يصل تقرير فحص الزيت متضمنًا اثني عشر رقمًا دون أي قرار نهائي. الرطوبة، الرقم الحمضي، التوتر السطحي، جهد الانهيار، سبعة غازات مذابة، وأحيانًا الفورانات. وفي مكان ما ضمن تلك البيانات، هناك قرار عليك اتخاذه: قبول الوحدة، أو معالجة الزيت، أو رفضه.
معظم الأدلة الخاصة بـ اختبار زيت المحولات اشرح معنى كل معلمة وتوقف عند هذا الحد. يتناول هذا التقرير القرارات الثلاثة التي يفرضها عليك التقرير فعليًّا. هل العينة صالحة أصلاً؟ أي طبقة هي التي تعاني من خلل: طبقة النفط، أم طبقة الورق، أم صدع نشط؟ وماذا يجب أن تفعل حيال ذلك؟ كما نتناول الحالة التي يواجهها الكثير من المشترين، حيث لا يحتوي الجهاز الموجود أمامهم على أي زيت يمكن اختباره على الإطلاق.
إن تقرير النفط هو في الواقع ثلاثة تقارير مجمعة معًا. فهي تجيب على أسئلة مختلفة وتُظهر أوجه قصور بطرق مختلفة، وتعتبر قراءتها على أنها مؤشر صحي واحد الخطأ الأكثر شيوعًا في التفسير في هذا المجال.
| طبقة | الاختبارات المعتادة | تم الرد على السؤال | ما لا يمكنه إخبارك به |
|---|---|---|---|
| حالة الزيت | جهد الانهيار، الرطوبة، الحموضة، التوتر السطحي، دلتا تان، المقاومة النوعية | هل لا تزال المادة العازلة صالحة للاستخدام؟ | لماذا تدهورت حالتها، أو ما إذا كان الصدع نشطًا |
| غازات العيوب | DGA: H2, ، CH4, ، C2H6, ، C2H4, ، C2H2, ، كو، كو2 | هل هناك شيء ما يتعرض لارتفاع درجة الحرارة أو يحدث فيه قوس كهربائي في الداخل؟ | ما هي المدة المتبقية لعمر العازل؟ |
| حالة الورق | الفورانات (2-FAL)، أول أكسيد الكربون/أول أكسيد الكربون2 النسبة | إلى أي مدى تأثر العزل الصلب بفعل الزمن؟ | المناطق التي يتركز فيها شيخوخة السكان |
قد يحتوي المحول على زيت ممتاز وورق متحلل، أو زيت نظيف وقوس كهربائي نشط. وبمجرد فصل الطبقات، تتلاشى الغموض الذي يكتنف معظم التقارير: فأنت تنظر إلى طبقة سليمة وأخرى معطوبة، وليس إلى نتيجة واحدة متناقضة. ينطبق كل هذا على المعدات المغمورة بالزيت، لذا إذا كنت تختار بين أنواع مختلفة من التصميمات، فإن الآثار المترتبة على الصيانة موضحة في المحولات الجافة مقابل المحولات المغمورة بالزيت.
تنجم معظم القرارات الخاطئة في مجال الصيانة عن عينات غير صالحة أكثر مما تنجم عن التفسير الخاطئ. فطريقة تحليل الغازات (DGA) لا ترحم: فوجود بضعة ميكروليترات من الهواء في المحقنة يكفي لتغيير قراءات النيتروجين والأكسجين بدرجة كافية لإخفاء النمط الحقيقي.
هناك مؤشران يدعوان إلى إعادة أخذ العينات قبل اتخاذ أي إجراء: جهاز DGA يُظهر أن مستويات النيتروجين والأكسجين في الغلاف الجوي أعلى بكثير مما ينبغي أن تحتويه وحدة مغلقة، وتباين في جهد الانهيار يزيد عن حوالي خمسة عشر بالمائة بين الاختبارات المتتالية على نفس الحاوية.
| خطأ في أخذ العينات | التأثير على النتائج | كيفية التعرف عليه |
|---|---|---|
| تسرب الهواء إلى المحقنة | N2 و O2 مُضخمة، غازات هيدروكربونية مخففة | O2/N2 نسبة قريبة من الهواء المحيط |
| لم يتم التخلص من الدفعة الأولى | زيت قديم في جسم الصمام، وقراءات منخفضة لمستوى الغاز | نتائج لا تتوافق مع الاتجاه الذي أظهرته العينة السابقة |
| حاوية رطبة | "الرطوبة" و"BDV" كلاهما مخطئان، ودائمًا متشائمان | ترتفع مستويات الرطوبة بينما تظل مستويات الحموضة والفورانات ثابتة |
| تم الاحتفاظ بها لفترة طويلة جدًّا قبل إجراء الاختبار | الغازات الخفيفة تنتقل، والأسيتيلين لا يُبلغ عنه بالشكل الكافي | تاريخ استلام العينة في المختبر بعيد جدًّا عن تاريخ أخذ العينة |
| عينة باردة | نقص في الإبلاغ عن استهلاك الغاز والمياه | درجة حرارة العينات غير مذكورة في التقرير |
يُقاس جهد الانهيار بين قطبين كهربائيين على مسافة ثابتة، مع رفع الجهد تدريجيًّا حتى يحدث انهيار في الزيت، وعادةً ما يتم إجراء الاختبار ست مرات، ثم يتم تسجيل المتوسط. وهناك عاملان يحددان ما إذا كان هذا الرقم له أي دلالة: الشكل الهندسي للقطبين والمسافة بينهما، والمعيار الذي تم استخدامه.
| الطريقة | الأقطاب الكهربائية | الفجوة | نتيجة نموذجية للنفط الجديد | السلوك |
|---|---|---|---|---|
| IEC 60156 | VDE، بغطاء كروي | 2.5 ملم | 30 كيلوفولت على الأقل | متوازن؛ المرجع المعتاد في هذا المجال |
| ASTM D877 | الأقراص المسطحة | 2.54 ملم | 30 كيلوفولت على الأقل | تُظهر قراءات عالية؛ حساسة للغاية تجاه الجسيمات |
| ASTM D1816 | VDE | 1 ملم / 2 ملم | 25 / 45 كيلوفولت على الأقل | حساس للرطوبة؛ يُستخدم في الفئات الأعلى جودة |
لا يمكن مقارنة نتيجة اختبار D877 بنتيجة اختبار D1816 عند 1 مم، وعادةً ما تكون قراءة اختبار D877 أعلى بمقدار 10 إلى 20 كيلوفولت عند استخدام نفس الزيت. إذا اختلف مختبران في النتائج، فراجع عمود «الطريقة» قبل فحص الزيت.
تُعد القوة العازلة أيضًا مؤشرًا متأخرًا وغير محدد. فهي تؤكد أن هناك شيئًا ما قد لوث الزيت دون تحديد ماهيته، ولهذا السبب لا ينبغي أبدًا أن يكون جهد الانهيار وحده هو الدافع وراء تغيير الزيت.
يعتمد تحليل الغازات المذابة على حقيقة أن كل درجة حرارة في الصدع تنتج جزيءًا مميزًا. فالنمط، وليس الأرقام الفردية، هو الذي يوفر التشخيص.
| الغاز | يشير إلى | درجة الحرارة التقريبية | الطابع العاجل |
|---|---|---|---|
| H2 | التفريغ الجزئي، الإكليل الكهربائي | طاقة منخفضة | تتبع الاتجاه؛ تحقق مما إذا كان في صعود |
| CH4 | خلل حراري في الزيت | أقل من 300 درجة مئوية | التحقق من عملية التحميل والتبريد |
| C2H6 | خلل حراري في الزيت | 300 إلى 700 درجة مئوية | التحقق من عملية التحميل والتبريد |
| C2H4 | المعدن الساخن، ارتفاع شديد في درجة الحرارة في منطقة محددة | أكثر من 700 درجة مئوية | اتخذ إجراءً في غضون أيام |
| C2H2 | تكوّن القوس الكهربائي | أكثر من 1000 درجة مئوية | تصرف فوراً |
| CO، CO2 | تأثر السليلوز | تدهور الورق | اقرأ مع الفورانات |
تعد المستويات المطلقة الجزء الأقل إفادةً في التقرير. هناك عاملان يحددان التشخيص: نمط الغاز، الذي يحدد نوع العطل، ومعدل انبعاث الغاز، الذي يوضح ما إذا كان العطل مستقرًا أم متفاقمًا. فالوحدة التي تبلغ فيها مستويات الإيثيلين ضعف المعدل الطبيعي ولكنها ظلت ثابتة لمدة ثلاث سنوات تختلف تمامًا عن تلك التي تضاعفت مستويات الإيثيلين فيها خلال ستة أشهر. أما تحليل الغازات المباشر (DGA) المنفرد الذي يفتقر إلى خط أساس، فهو شبه عديم الفائدة.
تعمل طرق النسب، مثل مخطط النسب الثلاثة وفقًا للمعيار IEC 60599 ومثلث دوفال، على ضغط النمط في منطقة صدع واحدة. وهي طرق مختصرة مفيدة، لكنها تفترض وجود صدع واحد مهيمن. أما الصدوع المتزامنة والسوائل غير المعدنية، مثل الإستر أو السيليكون، فتقع خارج نطاق صلاحية هذه الطرق.
يستحق الأسيتيلين قاعدة منفصلة. أي مركب كربوني2H2 «فوق حد الكشف» يعني درجة حرارة لا يصل إليها أي محول سليم، لذا لا تنتظر ظهور اتجاه معين. الاستثناء الوحيد المبرر هو الوحدة التي يتشارك فيها الزيت بين الخزان ومبدل المراحل تحت الحمل، حيث يؤدي القوس الكهربائي الناتج عن مبدل المراحل إلى تلوث العينة الرئيسية.
عندما يتم تحليل هذه الطبقات مجتمعة، يتحول التقرير إلى قرار. وتغطي هذه المجموعات الأربع معظم ما ستراه فعليًّا.
| BDV | الرطوبة | DGA | السبب الأرجح | الإجراء الأول |
|---|---|---|---|---|
| منخفضة | عادي | عادي | الجسيمات، أو الكربون، أو الحمأة | قم بتصفية الزيت؛ وحدد مصدر الجسيمات |
| منخفضة | عالية | عادي | تسرب المياه | جفف الزيت؛ حدد مكان التسرب وأغلقه |
| عادي | عادي | C العالي2H4, ، CH4 | صدع حراري نشط | قلل الحمل، وتحقق من التبريد؛ فالمشكلة ليست في الزيت |
| عادي | عادي | ارتفاع مستويات أول أكسيد الكربون، أول أكسيد الكربون2, ، الفورانات | تقادم الورق | خطة بديلة؛ العلاج لا يزودنا إلا بمزيد من الوقت |
القاعدة الأساسية هنا بسيطة. لا تتعامل مع الزيت إلا عندما يكون هو المشكلة. في الصفين السفليين، يؤدي الزيت وظيفته بشكل صحيح، لكنه يتعرض للتلف بسبب عامل آخر؛ لذا فإن الترشيح أو الاستبدال سيعيد القيم إلى مستوياتها الطبيعية دون معالجة السبب الحقيقي. إذا أشار النمط إلى وجود ماء، فإن الإجراءات اللازمة لتحديد مسار تسرب الماء ووقفه موضحة في كيفية التعامل مع التسرب في المحولات.
الفورفورالديهيد، الذي يُشار إليه عادةً بالاختصار 2-FAL، هو أحد نواتج تحلل السليلوز. ولا يتواجد في الزيت إلا بسبب تحلل الورق، مما يجعله أقرب مؤشر لحالة العازل الصلب. وهذا أمر مهم لأن الزيت يمكن إعادة تجديده، بينما الورق لا يمكن إعادة تجديده.
تُقاس قيم الفوران ضمن نطاقات بدلاً من مقارنةها بحد واحد، وتتغير هذه النطاقات باختلاف فئة المحول ونوع الورق؛ لذا استخدم المعيار الذي يعتمده مختبرك بدلاً من رقم مأخوذ من مدونة. ما يهم من الناحية التشغيلية هو الاتجاه. فالمستوى المنخفض المستقر في وحدة عمرها عشرين عامًا يبعث على الاطمئنان؛ أما القيمة التي تضاعفت عبر عينتين سنويتين فهي إشارة إلى ضرورة إيقاف التشغيل حتى لو كانت ضمن النطاق.
ارتفاع مستويات الفورانات بالتزامن مع ارتفاع مستويات أول أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون2 وهذا يعني عادةً أن الورق يخضع لعملية «طهي» بدلاً من التقادم الكيميائي، وهو ما يشير بدوره إلى عمليتي التحميل والتبريد. العلامات التي يجب البحث عنها في الموقع هي علامات التحذير من ارتفاع درجة حرارة المحول.
بالنسبة لفريق المشتريات أو الفريق الهندسي، يكتسب تقرير النفط أهمية في ثلاث مراحل محددة، ويختلف أساس المقارنة في كل مرحلة منها.
| لحظة | قارن مع | رد معقول |
|---|---|---|
| اختبار القبول في المصنع، قبل الشحن | بيانات مواصفات الزيوت الجديدة واختبارات الأنواع | التأكد من عدم وجود أي انخفاض هامشي في الجهد الكهربائي أو حموضة قبل شحن الوحدة |
| التشغيل عند الوصول | القيم المصنعية بالإضافة إلى مخاطر النقل | قم بالتجفيف أو الترشيح في الموقع؛ وقم بتوثيق الفرق |
| أثناء الخدمة، سنويًا | العينات السابقة الخاصة بالوحدة | الاتجاه هو الذي يحدد؛ أما الحدود المطلقة فلا تؤدي إلا إلى فتح تحقيق |
هناك ثلاثة بنود يستحق إدراجها في أمر الشراء، لأنها تحول أي خلاف إلى إجراء محدد. حدد طرق الاختبار ونسخة المعيار المعمول بها، لا تكتفِ بذكر الحدود القصوى فقط. اشترط ذكر نقطة أخذ العينة ودرجة حرارة الزيت في الشهادة. واشترط ذكر رقم اعتماد المختبر، حتى يمكن الدفاع عن النتيجة في إطار الضمان.
كما يجب قراءة التقرير في ضوء التصنيف الذي يدعي التقرير أنه يفي به. فلا معنى لرقم جهد الانهيار دون الإشارة إلى فئة الجهد وبيانات اللوحة التعريفية التي تستند إليها، ولهذا السبب يتم قراءة اللوحة التعريفية أولاً، ثم تقرير الزيت ثانيًا. ويتم شرح هذه الحقول في كيفية قراءة اللوحة التعريفية للمحول.
لا تخضع نسبة كبيرة من المحولات ذات الجهد المنخفض التي تُباع لمشاريع صناعية ومشاريع التصدير لاختبار الزيت أبدًا، لأنها لا تحتوي على زيت. وتشمل هذه المحولات الوحدات المختومة والمبردة بالهواء، سواء كانت محولات رفع الجهد أو خفض الجهد، التي تتراوح سعتها بين 100 فولت-أمبير و10 كيلو فولت-أمبير، مثل محول ST-3000VA من 110 فولت إلى 220 فولت, ، ولا تحتوي على صمام تصريف، ولا خزان احتياطي، ولا توجد بها مساحة غازية يمكن أخذ عينات منها.
لا تزال هذه البيانات تخضع للتحقق، ولكن باستخدام مجموعة اختبار مختلفة:
تحذير للمشترين: إذا قدم أحد الموردين تقرير اختبار الزيت لوحدة من النوع الجاف المختومة من هذه الفئة، فعليكم اعتبار ذلك مشكلة في الوثائق وليس ميزة إضافية تتعلق بالجودة. فإما أن الوحدة لا تتطابق مع ما ورد في ورقة البيانات، أو أن التقرير يخص منتجًا آخر. وعندما يتم تحديد استخدام معدات مغمورة بالزيت، فإن مقاومة اللوحة التعريفية تحدد مستوى العطل الذي يجب أن تتغلب عليه الحماية، كما هو موضح في النسبة المئوية لمقاومة المحول.
اقرأ التقرير بترتيب محدد. تأكد من صحة العينة قبل قراءة أي رقم. افصل الطبقات الثلاث حتى تعرف ما إذا كان السبب هو الزيت أم الورق أم وجود عطل. ثم قارن جهد الانهيار مع نمط الرطوبة والغاز لتحديد السبب بدلاً من الأعراض. تعتبر الاتجاهات أكثر أهمية من القيم الحدية، كما أن معدل انبعاث الغازات أكثر أهمية من المستوى المطلق للغاز في كل مرة.
إذا كنت تقوم بتحديد محولات الجهد المنخفض وترغب في معرفة بيانات التحقق التي يجب أن ترافق الوحدة، أو ما إذا كان برنامج فحص الزيت ينطبق على تصميمك أصلاً، فأرسل إلينا تفاصيل اللوحة التعريفية وسيقوم فريقنا الهندسي بإبلاغك بما يجب أن تتضمنه مجموعة اختبارات القبول. ابدأ من مجموعة المحولات.
يُعد معدل DGA السنوي، بالإضافة إلى قياس الرطوبة والجهد الانكساري، المعيار الأساسي المعتاد للوحدات المغمورة بالزيت قيد التشغيل. ويجب الانتقال إلى أخذ العينات كل ستة أشهر بمجرد ظهور مؤشر على وجود عطل، كما يجب أخذ العينات فورًا بعد أي عملية تشغيل لنظام الحماية أو إجراء إصلاح.
بالنسبة للمعدات التي يصل جهدها إلى حوالي 72.5 كيلوفولت، يُحافظ عادةً على الزيت المستخدم في الخدمة عند جهد لا يقل عن 30 كيلوفولت وفقًا للمعيار IEC 60156، بينما يكون جهد الزيت الجديد أعلى من ذلك بكثير. وتستلزم فئات الجهد الأعلى حدودًا أعلى. لا تقارن إلا مع نفس الطريقة.
يشير وجود الأسيتيلين إلى حدوث قوس كهربائي عند درجة حرارة تزيد عن 1000 درجة مئوية تقريبًا. وأي قراءة تتجاوز حد الكشف تستدعي إجراء تحقيق فوري بدلاً من متابعة الاتجاه، ما لم تكن العينة قد أُخذت من حجرة مشتركة لمبدل الصمامات.
فقط إذا كانت مغمورة بالزيت. أما معظم الوحدات المُحكمة الإغلاق التي تتراوح قدرتها بين 100 فولت-أمبير و10 كيلو فولت-أمبير فهي من النوع الجاف ولا تحتوي على نقطة أخذ عينات. لذا، يجب التحقق منها بدلاً من ذلك عن طريق قياس مقاومة العزل، ونسبة اللفات، ومقاومة التيار المستمر، وارتفاع درجة الحرارة.
