دليل فحص زيت المحولات الكهربائية | الاختبارات والأهمية

أصبح فحص زيت المحولات الكهربائية خطوة لا غنى عنها للكشف المبكر عن أي تدهور في خصائص الزيت أو وجود مشكلة داخلية، قبل أن تؤثر على أداء المحول والشبكة الكهربائية، حيث يعتبر الزيت عنصرًا أساسيًا في تشغيل المحولات بكفاءة وأمان، فهو لا يقتصر دوره على العزل الكهربائي فحسب، بل يساهم أيضًا في التبريد وحماية مكوناته الداخلية من تأثيرات الحرارة أو الرطوبة، ولهذا اكتشف مواصفات زيت المحولات الكهربائية، وكيف يمكنك فحصه وتغييره بأمان.

ما هو زيت المحولات الكهربائية؟

يعتبر زيت المحولات الكهربائية أحد المكونات الأساسية التي يعتمد عليها تشغيل المحولات بكفاءة وأمان، حيث يلعب دورًا محوريًا في الحفاظ على أداء المحولات واستقرارها على المدى الطويل، ويستخدم هذا الزيت داخل المحولات الكهربائية لتحقيق وظيفتين رئيسيتين، هما العزل الكهربائي والتبريد الحراري.

أولًا: العزل الكهربائي

يساعد زيت محولات الكهرباء على عزل الأجزاء الداخلية للمحول، خاصةً الملفات والقلب الحديدي، مما يمنع حدوث التفريغ الكهربائي أو قصر داخلي، لهذا تكمن أهمية فحص زيت المحولات الكهربائية في التأكد من احتفاظ الزيت بقوته العازلة وعدم تدهورها نتيجة الرطوبة أو الشوائب.

ثانيًا: التبريد الحراري

يمتص زيت تبريد المحولات الكهربائية الحرارة الناتجة عن التشغيل المستمر، ثم ينقلها لأنظمة التبريد أو جدران الخزان، مما يحافظ على درجة حرارة التشغيل في الحدود الآمنة، وبالتالي يساعد فحص الزيت في اكتشاف أي تدهور في خصائص التبريد قبل أن يؤثر على كفاءة المحول.

ما هي فوائد زيت محولات الكهرباء؟

بناءً على طبيعة هذا الزيت، يمكن تلخيص فوائد زيت المحولات في عدة نقاط أساسية تضمن بقاء الشبكة الكهربائية تعمل دون انقطاع، وهي:

• إطالة عمر المحول: حيث يحمي الزيت العوازل الورقية والملفات النحاسية من الحرارة، مما يزيد عمر المحول ليصل إلي عشرات السنوات.
• منع الحرائق والانفجارات: يعمل الزيت على إخماد أي شرارة كهربائية قبل أن تسبب انفجار أو اشتعال المحول، مما يضمن بيئة عمل آمنة.
• تبريد المحول: يعمل زيت تبريد المحولات الكهربائية كمبرد طبيعي أو عبر مضخة، ليحافظ على كفاءة المحول حتى في الأجواء الحارة.
• أداة تشخيص: يسمح تحليل الزيت بتحديد المشكلة الداخلية مثل الغازات أو الرطوبة دون فتح المحول، مما يوفر فرصة للإصلاح المبكر.
• دعم استمرار الشبكات: من فوائد زيت المحولات أنه يساعد على تشغيل المحول بأمان، مما يضمن استمرار إمدادات الكهرباء وتقليل التوقف.

إقرأ المزيد : أهم طرق صيانة المحولات الكهربائية لرفع الكفاءة التشغيلية

كيفية فحص زيت المحولات الكهربائية؟

عملية اختبار زيت المحولات ليست مجرد إجراء روتيني، بل هي تعد تحليل شامل للمحول للكشف عن حالته، وتنقسم الفحوصات إلى المراحل التالية:

المرحلة الأولى: الفحص الظاهري

هو أول خطوة وأبسطها، ويتم في موقع المحول:

• مستوى الزيت: التأكد من وجوده بين علامتي الحد الأدنى والحد الأقصى في المؤشر الزجاجي.
• اللون والشفافية: الزيت الجديد يكون صافيًا، ويميل للون الأصفر الباهت، فإذا أصبح داكنًا أو عكرًا، فهذا يدل على وجود رواسب كربونية أو أكسدة.
• الرائحة: وجود رائحة نفاذة أو رائحة احتراق يشير لحدوث تقوس كهربائي، أو احتراق داخلي.

المرحلة الثانية: أخذ عينة زيت المحول بشكل صحيح

• تبدأ بسحب عينة من الزيت باستخدام أدوات مخصصة نظيفة، ويتم أخذ العينة من صمام التصريف السفلي للمحول، ويفضل استخدام وعاء زجاجي نظيف وجاف لمنع التلوث.
• مع مراعاة عدم تعرض العينة للهواء أو الرطوبة، حتى لا تتأثر نتائج الفحص النهائية.

المرحلة الثالثة: الفحوصات المعملية والفنية

يتم فحص زيت المحولات الكهربائية معمليًا وفنيًا للتأكد من استقرار الخصائص الأساسية للزيت، والتي تحمي المحول، وإليك أهم الفحوصات:

• فحص جهد الانهيار: يقيس مدى قدرة الزيت على تحمل جهد عالي كعازل كهربائي، ويكشف أي ضعف في العزل قبل حدوث أعطال.
• فحص محتوى الرطوبة: يحدد نسبة الماء في الزيت؛ لأن الرطوبة تقلل من قوة العزل وتحدث الصدأ.
• قياس الحموضة: يقيس زيادة حموضة الزيت الناتجة عن الأكسدة، والتي قد تؤدي لتآكل الملفات والعوازل.
• تحليل الغازات الذائبة: يكشف الأعطال الداخلية مثل الشرارات أو البقع الساخنة، من خلال الغازات المذابة في الزيت.
• اختبار عامل التبدد: يكشف عن التلوث الدقيق والزيوت المتدهورة قبل انخفاض جهد الانهيار، فهو بمثابة جهاز إنذار مبكر.
• اختبار اللزوجة: يقيس مقاومة الزيت للتدفق، ويكشف إذا أصبح الزيت ثقيلًا مما قد يعيق التبريد الداخلي في المحول.

المرحلة الرابعة: تقييم نتائج الفحص واتخاذ الإجراءات اللازمة

• بعد الانتهاء من اختبار زيت المحولات، يتم تحليل النتائج لتحديد ما إذا كان الزيت صالحًا للاستمرار في الخدمة أو يحتاج إلى معالجة أو استبدال. 
• إذا كان يحتاج الزيت الترشيح أو التنقية، فإنه يجب أن يتم ذلك باستخدام وحدات ترشيح متنقلة.
• يساعد الالتزام ببرامج فحص زيت المحولات الكهربائية المنتظمة في تقليل الأعطال المفاجئة، وإطالة العمر التشغيلي للمحول.

إقرأ المزيد : أبرز مكونات المحول الجاف وأهميتها في نقل الطاقة الكهربائية

أبرز أسباب تدهور حالة زيت المحولات:

تدهور زيت المحولات هو عملية كيميائية وفيزيائية معقدة تحدث بمرور الوقت، وهناك عدة أعداء رئيسية تتسبب في فقدان الزيت لخصائصه، وهي:

1. الأكسدة Oxidation:

• السبب الرئيسي والأكثر شيوعًا لتدهور الزيت، وتحدث نتيجة تفاعل الزيت مع الأكسجين الجوي.
• إذا يتفاعل الأكسجين مع الهيدروكربونات بالزيت، لتكوين أحماض عضوية ورواسب غروية تعرف بالوحول Sludge.
• ترتفع سرعة الأكسدة بشكل كبير مع ارتفاع درجة حرارة المحول، أو وجود معادن مثل النحاس تعمل كعامل مساعد لتسريع هذا التفاعل.

2. الرطوبة Moisture:

• يعد الماء هو العدو الأكبر لزيت المحولات، ويمكن أن يدخل للمحول من الجو المحيط أو نتيجة تقادم العوازل الورقية.
• وجود نسبة ضئيلة جدًا من الماء، حتى لو أجزاء من المليون، قد يؤدي إلى انخفاض حاد في جهد الانهيار، مما يجعل الزيت موصلًا للكهرباء، بدلًا من عزلها بأمان.
• تحدث الرطوبة بسبب تسرب من السدادات التالفة، أو رطوبة الهواء تدخل عبر المتنفس إذا كانت مادة السيليكا جل تالفة.

3. الحرارة العالية Heat:

• تعمل الحرارة الناتجة عن الأحمال الزائدة على تكسير الجزيئات الكيميائية للزيت.
• الحرارة المستمرة تؤدي إلى التحلل الحراري، مما ينتج عنه غازات ذائبة في الزيت، وبالتالي تقلل من لزوجته وقدرته على التبريد.

4. التلوث الميكانيكي والكيميائي:

• هي جزيئات صلبة غريبة تدخل إلى الزيت أو تتكون بداخله، هذه الملوثات يمكن أن تكون غبارًا، جزيئات معدنية، أو نواتج أكسدة.
• تنتج عن ذرات الكربون الناتجة عن الشرر الكهربائي، أو ألياف الورق العازل المتهالك، أو الغبار الذي قد يدخل أثناء عمليات الصيانة غير النظيفة.
• هذه الجسيمات تكون جسرًا في الزيت، مما يسهل من مرور التيار الكهربائي وحدوث قصر داخلي.

5. الاستخدام الطويل بدون صيانة:

• التشغيل المستمر للمحول لفترة طويلة دون فحص دوري للزيت، يؤدي إلى تدهور خصائص العزل والتبريد.
• هذه الحالة تزيد من احتمالية حدوث أعطال مفاجئة، لذلك يجب أن تلتزم بفحص دوري لطول عمر المحول وتقليل التوقفات غير المخطط لها.

ما هي أهم اختبارات زيت المحولات؟

إليك أهم الاختبارات التي يجب إجراؤها بشكل دوري للتأكد من سلامة المحول، إذ أن هذه الاختبارات تعد المعيار الذهبي في قطاع الصيانة الكهربائية، وهي

1. فحص جهد الانهيار Dielectric Strength Test: 

• يعد أهم الاختبارات على الإطلاق عند فحص زيت المحولات الكهربائية. 
• يتم وضع عينة الزيت في جهاز يحتوي على قطبين كهربائيين، ويرفع الجهد تدريجيًا حتى تحدث شرارة كهربائية داخل الزيت، والقيمة التي ينهار عندها الزيت تحدد مدى جودته كعازل كهربائي.
• تكشف هذه الطريقة عن مدى قدرة الزيت على تحمل الجهد العالي ومنع التفريغ الكهربائي، وهو أمر حيوي لضمان عدم حدوث القصر الداخلي في المحول أو تلف المكونات الحساسة.

2. فحص محتوى الرطوبة Moisture Content: 

• تعد الرطوبة العدو الأول للمحول الكهربائي، إذ تقلل من قوة العزل وتسبب صدأ الأجزاء الداخلية مع مرور الوقت. 
• في هذا الاختبار يتم قياس نسبة الماء في الزيت، بواسطة مقياس الجزء في المليون PPM.
• يساعد هذا الفحص في الكشف المبكر عن أي تسرب للرطوبة أو امتصاص الزيت للرطوبة من البيئة، وهو خطوة رئيسية لضمان استمرار أداء المحول بكفاءة عالية.

3. قياس الحموضة Acidity/Neutralization Number: 

• مع مرور الزمن وتعرض الزيت للأكسجين تزداد درجة حموضته، مما يؤدي إلى تآكل الملفات النحاسية وتلف العوازل الورقية داخل المحول.
• يهدف هذا الاختبار إلى قياس درجة حموضة الزيت، وتحديد مدى التدهور نتيجة الأكسدة أو التلوث الكيميائي. 
• يعد هذا الاختبار جزءًا أساسيًا من فحص زيت المحولات الوقائي، للحفاظ على سلامة المحول.

4. فحص تحليل الغازات الذائبة DGA – Dissolved Gas Analysis:

• هذا أكثر اختبارات فحص زيت المحولات الكهربائية تطورًا، إذ يتم تحليل الغازات الموجودة داخل الزيت بجهاز Gas Chromatography.
• كل نوع من أعطال المحول ينتج غازًا معينًا، لهذا وجود غاز الأسيتيلين مثلًا يعني وجود شرارة كهربائية قوية، بينما وجود الميثان فقد يعني وجود بقعة ساخنة.
• الأسيتيلين هو أخطر الغازات، لهذا وجوده يشير تحديدًا إلى تفريغ كهربائي عالي الطاقة، أو شرارة تتجاوز حرارتها 700 درجة مئوية، لذلك فوجود هذا الغاز يتطلب إخراج المحول من الخدمة فورًا للفحص.

5. اختبار عامل التبدد Power Factor:

• هو الاختبار الأكثر حساسية للكشف عن وجود ملوثات دقيقة، والذي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة.
• يقيس مقدار الفقد في الطاقة الكهربائية التي يمتصها الزيت، ثم يحولها إلى حرارة، وفي الحالة المثالية يكون الزيت عازلًا تمامًا ولا يمتص أي طاقة.
• هذا الاختبار يقيس الفقد العزلي، لذلك ارتفاع قيمة هذا العامل يعني وجود تلوث كيميائي أو أكسدة في مراحلها الأولى، حتى لو كان جهد الانهيار ما زال مقبولًا.
• يعد جهاز إنذار مبكر، إذ يكشف تدهور الزيت قبل انخفاض جهد الانهيار BDV، مما يسمح بالتدخل قبل حدوث عطل مفاجئ.

6. اختبار اللزوجة Viscosity Test:

• ضمن اختبارات فحص زيت المحولات الكهربائية، والتي تركز على الوظيفة الميكانيكية للزيت كسائل تبريد.
• يقيس مدى مقاومة الزيت للتدفق والجريان، داخل قنوات المحول وبين الملفات.
• مع تقادم الزيت وتكون الوحول نتيجة الأكسدة، فإن لزوجته تصبح عالية أي يصبح ثقيلًا.
• الزيت الثقيل لا يستطيع الدوران بسرعة كافية لنقل الحرارة إلى المبردات، مما يسبب ارتفاع حرارة المحول الداخلية وتلف العوازل الورقية حتى لو كانت الكهرباء مستقرة.

إقرأ المزيد : دليل استخدام المحول الكهربائي وكيفية حمايته من الأعطال

مواصفات زيت المحولات الكهربائية المناسب:

المواصفات الفنية لزيت المحولات ليست مجرد أرقام، بل هي معايير دولية يجب أن يستوفيها الزيت لضمان أعلى مستويات الأمان والكفاءة، وإليك أهمها:

1. المواصفات الكهربائية:

• قوة العزل: يجب أن يكون جهد الانهيار مناسبًا، أعلى من 30 كيلو فولت للمحول القديم، ويفضل فوق 70 كيلو فولت للزيوت الجديدة.
• عامل التبدد: منخفض جدًا لضمان نقاء الزيت وخلوه من الشوائب.

2. المواصفات الفيزيائية:

• اللزوجة: حوالي 12 mm²/s عند 40°C لدوران الزيت وتبريد الملفات.
• درجة الوميض: أكبر من 140°C لمنع اشتعال الزيت أثناء التشغيل.
• درجة الانسكاب: منخفضة جدًا تصل إلى -40°C لضمان العمل في البرد، كما أن بداية تدرج الحرارة يبدأ من -25°C وتصل إلى -40°C.

3. المواصفات الكيميائية:

• محتوى الرطوبة: الحدود تختلف حسب جهد المحولات، المعايير الدولية مثل IEC 60422 تضع حدودًا حسب قدرة المحول، حيث أن المحول ذو الجهد العالي جدًا يتطلب رطوبة أقل من 15 أو 20 PPM، بينما يكون رقم 30 إلى 40 PPM مقبول فقط في محولات التوزيع الصغيرة، ولكن رقم 40 PPM قد يكون مرتفعًا جدًا للمحولات ذات الجهد العالي EHV.
• الحموضة: قريبة من الصفر لحماية النحاس والعوازل الورقية.
• الكبريت المسبب للتآكل: يجب أن يكون خاليًا منه، لتجنب تكوين بلورات كبريتيد النحاس التي تؤدي إلى قصر الدائرة.

كيفية تغيير زيت المحول الكهربائي؟

تغيير زيت المحول الكهربائي خطوة ضرورية للحفاظ على كفاءته، ويساعد فحص زيت المحولات الكهربائية بانتظام في تحديد الوقت المناسب لتغيير الزيت، وإليك خطوات تغيير الزيت:

1. الاستعدادات والأمان:

• قم بإيقاف تشغيل المحول وفصله تمامًا عن مصدر الطاقة الكهربائية.
• تأكد من أن الرطوبة النسبية منخفضة أقل من 75% قبل البدء.
• نظف المحول من الأتربة، وافحصه للبحث عن أي تسريبات، وشد البراغي المفكوكة.

2. تصريف الزيت القديم:

• حدد موقع صمام تصريف الزيت في أسفل المحول.
• ضع حاوية مناسبة لتجميع الزيت القديم.
• افتح الصمام ببطء لتفريغ الزيت بالكامل.

3. تنظيف أو استبدال الفلتر:

• استبدال الفلاتر لإزالة الشوائب وضمان نظافة دورة الزيت.
• ينصح بتنظيف المحول من الداخل وإزالة الرواسب الكيميائية.

4. تعبئة الزيت الجديد:

• استخدم زيت محولات جديدًا ومعالجًا.
• يتم تعبئة الزيت ببطء، ويفضل استخدام آلات تفريغ لملء الزيت لمنع دخول الهواء، خاصةً في الخزانات التي تتحمل الضغط.
• إن استخدام آلات التفريغ في المحولات الكبيرة ليس مجرد تفضيل، بل هو شرط أساسي لمنع تكون فقاعات هواء في الملفات، مما قد يسبب الانفجار في المحول عند التحميل
• تأكد من ملء الزيت حتى المستوى الصحيح الموضح على مؤشر الزيت.

5. الإجراءات النهائية:

• قم بعملية تنسيم الهواء لإزالة أي هواء محبوس داخل المحول، وذلك من خلال صمامات العوازل والرادياتير، لضمان عدم وجود أي جيوب هوائية تسبب انفجارًا لحظيًا، وهي خطوة مهمة جدًا لأن الهواء المحبوس يسبب الأعطال فور التشغيل.
• تأكد من تغيير السيليكا جيل للحفاظ على جفاف الهواء الداخلي، وخاصةً إذا تغير لونها من الأزرق إلى الوردي، أو من البرتقالي إلى الأخضر حسب نوع المحول؛ لأن هذا يعني أنها تشبعت بالرطوبة وينبغي التغيير أو التجفيف.
• اختبار عينة من الزيت الجديد للتأكد من قوة العزل.

لماذا تختار Beianelec لصيانة وفحص زيت المحولات الكهربائية؟

مصنع Beianelec يقدم حلولًا متكاملة لصيانة المحولات الكهربائية، بما في ذلك فحص وتغيير الزيت بأعلى معايير الجودة العالمية، وهذا بخبرة تمتد لأكثر من 10 سنوات في الأسواق الدولية، تضمن لك:

• جودة وأمان: استخدام التقنيات والأجهزة الحديثة، لتحليل الزيت وفحصه بدقة، لتعزيز فوائد زيت محولات الكهرباء وتقليل الأعطال.
• كفاءة التشغيل: الالتزام ببرامج الفحص والصيانة الوقائية، مما يحافظ على استقرار شبكات الطاقة، ويقلل من توقف العمل.
• دعم فني متخصص: فريق فني مدرب على أعلى مستوى، للتعامل مع جميع أنواع المحولات، ومراقبة أداء الزيت بشكل مستمر.
• حلول مصممة حسب احتياجاتك: سواء مشاريع صناعية كبيرة، أو محطة كهرباء، يوفر حلول مخصصة لكل متطلبات الطاقة.

باختصار، باعتمادك على Beianelec يعني أنك تختار شريكًا موثوقًا، للحفاظ على المحول الكهربائي بأفضل أداء، مع برنامج فحص زيت المحولات الكهربائية دوريًا، لضمان استمرارية العمل بأمان وكفاءة، تواصل مع فريقنا الفني الآن للحصول على استشارة مخصصة لك، من مهندسين مختصين وليس مجرد فريق عمل.

الأسئلة الشائعة: