في الوقت الحالي، الطريقة الرئيسية للكشف عن عطل التفريغ في المحول هي قياس مستوى التفريغ الجزئي، وتوجد طريقتان: طريقة قياس كمية التفريغ الجزئي بالتيار النبضي (يشار إليها فيما بعد بطريقة التيار النبضي) وطريقة قياس التفريغ الجزئي بالموجات فوق الصوتية (يشار إليها فيما بعد بطريقة الموجات فوق الصوتية). تتطلب طريقة التيار النبضي الكشف عند الجهد المطبق أثناء فصل الطاقة عن الجهاز. على الرغم من إمكانية قياس كمية التفريغ كمياً لتحديد الموضع الكهربائي لنقطة التفريغ، إلا أنه لا يمكن تحديد الموضع المكاني لنقطة التفريغ، ويجب أن يتم الكشف أثناء انقطاع التيار. لذلك، أصبح من الأهمية بمكان تنفيذ الكشف بالموجات فوق الصوتية على التفريغ الجزئي للمحولات بشكل فوري وعبر الإنترنت، والتعاون مع فحوصات العزل الأخرى (مثل تحليل غاز الكروماتوغرافيا للزيت، قياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء البعيدة، إلخ) لتحليل حالة عزل المحولات وتحديد طبيعة عيوب العزل في الوقت المناسب.
1 مبدأ اختبار التفريغ الجزئي بالموجات فوق الصوتية
هناك نوعان من التفريغ الجزئي في الوسيط العازل: التفريغ داخل الفقاعة؛ انهيار الوسيط عند شدة المجال العالية. بعض الوسائط العازلة المصبوبة والمضغوطة عرضة لتكوين فجوات هوائية أو فقاعات. ثابت العزل الكهربائي للهواء أصغر من ذلك الخاص بالوسائط الصلبة، وشدة المجال تتناسب عكسياً مع ثابت العزل الكهربائي. لذلك، تعتبر الفجوات الهوائية أو الفقاعات في الوسيط مصدراً للتفريغ الجزئي؛ عندما يكون المجال الكهربائي المحلي أعلى، سيحدث انهيار عازل عند النقطة الضعيفة في العزل. غالباً ما يحدث هذان النوعان من التفريغ الجزئي في نفس الوقت أو يحفز كل منهما الآخر في معظم الحالات.
عند حدوث تفريغ جزئي عند جهد الاختبار (أو جهد التشغيل) للمحول، يرافقه ظواهر فيزيائية مثل النبضات الكهربائية، الموجات فوق الصوتية، الضوء، الحرارة، والتغيرات الكيميائية. طالما يوجد تفريغ جزئي داخل المحول، فلا بد من حدوث اضطرابات كهربائية عالية التردد وستنتشر إلى جميع الدوائر الكهربائية المتصلة به. يمكن الكشف الكمي عن التفريغ الجزئي للمحول عن طريق استقبال إشارة التفريغ من جهاز اختبار متصل بمحطة الجهاز. في الوقت نفسه، طالما يوجد تفريغ جزئي، أثناء عملية التفريغ، مع حدوث التفريغ، ومع الانبعاث الصوتي المشابه للانفجار، تتولد موجات فوق صوتية، وتنتشر بسرعة في الوسيط المحيط، وعندما يتم تحويل الموجة فوق الصوتية المركبة على الجدار الخارجي لخزان المحول إلى إشارة كهربائية، يمكن قياس مستوى التفريغ الجزئي داخل المحول. هذه هي طريقة قياس التفريغ الجزئي بالموجات فوق الصوتية للمحول.
عند حدوث تفريغ جزئي داخل المحول، تنتشر الموجات فوق الصوتية عبر وسائط مختلفة (الزيت والورق، الفاصل، اللف، الزيت، إلخ) مع إطلاق الطاقة الصوتية. تنتشر إشارة الموجات فوق الصوتية إلى خارج خزان المحول عبر وسيط مثل لوح العزل الورقي أو زيت العزل بسرعة معينة، وتنتشر على شكل موجة كروية. تمر الموجات فوق الصوتية عبر الوسيط العازل وتصل إلى المستشعر الموجود على جدار المحول. هناك طريقتان: الأولى الانتشار المباشر، أي أن الموجة الطولية للموجات فوق الصوتية تمر عبر الوسيط العازل، زيت المحول، إلخ إلى الجدار الداخلي للخزان، ثم تمر عبر الصفيحة الفولاذية لتصل إلى المستشعر؛ الثانية هي انتقال الموجة الطولية إلى الجدار الداخلي للخزان، ثم انتشار الحافة الخلفية للصفيحة الفولاذية إلى المستشعر وفقاً للموجة المستعرضة، وهي موجة مركبة. يظهر مسار انتشار الموجات فوق الصوتية في الشكل 1. المصدر S يولد موجات فوق الصوتية، SA هي موجة طولية، وSBA وSCA هما موجتان مركبتان.
تمتلك الموجات فوق الصوتية قوة اختراق قوية، لكنها تسبب بعض التشويه في شكل الموجة عند اختراقها لوسائط مختلفة. هذا التشويه ناتج بشكل رئيسي عن توهين السعة. يوضح الجدول 1 سرعة انتشار الموجات فوق الصوتية في وسائط مختلفة ومعدل التوهين النسبي مقارنة بزيت المحول.
على الرغم من أن الموجات فوق الصوتية تنتشر في الصفيحة الفولاذية أسرع بكثير مما هي عليه في زيت المحول، إلا أن توهين الموجات فوق الصوتية في الصفيحة الفولاذية كبير، لذا فإن سعة الموجة المباشرة التي تصل إلى المستشعر أكبر بكثير من سعة الموجة المركبة.
شركة كينغران لأجهزة المحولات المحدودة
المزيد من أجهزة اختبار المحولات من كينغران
