عندما يتعلق الأمر بنظام الطاقة، فبينما نفكر في فوائد الإنتاج الهائلة ورفاهية المعيشة التي يجلبها، فإننا أيضًا نولي اهتمامًا كبيرًا لقوته وسلامته، ففي نهاية المطاف، يُعرف باسم "النمر الكهربائي". في الاستخدام اليومي لمحولات الطاقة، يرتبط "العزل" بسلامتها، وهو أيضًا جوهر ضمان التشغيل المستقر للمحولات-على المدى الطويل. سواء كان محول الطاقة 500 كيلو فولت أمبير شائع الاستخدام أو الأكثر إحكامًامحول مملوء بالزيت مغلق بإحكام، فإن أداء العزل الخاص بهم يحدد بشكل مباشر عمر الخدمة والسلامة التشغيلية للمعدات.
I. المفهوم الأساسي للعزل
يشير العزل، وهو مصطلح في الفيزياء، إلى مقياس السلامة المتمثل في استخدام-مواد غير موصلة لعزل أو تغليف الأجسام المشحونة للحماية من الصدمات الكهربائية. يهدف عزل محولات الطاقة إلى منع تسرب التيار وانهياره، مما يضمن السلامة الكهربائية وموثوقية المحولات. وهي تنطوي على العزل بين ملفات المحولات، والنوى الحديدية والمكونات الأخرى والأرض، وبين اللفات ذات الأطوار المختلفة، وبين مستويات الجهد المختلفة. بالنسبة لمحول الطاقة بقدرة 500 كيلو فولت أمبير، يعد التصميم العازل للصوت هو الأساس لتكيفه مع سيناريوهات الطلب المختلفة على الطاقة مثل الصناعة والتجارة. يمكن للمحول المملوء بالزيت المحكم الغلق، مع ميزة الهيكل المختوم، حماية أفضل لمواد العزل الداخلية من التآكل البيئي الخارجي، مما يزيد من تحسين استقرار العزل.
ثانيا. أنواع العزل
ينقسم عزل محولات الطاقة إلى عزل كامل وعزل متدرج. العزل الكامل يعني أن الملف بأكمله معزول بنفس المستوى، وهو مناسب للمحولات الصغيرة والتطبيقات ذات السعة المنخفضة-. إن ما يسمى - بالعزل المتدرج (المعروف أيضًا باسم العزل شبه -) يعني أن العزل الرئيسي لملف المحول بالقرب من منطقة النقطة المحايدة أقل من عزل جانب الإدخال. المحولات المستخدمة في مستويات الجهد 35 كيلو فولت وتحت جميعها تعتمد هيكل عزل كامل. تُستخدم المحولات ذات العزل المتدرج بشكل أساسي في أنظمة التأريض الحالية الكبيرة لشبكات الطاقة بمستويات جهد تبلغ 110 كيلو فولت وما فوق.
بالمقارنة مع العزل الكامل، يمكن للعزل المتدرج أن يقلل من حجم العزل الداخلي، وبالتالي تقليل حجم المحول بأكمله، وخفض التكلفة، ويكون أكثر اقتصادا. ومع ذلك، فإن لها أيضًا عيوبًا معينة، مثل كونها أقل أمانًا من العزل الكامل. سواء كان تكوين العزل التقليدي لمحول الطاقة بقدرة 500 كيلو فولت أمبير أو تصميم العزل الخاص للمحول المملوء بالزيت المحكم الغلق، سيتم اختيار مخطط العزل الكامل أو العزل المتدرج بشكل معقول وفقًا لمستوى الجهد وسيناريو الاستخدام للمعدات، مع تحقيق التوازن بين السلامة والاقتصاد.
ثالثا. هيكل العزل
من الناحية الداخلية والخارجية، يمكن تقسيم عزل المحولات إلى عزل خارجي وعزل داخلي، وهو ما ينطبق على جميع أنواع محولات الطاقة، بما في ذلك محولات الطاقة 500 كيلو فولت أمبير والمحولات المملوءة بالزيت محكمة الغلق.
يشير العزل الداخلي إلى العزل بين المكونات الإلكترونية المختلفة داخل خزان زيت المحولات، بما في ذلك بشكل رئيسي عزل اللفائف وأسلاك الرصاص وعزل مغير الصنبور، وما إلى ذلك. ولا تتأثر أجزاء العزل هذه بشكل أساسي بالظروف الخارجية مثل الغلاف الجوي والتلوث والرطوبة والأجسام الغريبة. وينقسم العزل الداخلي أيضًا إلى عزل رئيسي وعزل طولي. يشير العزل الرئيسي إلى العزل بين اللفات والأرض، وبين المراحل، وبين اللفات من نفس الطور ولكن بمستويات جهد مختلفة. هذا هو الجزء الأكثر أهمية في العزل الداخلي للمحول، والذي يؤثر بشكل مباشر على الموثوقية التشغيلية وتكلفة المنتج للمحول. بالنسبة للمحولات المملوءة بالزيت محكمة الغلق، فإن هيكلها المحكم يمكن أن يحمي العزل الداخلي بشكل فعال من الرطوبة والشوائب. يركز تصميم العزل الداخلي لمحول الطاقة بقدرة 500 كيلو فولت أمبير بشكل أكبر على التكيف مع احتياجات التشغيل ذات السعة المتوسطة والمنخفضة لضمان تلبية قوة العزل للمعايير.
يشير العزل الخارجي إلى البطانات العازلة وعزل الهواء خارج خزان زيت المحولات، بما في ذلك العزل الخارجي لبطانات العزل نفسها وعزل مسافة فجوة الهواء بين البطانات العازلة وبين أنابيب العزل والأرض. يتأثر استقرار العزل الخارجي بشكل كبير بالبيئة، لكنه يتمتع بقدرة معينة على التعافي الطبيعي.
رابعا. طرق ومواد العزل
عادةً ما يستخدم عزل محولات الطاقة العزل المغمور بالزيت- والعزل الجاف والعزل بالغاز وطرق أخرى. يتم استخدام العزل المغمور بالزيت- بشكل أساسي في المحولات المغمورة بالزيت-، والتي يمكن أن تضمن التشغيل العادي للمحولات تحت ظروف الجهد العالي-، كما أنها تتمتع بأداء جيد ضد الرطوبة-والتبريد والتأثير والقوس-في الإطفاء. هذه أيضًا طريقة العزل الأساسية للمحولات المملوءة بالزيت والمغلقة بإحكام. هيكلها المحكم يمكن أن يمنع الزيت العازل من الأكسدة والتدهور، مما يطيل عمر العزل. يُستخدم العزل الجاف والعزل الغازي بشكل أساسي في المحولات من النوع الجاف-. يتميز العزل الجاف بأنه ليس من السهل تعرضه للرطوبة، وليس من السهل اشتعال النار فيه، وسهولة صيانته، ولكنه غير مناسب للبيئات ذات الجهد العالي-. يتمتع عزل الغاز بثبات عازل منخفض وأداء جيد في إطفاء القوس-، ولكن التكلفة مرتفعة وليس من السهل تفريغ الغاز في الوقت المناسب.
ومن حيث المواد العازلة فهناك المواد الصلبة والمواد السائلة. تتمتع المواد الصلبة مثل الورق العازل، والورق العازل المموج، وورق Denison، وورق Nomex، وما إلى ذلك، بثبات حراري جيد ومقاومة للرطوبة، وتستخدم على نطاق واسع في حماية العزل الداخلي للمعدات المختلفة مثل محولات الطاقة بقدرة 500 كيلو فولت أمبير والمحولات المملوءة بالزيت محكمة الغلق. تحتاج المواد السائلة مثل الزيوت العازلة إلى اختبارات منتظمة وصيانة الجودة. خاصة بالنسبة للمحولات المملوءة بالزيت محكمة الغلق، فإن نقاء الزيت العازل يؤثر بشكل مباشر على تأثير العزل، لذلك يلزم إجراء اختبار منتظم لجودة الزيت.
ويمكن أيضًا تقسيم المواد العازلة وفقًا لدرجات مقاومة الحرارة. الدرجات الشائعة هي A وE وB وF وH، ولكل منها الحد المقابل لدرجة حرارة التشغيل المسموح بها. الحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها لعزل الفئة (أ) هو 105 درجة. الحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها لعزل الفئة E هو 120 درجة. الحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها لعزل الفئة ب هو 130 درجة. الحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها لعزل الفئة F هو 155 درجة. الحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها لعزل الفئة H هو 180 درجة. ستختار الأنواع المختلفة من المحولات درجة المواد العازلة المناسبة وفقًا لمتطلبات درجة حرارة التشغيل. على سبيل المثال،محول كهرباء 500 كيلو فولت أمبيرتستخدم في الغالب مواد عزل من الفئة F أو H لتلبية متطلبات مقاومة الحرارة للتشغيل المستقر على المدى الطويل-.
V. أخطاء العزل والتدابير المضادة
1. شيخوخة العزل
يعد تقادم عزل المحولات عملية معقدة وتدريجية، تشير إلى أن مواد العزل الداخلية للمحول تفقد تدريجيًا قوتها الميكانيكية الأصلية وقوة العزل الكهربائي تحت تأثير عوامل مختلفة أثناء التشغيل-على المدى الطويل. الأسباب الرئيسية لتقادم عزل المحولات هي كما يلي: الرطوبة والعزل الحراري غير المناسبين، والتآكل الكيميائي، وتشغيل التحميل الزائد على المدى الطويل -، وأخطاء وصلات المحولات، والتقادم الكهربائي، وتقادم الضغط، وما إلى ذلك.
للتعامل مع تقادم عزل المحولات، يجب إجراء اختبار منتظم لمقاومة العزل، واختبار عامل فقدان العزل الكهربائي، والتنظيف والحفاظ على الجفاف، وفحص تغيير الزيت المنتظم، وصيانة نظام التبريد، وما إلى ذلك. بالنسبة لمحولات الطاقة 500 kva، يمكن لاختبار العزل المنتظم اكتشاف المخاطر الخفية للشيخوخة في الوقت المناسب، وتجنب أخطاء المعدات الناتجة عن فشل العزل. نظرًا لخصائصه المختومة، فإن المحول المملوء بالزيت المحكم الغلق لديه سرعة تقادم بطيئة نسبيًا، ولكن لا يزال من الضروري التحقق بانتظام من جودة زيت العزل وأداء الختم لضمان التشغيل العادي لنظام العزل.
2. عزل الرطوبة
من المحتمل أن تتسبب الرطوبة الموجودة في عزل محولات الطاقة في حدوث طبقات بينية أو تداخل في دوائر قصيرة للمحولات، مما يتسبب في تلف نظام الطاقة. الأسباب الرئيسية لرطوبة العزل في محولات الطاقة هي كما يلي: (1) رطوبة العزل الناتجة عن سوء إغلاق المحولات (2) رطوبة العزل الناتجة عن مشاكل جودة المحولات (3) رطوبة العزل أثناء نقل المحولات (4) رطوبة العزل الناتجة عن تركيب المحولات وصيانتها (5) رطوبة العزل بسبب تلف وتقادم محولات الطاقة على المدى الطويل.
لذلك، في ضوء مشكلة الرطوبة العازلة المحتملة لعزل المحولات، يجب فحص المواد العازلة للمحولات بانتظام واستبدالها في الوقت المناسب إذا تم العثور على الرطوبة. وفي الوقت نفسه، تجنب تلوث الماء والنفط أثناء النقل والصيانة، وانتبه إلى طريقة التشغيل أثناء الاستخدام لتجنب رطوبة العزل الناتجة عن التشغيل غير السليم. من بينها، التصميم المختوم للمحول المملوء بالزيت المحكم الإغلاق يمكن أن يقلل بشكل فعال من خطر الرطوبة. بالنسبة لمحول الطاقة 500 كيلو فولت أمبير، يجب إيلاء اهتمام خاص لحماية العزل أثناء النقل والتركيب لتجنب الرطوبة.
حول جينشانمن TECHNOLOGY CO., LTD
شركة جينشانمن للتكنولوجيا المحدودةهي شركة مصنعة محترفة لمعدات نقل وتوزيع الطاقة، وهي متخصصة في تقديم منتجات محولات عالية الجودة وموثوقة -وحلول ذات صلة للعملاء حول العالم. تنتج الشركة بشكل أساسي -محولات طاقة مغمورة بالزيت، ومحولات طاقة من النوع -جافة، ومحولات طاقة ملفوفة ثلاثية الأبعاد-مغمورة بالزيت، ومحولات طاقة ملفوفة جافة من النوع -من النوع الثالث-الأبعاد، ومحولات طاقة ملفوفة من النوع-مقاومة للانفجار الجاف-من النوع، ومحطات فرعية متنقلة مقاومة للانفجار التعديني-محولات طاقة من السبائك غير المتبلورة، على-محولات الطاقة التي تنظم سعة الحمولة، ومحولات النوع الجاف-القاطرة، بالإضافة إلى المحطات الفرعية الجاهزة، والمحطات الفرعية المعيارية، والمحطات الفرعية من نوع صندوق طاقة الرياح-، ومجموعات المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض وغيرها من معدات النقل والتوزيع. لدينا خبرة غنية في الإنتاج والبحث والتطوير لمحولات الطاقة بقدرة 500 كيلو فولت أمبير والمحولات المملوءة بالزيت محكمة الغلق، مع التركيز على تحسين أداء العزل لضمان التشغيل الآمن والمستقر للمعدات في سيناريوهات التطبيقات المختلفة.