدان الحمل الخالي، وفقدان القلب.
على سبيل المثال، فكر في محول مغمور بالزيت بجهد مقنن 110/10 كيلو فولت. عملية إجراء اختبار الحمل الخالي هي كما يلي:
يتضمن اختبار الحمل توصيل الجانب منخفض الجهد للمحول بحمل محدد وتطبيق الجهد المقنن على الجانب عالي الجهد للمحول لتشغيله في ظروف الحمل. الغرض من الاختبار هو قياس وتقييم معايير مثل ارتفاع درجة الحرارة والخسائر والكفاءة وتيار الحمل في ظروف الحمل، مما يضمن سلامة وأداء وكفاءة الطاقة للمحول عند التشغيل تحت الحمل.
على سبيل المثال، ضع في اعتبارك محولًا مغمورًا بالزيت بسعة مقننة تبلغ 500 كيلو فولت أمبير. إجراء اختبار الحمل هو كما يلي:
اختبار الجهد العالي، المعروف أيضًا باسم اختبار هاي-بوت، يتضمن تطبيق جهد عالي (عادة 1.5 إلى 2 مرة من الجهد المقنن للمحول) لتقييم قوة عزل نظام عزل المحول. يضمن هذا الاختبار أن المحول يمكنه العمل بأمان تحت كل من جهد العمل الطبيعي والجهود العالية غير الطبيعية (مثل جهد الصواعق الزائد أو تيارات التبديل).
على سبيل المثال، ضع في اعتبارك محولًا مغمورًا بالزيت بسعة مقننة تبلغ 500 كيلو فولت أمبير. إجراء إجراء اختبار الجهد العالي هو كما يلي:
اختيار جهد الاختبار: يتم ضبط جهد الاختبار على 1.5 مرة من الجهد المقنن، أي 750 فولت (إذا كان الجهد المقنن للمحول هو 500 فولت).
تطبيق الجهد: يتم زيادة الجهد تدريجيًا من الصفر إلى 750 فولت والاحتفاظ به لمدة دقيقة واحدة مع مراقبة أي تسرب للتيار. يتم تسجيل تيار التسرب خلال الاختبار. خلال هذه العملية، من الضروري التأكد من عدم وجود تسرب للتيار أو تفريغ كهربائي على جانبي المحول عالي ومنخفض الجهد.
قياس مقاومة العزل: يتم قياس مقاومة العزل للتأكد من أنها تتجاوز القيمة المحددة (على سبيل المثال، أكبر من 10 ميجا أوم)، مما يضمن أن المحول يمكنه العمل بأمان في ظروف الجهد العالي.
التفتيش البصري: يتم فحص المحول بصريًا للتأكد من عدم وجود ارتفاع في درجة الحرارة، أو تفريغ جزئي، أو أصوات غير طبيعية. بعد الاختبار، يتم تقليل الجهد تدريجيًا إلى الصفر، وتسجيل بيانات الاختبار.
إذا لم تحدث أي أعطال أو ظواهر غير طبيعية أثناء الاختبار، فإن المحول يجتاز اختبار الجهد العالي.
ما هي بنود اختبار القبول لتركيب المحولات وتشغيلها وإصلاحها؟
ما هي الاختبارات التي يجب إجراؤها (FAT) قبل خروج المحول من المصنع؟
ما الفرق بين "اختبار النوع" للمحولات و"اختبار القبول بالمصنع" (FAT)؟
ما هو "اختبار النوع" للمحولات (مع تحليل مثال)؟
شركة كينغرون لأجهزة المحولات المحدودة
المزيد من أجهزة اختبار المحولات من كينغرون
