فهم التفريغ الجزئي وكيفية إجراء الاختبارات على محولات الطاقة ومفاتيح GIS

كيفية إجراء اختبار PD على محولات الطاقة ومفاتيح GIS

يُلقي الطلب المتزايد على إمدادات كهرباء ثابتة وموثوقة بضغط هائل على البنية التحتية للطاقة. وتُعدّ المكونات الأساسية، مثل محولات الطاقة ولوحات التوزيع المعزولة بالغاز (GIS)، أساسية للحفاظ على هذا الإمداد. ومن المؤشرات الشائعة على وجود مشاكل محتملة في هذه الأنظمة التفريغ الجزئي (PD)، وهو عطل كهربائي موضعي في العزل قد يؤدي في النهاية إلى مشاكل كبيرة. ¹ لذا، يُعدّ اكتشاف التفريغ الجزئي وفهمه من خلال الاختبارات الدورية أمرًا بالغ الأهمية لضمان طول عمر هذه الأصول الحيوية وموثوقيتها. ²

ما هو الإفراز الجزئي تحديدًا؟ شرح أساسيات الإفرازات

يشير التفريغ الجزئي إلى شرارات أو تفريغات كهربائية موضعية صغيرة تحدث داخل نظام عزل المعدات الكهربائية متوسطة وعالية الجهد. ² تُسمى هذه التفريغات "جزئية" لأنها لا تُغطي العزل بين قطبين موصلين بشكل كامل. ⁶ يُعرّف معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) 60270 التفريغات الجزئية بأنها "تفريغات كهربائية موضعية تُغطي العزل بين الموصلات بشكل جزئي فقط، وقد تحدث أو لا تحدث بجوار موصل". وهذا يُبرز طبيعة النشاط الكهربائي المُقيّد داخل المادة العازلة. التفريغ الجزئي ظاهرة فيزيائية مُعقدة ناتجة عن تركيز الإجهاد الكهربائي الموضعي في العازل. ¹¹ وهو مؤشر مُتعارف عليه على نطاق واسع للعيوب.

هناك عدة عوامل قد تُسبب تفريغًا جزئيًا عن طريق تكوين مناطق من الإجهاد الكهربائي المُركّز داخل العازل أو على سطحه. ¹² وتشمل هذه العوامل عدم تجانس المادة العازلة، مثل الفراغات أو الجيوب الهوائية في العازل الصلب، والشقوق، والفقاعات الغازية أو الملوثات الجسيمية في العازل السائل. كما يُمكن للملوثات، مثل الغبار والأوساخ والرطوبة، على سطح العازل أن تُعطّل المجال الكهربائي وتُؤدي إلى التفريغ. علاوة على ذلك، يُمكن أن تُؤدي العيوب التي تحدث أثناء التصنيع أو التركيب، بالإضافة إلى الشيخوخة الطبيعية وتدهور مواد العزل بمرور الوقت، إلى نقاط ضعف عُرضة للتفريغ الجزئي. كما يُمكن أن يُؤدي الإجهاد الزائد للعزل بسبب مجالات الجهد العالي أو الأحداث العابرة إلى التفريغ الجزئي. كما يُمكن أن تُساهم التوصيلات الكهربائية الضعيفة أو المكونات المُفككة داخل المُعدّات في نشاط التفريغ الجزئي. ² يُمكن أن يُؤدي وجود فقاعات هوائية أو شوائب أخرى داخل العوازل إلى عطل كهربائي موضعي والتفريغ الجزئي. ¹⁴ يُعدّ فهم خصائص التفريغ الجزئي أمرًا بالغ الأهمية لمنع تدهور أداء العزل الكهربائي. ⁸ يُمكن أن يحدث التفريغ الجزئي في الأنظمة التي تعمل بجهد 3000 فولت فأكثر.

يمكن أن يظهر التفريغ الجزئي في مواقع مختلفة داخل محولات الطاقة ومفاتيح GIS. في محولات الطاقة، تشمل المواقع الشائعة الفراغات المملوءة بالغاز داخل العازل الصلب الموجود في اللفات أو البطانات، وفقاعات الغاز داخل الزيت العازل، وعلى طول واجهات المواد العازلة المختلفة، وحول الحواف الحادة للموصلات حيث يكون المجال الكهربائي في أشده. يمكن أن تؤدي أيضًا مشكلات مثل ضعف التوصيلات الكهربائية أو حركة اللفات إلى توليد تفريغ جزئي. ² بالنسبة لمفاتيح GIS، غالبًا ما يحدث تفريغ جزئي بسبب وجود جسيمات، مثل برادة المعدن، تطفو داخل غاز سداسي فلوريد الكبريت (SF6) العازل. يمكن أن ينشأ أيضًا حول المكونات السائبة أو المكسورة أو داخل الفراغات الموجودة في أجزاء العزل الصلبة مثل الفواصل. تُعد التفريغات السطحية على طول أسطح العوازل موقعًا محتملًا آخر لتفريغ جزئي في GIS. تشمل الأسباب الأخرى لتفريغ جزئي تلوث السطح، ومشاكل التصنيع، وعيوب المواد. في أنظمة المعلومات الجغرافية، قد تؤدي ^{النتوءات} أو الجسيمات الثابتة أو المتحركة أو الفراغات في العوازل أو ضعف الاتصال إلى تحلل كيميائي. كما قد يكون فقدان سلامة العزل بسبب فقدان ضغط الغاز أو كثافته عاملاً مؤثراً.

على الرغم من أن التفريغات الجزئية الفردية قد تكون صغيرة، إلا أن حدوثها المستمر يمكن أن يشكل تهديدًا كبيرًا لصحة المعدات على المدى الطويل. ⁷ تعمل هذه التفريغات مثل الشرر الصغير المتكرر الذي يؤدي تدريجيًا إلى تآكل وتدهور مادة العزل. يمكن أن تؤدي هذه العملية إلى تكوين أشجار كهربائية، وهي أنماط متفرعة من التدهور داخل العزل، بالإضافة إلى التتبع على طول أسطح العزل. بمرور الوقت، يضعف هذا الضرر التراكمي القوة العازلة للعزل، مما يؤدي في النهاية إلى فشل العزل تمامًا واحتمال انهيار كارثي للمعدات. تُعد الشحنة الإجمالية المعاد توزيعها داخل الحاجز مؤشرًا جيدًا على عدد الفراغات واحتمالية تحولها إلى فشل. ⁶ يوفر تحديد حد منخفض للتفريغ الجزئي المسموح به أثناء الاختبار الثقة في عدم حدوث فشل عالي الجهد بمرور الوقت. ⁶

أهمية اختبار التفريغ الجزئي: حماية أصولك

يعد اختبار التفريغ الجزئي (PD) طريقة تشخيصية لا غنى عنها لضمان موثوقية وطول عمر كل من محولات الطاقة ومفاتيح GIS. ² وهو بمثابة نظام إنذار مبكر، مما يتيح اكتشاف تدهور العزل قبل أن يؤدي إلى فشل كبير.

لكلا نوعي معدات الجهد العالي، يوفر اختبار الكشف عن التآكل (PD) فوائد جوهرية متعددة. فهو يسمح بالكشف المبكر عن عيوب العزل، وغالبًا ما يحدد العيوب أو نقاط الضعف البسيطة قبل اكتشافها بتقنيات التشخيص الأخرى. ومن خلال معالجة نشاط الكشف عن التآكل في مراحله الأولية، يمكن الوقاية بفعالية من الأعطال الكارثية التي قد تؤدي إلى أضرار جسيمة في المعدات، وانقطاعات طويلة للتيار الكهربائي، ومخاطر سلامة جسيمة. يوفر اختبار الكشف عن التآكل (PD) المنتظم رؤى قيّمة حول معدل تدهور العزل، مما يُسهّل تدخلات الصيانة في الوقت المناسب التي يمكن أن تُطيل بشكل كبير العمر التشغيلي للأصول باهظة الثمن مثل المحولات وأنظمة المعلومات الجغرافية. علاوة على ذلك، أثبت الكشف المبكر عن مشاكل العزل وإصلاحها من خلال اختبار الكشف عن التآكل (PD) أنه أكثر فعالية من حيث التكلفة من التعامل مع الأعطال الرئيسية في المعدات وما يصاحبها من توقف. تُمكّن استراتيجيات الصيانة التنبؤية المستندة إلى بيانات الكشف عن التآكل (PD) من التخطيط لانقطاعات التيار الكهربائي وإجراء إصلاحات أكثر كفاءة. وفي نهاية المطاف، من خلال منع الأعطال غير المتوقعة، يُسهم اختبار الكشف عن التآكل (PD) بشكل مباشر في موثوقية شبكة إمدادات الطاقة وتوافرها بشكل عام، مما يُقلل من الانقطاعات التي قد يتعرض لها المستهلكون. بالإضافة إلى مراقبة المعدات أثناء الخدمة، يلعب اختبار PD دورًا حيويًا في ضمان الجودة أثناء عملية التصنيع، حيث يضمن التزام المعدات الجديدة بمعايير العزل وخلوها من العيوب. كما يُعدّ ضروريًا أثناء التشغيل في الموقع للكشف عن أي ضرر قد يحدث أثناء النقل أو التركيب. يُعطي اختبار PD الإلكتروني لمحطات الجهد المتوسط ​​والعالي تحذيرًا مسبقًا من احتمالية حدوث عطل في العزل، مما يسمح لأصحاب المحطات باتخاذ إجراءات الصيانة التصحيحية أثناء فترات الانقطاع المخطط لها. ¹⁰ بخلاف الاختبارات غير الإلكترونية، يُوفر اختبار PD الإلكتروني ومراقبته صورة دقيقة عن حالة وأداء محطة الجهد العالي في ظل ظروف الخدمة العادية، بما في ذلك تأثير الحمل ودرجة الحرارة والرطوبة. ¹⁰ يمكن تحديد "درجة خطورة" PD ضمن شبكة الجهد العالي لمالك المحطة بسرعة وسهولة باستخدام تقنية اختبار PD الإلكتروني والفحص والتشخيصي لتوفير "نظام إنذار مبكر" لأعطال العزل الناشئة. ¹⁰

تتجلى أهمية اختبار التفريغ الجزئي في كونه اختبار قبول إلزاميًا في المصنع لمعدات الجهد العالي. ويكمن الدافع الأساسي وراء قياس التفريغ الجزئي في منع الأعطال غير المخطط لها بشكل استباقي، لا سيما في محولات الطاقة. وتوفر المعايير الدولية، مثل IEC 60270، إرشادات شاملة لإجراء قياسات التفريغ الجزئي، مما يضمن الاتساق والقابلية للمقارنة بين مختلف الاختبارات والمعدات. كما تقدم معايير معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) إرشادات قيّمة حول منهجيات اختبار التفريغ الجزئي وتطبيقاتها في قطاع الطاقة.

لذا، يُعدّ الاستثمار في اختبارات الكشف عن التآكل (PD) نهجًا استباقيًا واستراتيجيًا لإدارة الأصول. فالقدرة على تحديد مشاكل العزل المحتملة ومعالجتها مبكرًا تُحقق عوائد مجزية من حيث منع الأعطال المكلفة، وضمان طول عمر المعدات الحيوية، والحفاظ على مصدر طاقة موثوق. كما يُعزز الالتزام بالمعايير الدولية المعمول بها موثوقية ممارسات اختبار الكشف عن التآكل (PD) وقبولها على نطاق واسع.

دليل خطوة بخطوة: إجراء اختبار التفريغ الجزئي على محولات الطاقة

تتوفر عدة طرق لإجراء اختبار التفريغ الجزئي على محولات الطاقة، حيث يكشف كل منها عن مظاهر فيزيائية مختلفة لـ PD. تتضمن التقنيات الأكثر شيوعًا الطريقة الكهربائية (التقليدية)، وطريقة الانبعاث الصوتي (الموجات فوق الصوتية)، وطريقة التردد العالي جدًا (UHF)، وتحليل الغاز المذاب (DGA). الطريقة الكهربائية، كما هو محدد في IEC 60270، تقيس مباشرة النبضات الكهربائية التي ينتجها PD باستخدام مكثف اقتران وكاشف PD متخصص، مما يقيس الشحنة الظاهرة بالبيكو كولوم (pC). تسمح هذه الطريقة بالمعايرة الدقيقة، وخاصة في بيئات المختبرات الخاضعة للرقابة. ¹⁹ تكتشف طريقة الانبعاث الصوتي (AE) موجات الضغط فوق الصوتية الناتجة عن أحداث PD باستخدام أجهزة استشعار موضوعة على الجزء الخارجي من خزان المحول. ونظرًا لكونها غير جراحية، فهي مناسبة للاختبار عبر الإنترنت ويمكن أن تساعد في تحديد مصادر PD باستخدام أجهزة استشعار متعددة. تكتشف طريقة التردد الفائق (UHF) الموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة من PD في نطاق UHF (من 300 ميجاهرتز إلى 3 جيجاهرتز) باستخدام هوائيات موضوعة داخل خزان المحول أو خارجه. يوفر الخزان نفسه حماية من الضوضاء الخارجية، كما توفر هذه الطريقة حساسية عالية وإمكانية لتحديد موقع PD. على الرغم من أنه ليس اختبارًا مباشرًا لـ PD، إلا أن تحليل الغازات المذابة (DGA) يُعد تقنية تكميلية حيوية لتحديد الغازات الناتجة عن انهيار العزل بسبب PD والأعطال الأخرى. تشمل الطرق الأخرى اختبار جهد التداخل الراديوي (RIV) ⁴ ، والكشف البصري، والكشف الكيميائي. كما تُستخدم طرق هجينة تجمع بين تقنيات مختلفة.

فيما يلي إجراء مبسط خطوة بخطوة لإجراء اختبار PD الأساسي على محول الطاقة باستخدام الطريقة الكهربائية (التقليدية) ² :

1. أعطِ الأولوية للسلامة: تأكد من فصل محول الطاقة تمامًا وعزله عن نظام الطاقة باتباع بروتوكولات سلامة صارمة. قم بتأريض جميع مكونات جهاز الاختبار لمنع أي مخاطر كهربائية. السلامة هي الأهم عند العمل مع معدات الجهد العالي.
2. توصيل نظام القياس: يُوصَل جهاز قياس فرق الجهد (PD) بالمحول. يتضمن ذلك عادةً توصيل مكثف توصيل عالي الجهد بالتوازي مع المحول قيد الاختبار. تُنقل الإشارات من هذا المكثف إلى كاشف فرق الجهد (PD) عبر كابل محمي لتقليل التداخل. ^2. عادةً ما تُجرى التوصيلات عند فتحات جلبة المحول. يتضمن نظام القياس عادةً جهاز توصيل، ونظام نقل، وجهاز قياس.
3. المعايرة أساسية: معايرة نظام قياس الشحنة الظاهرية قبل بدء الاختبار. يتم ذلك عن طريق حقن نبضة شحنة معروفة (من جهاز معايرة) في دائرة الاختبار وملاحظة القراءة المقابلة على كاشف الشحنة الظاهرية. ² تُنشئ خطوة المعايرة هذه مرجعًا، مما يسمح بقياس دقيق للشحنة الظاهرية لأي حالات شحنة ظاهرية بوحدة البيكو كولوم (pC). تضمن المعايرة أن تكون الشحنة الظاهرية المقاسة عند أطراف الاختبار مُمثلة للتفريغات الفعلية.
4. تطبيق جهد الاختبار: زد جهد التيار المتردد المطبق على المحول تدريجيًا، بدءًا من مستوى أقل من جهد بدء التفريغ الجزئي المتوقع (PDIV). عادةً ما يُرفع الجهد على مراحل، مع توقف قصير عند كل مستوى. عادةً ما يُحدد أقصى جهد اختبار ومدة تطبيقه في المعايير ذات الصلة، مثل IEC 60076-3 أو IEEE C57.12.90، أو وفقًا لتوصيات الشركة المصنعة للمحول. ²² جهد بدء التفريغ الجزئي (PDIV) هو أقل جهد تُلاحظ عنده نبضات التفريغ الجزئي.
5. مراقبة نشاط التفريغ الجزئي: راقب باستمرار خرج كاشف التفريغ الجزئي بحثًا عن أي مؤشرات لنبضات التفريغ. لاحظ مستوى الجهد الذي يظهر عنده التفريغ الجزئي لأول مرة (PDIV) والجهد الذي يختفي عنده عند خفض الجهد (جهد إخماد التفريغ الجزئي، PDEV). سجّل مقدار (بالبيكسيل) وتكرار حدوث نبضات التفريغ الجزئي عند مستويات جهد مختلفة. جهد إخماد التفريغ الجزئي (PDEV) هو الجهد الذي يتوقف عنده التفريغ الجزئي.
6. تحليل أنماط التفريغ الجزئي المُحلَّل طوريًا (PRPD): تُتيح معظم أجهزة الكشف الحديثة عن التفريغ الجزئي المُحلَّل طوريًا (PRPD) عرض أنماط التفريغ الجزئي المُحلَّل طوريًا (PRPD). تُصوِّر هذه الأنماط نبضات التفريغ الجزئي المُحلَّل طوريًا بالنسبة لزاوية طور جهد التيار المتردد المُطبَّق، مما يُوفِّر رؤى قيّمة حول طبيعة العيب المُسبِّب للتفريغ. راقب هذه الأنماط وسجلها بعناية لتحليلها لاحقًا. غالبًا ما تُنتِج أنواع مختلفة من عيوب العزل أنماط تفريغ جزئي مُحلَّل طوريًا فريدة.
7. تقييم النتائج: قارن مستويات تفريغ الشحنة المقاسة (الحجم، والمعدل، والأنماط) بالحدود المقبولة الموضحة في المعايير ذات الصلة أو في تقرير اختبار المصنع للمحول. ²⁴ يشير النشاط المفرط لتفريغ الشحنة إلى احتمال وجود مشاكل في العزل تستدعي مزيدًا من التحقيق. تُعد الشحنة الظاهرية (q) لنبضات تفريغ الشحنة، المُقاسة بالبيكو-كولوم (pC)، معلمة أساسية للتقييم.

تشمل المعايير الرئيسية التي يجب مراقبتها أثناء اختبار التفريغ الجزئي (PD) لمحولات الطاقة الشحنة الظاهرية (q) لنبضات التفريغ الجزئي، وجهد بدء التفريغ الجزئي (PDIV)، وجهد إخماد التفريغ الجزئي (PDEV)، وزاوية الطور (φ) التي تحدث عندها نبضات التفريغ الجزئي، والخصائص العامة للتفريغات كما هو موضح في مخطط PRPD. كما تُعد طاقة التفريغ، والتي تُعبر عنها عادةً بالواط (W)، والمعدل التربيعي (D)، وهو مجموع مربعات قيم الشحنات الظاهرية الفردية، من المعايير المهمة.

دليل خطوة بخطوة: إجراء اختبار التفريغ الجزئي على معدات التبديل GIS

غالبًا ما يستخدم اختبار التفريغ الجزئي لمعدات التبديل المعزولة بالغاز (GIS) تقنيات مصممة خصيصًا لتصميمها الفريد، حيث تُوضع موصلات الجهد العالي داخل حاوية معدنية مؤرضة مملوءة بغاز SF6 العازل. تشمل طرق اختبار التفريغ الجزئي الشائعة لمعدات التبديل المعزولة بالغاز طريقة التردد الفائق (UHF)، وطريقة الانبعاث الصوتي (فوق الصوتية)، والطريقة الكهربائية (التقليدية)، وطريقة جهد التأريض العابر (TEV). تُعد طريقة التردد الفائق (UHF) فعالة بشكل خاص لمعدات التبديل المعزولة بالغاز نظرًا للبيئة المغلقة، مما يقلل من التداخل الخارجي. تصدر أحداث التفريغ الجزئي في معدات التبديل المعزولة بالغاز موجات كهرومغناطيسية في نطاق UHF (100 ميجاهرتز إلى 2 جيجاهرتز)، والتي يمكن اكتشافها بواسطة أجهزة استشعار UHF الموضوعة داخليًا أو خارجيًا. توفر هذه الطريقة حساسية عالية وإمكانية للمراقبة عبر الإنترنت وتحديد موقع مصدر التفريغ الجزئي. تستخدم طريقة الانبعاث الصوتي (الموجات فوق الصوتية) مستشعرات مثبتة على غلاف GIS للكشف عن الموجات الصوتية الناتجة عن PD داخل عازل غاز SF6 أو المواد الصلبة. تُعد هذه الطريقة مفيدة في بيئات التداخل الكهرومغناطيسي العالي، ويمكن أن تساعد في تحديد مصادر PD. على الرغم من إمكانية تطبيق الطريقة الكهربائية (التقليدية) (IEC 60270)، إلا أنها قد تُشكل تحديًا في الموقع نظرًا لسعة GIS وحساسيتها للضوضاء. تُستخدم مكثفات الاقتران لاستخراج إشارات PD. تستطيع مستشعرات جهد التأريض العابر (TEV) المثبتة على سطح GIS الكشف عن نبضات الجهد عالية التردد الناتجة عن PD الداخلي، مما يوفر خيار اختبار مباشر غير تدخلي. تشمل الطرق الأخرى تحليل الغاز للكشف عن نواتج تحلل SF6، والطرق البصرية.

فيما يلي إجراء مبسط خطوة بخطوة لإجراء اختبار PD أساسي على معدات التبديل GIS باستخدام طريقة التردد العالي للغاية (UHF) ²⁵ :

1. التزم ببروتوكولات السلامة: التزم بدقة بجميع لوائح السلامة عند العمل مع معدات الجهد العالي المُشغّلة. تأكد من الوصول إلى منافذ أو نوافذ مستشعرات التردد فوق العالي المُخصصة في حاوية نظام المعلومات الجغرافية. السلامة هي الأهم عند التعامل مع معدات الجهد العالي.
2. تركيب مستشعرات UHF: وصّل مستشعرات UHF بالمنافذ المخصصة في نظام المعلومات الجغرافية. تأتي العديد من تركيبات نظام المعلومات الجغرافية مزودة بموصلات UHF مثبتة مسبقًا. تأكد من توصيل المستشعرات بشكل صحيح بجهاز كشف التداخل الفائق UHF باستخدام الكابلات المحورية. ²⁵ تتوفر أنواع مختلفة من مستشعرات UHF، بما في ذلك مستشعرات القرص، والمستشعرات أحادية القطب، والمستشعرات الحلزونية. ²⁷
3. بدء عملية جمع البيانات: شغّل نظام كشف التشويش الفائق بتردد UHF، واضبط معلمات القياس اللازمة، مثل نطاق التردد ومدة التسجيل. ²⁵ ابدأ عملية جمع البيانات لالتقاط أي إشارات UHF صادرة من داخل حجرات نظام المعلومات الجغرافية. يمكن إجراء هذا الاختبار عبر الإنترنت أثناء تشغيل نظام المعلومات الجغرافية، مما يجعله أداة قيّمة للمراقبة المستمرة للحالة.
4. تصفية الضوضاء ومعالجة الإشارات: استخدم البرنامج المرتبط بنظام كشف تفريغ الترددات فوق العالية (UHF) لتصفية أي ضوضاء خلفية وتحليل الإشارات الملتقطة. ابحث عن نبضات عابرة ضمن نطاق ترددات UHF تشير إلى تفريغات جزئية. تُعد تقنيات كبت الضوضاء أساسية للكشف الدقيق عن تفريغ الترددات فوق العالية (PD).
5. تحليل أنماط التفريغ الجزئي المُحلَّل زمنيًا (PRPD)/التفريغ الجزئي المُحلَّل زمنيًا (TRPD): يُمكن للعديد من أنظمة تحليل التفريغ الجزئي المُحلَّل زمنيًا (UHF) توليد أنماط تفريغ جزئي مُحلَّل طوريًا (PRPD) من خلال مزامنة نبضات UHF المُكتشفة مع طور جهد تردد الطاقة. يُساعد تحليل هذه الأنماط في تحديد نوع عيب العزل المُسبِّب للتفريغ الجزئي، مثل الجسيمات العائمة، أو التفريغ السطحي، أو الفراغات. كما يُمكن تحليل أنماط التفريغ الجزئي المُحلَّل زمنيًا (TRPD)، خاصةً لتطبيقات نظم المعلومات الجغرافية DC.
6. تحديد موقع التفريغ (إن أمكن): في حال توزيع عدة مستشعرات UHF بشكل استراتيجي في أقسام مختلفة من نظام المعلومات الجغرافية، يُمكن استخدام فرق وقت الوصول (TDOA) لإشارات PD عند هذه المستشعرات لتقدير موقع مصدر التفريغ داخل نظام المعلومات الجغرافية. وغالبًا ما تُستخدم برامج متخصصة لتحليل الموقع هذا.
7. تقييم وتتبع الاتجاهات: قارن نشاط تآكل العزل المكتشف، بما في ذلك سعته ومعدله وأنماطه، بالقياسات الأساسية التي تم الحصول عليها أثناء التشغيل الأولي لنظام المعلومات الجغرافية أو من الاختبارات السابقة. ²⁸ قارن أيضًا النشاط الحالي بأي عتبات إنذار محددة ضمن نظام المراقبة. قد تشير زيادة نشاط تآكل العزل أو ظهور أنماط تآكل عزل جديدة أو أكثر حدة إلى مشكلة عزل متطورة. يُعد تحليل الاتجاهات بمرور الوقت أمرًا مهمًا لتقييم تدهور العزل.

تشمل المعايير الرئيسية التي يجب مراقبتها أثناء اختبار UHF PD لنظام المعلومات الجغرافية سعة ومعدل تكرار نبضات UHF، وخصائص أنماط PRPD أو TRPD، وموقع التفريغ في حال استخدام تقنيات تحديد الموقع. كما يوفر طيف تردد إشارات PD معلومات قيّمة.

تفسير نتائج اختبار التفريغ الجزئي: ماذا تعني الأرقام؟

يتطلب تفسير نتائج اختبارات التفريغ الجزئي، سواءً أُجريت على محولات الطاقة أو معدات التبديل GIS، فحصًا دقيقًا لعدة معايير رئيسية. تشير الشحنة الظاهرية (q)، المُقاسة بالبيكو كولوم (pC)، إلى حجم كل حالة تفريغ. عمومًا، تُشير قيم الشحنة الأعلى إلى تفريغ أكثر نشاطًا، وربما عيب أكثر خطورة. ومع ذلك، قد تختلف الأهمية الفعلية لقيمة شحنة مُحددة تبعًا لنوع الجهاز، وتصنيف جهده، والموقع الدقيق للتفريغ. جهد بدء التفريغ الجزئي (PDIV) هو مستوى الجهد الذي يبدأ عنده نشاط التفريغ الجزئي مع زيادة الجهد المُطبق، بينما جهد إخماد التفريغ الجزئي (PDEV) هو المستوى الذي يتوقف عنده نشاط التفريغ الجزئي مع انخفاض الجهد. قد يُشير انخفاض جهد بدء التفريغ الجزئي إلى قابلية أعلى للإصابة بـ PD، ويمكن أن يُشير الاختلاف الكبير بين جهد بدء التفريغ الجزئي وجهد إخماد التفريغ الجزئي إلى أنواع مُعينة من العيوب. يُوفر مُعدل تكرار نبضات التفريغ الجزئي، أو ترددها، معلومات حول مستوى نشاط مصدر التفريغ. قد يشير معدل التكرار المرتفع إلى تدهور حالة العزل بسرعة.

أنماط التفريغ الجزئي المُحلَّل طوريًا (PRPD)، التي تُرسم نبضات التفريغ الجزئي مقابل زاوية طور جهد التيار المتردد المُطبَّق، تُعدّ قيّمة للغاية في التشخيص. غالبًا ما تُنتج أنواع مختلفة من عيوب العزل أنماط تفريغ جزئي مُحلَّل طوريًا فريدة يُمكن للمحللين ذوي الخبرة تمييزها. على سبيل المثال، غالبًا ما تظهر التفريغات في الفراغات مُركَّزة حول الأجزاء الصاعدة من شكل موجة الجهد، بينما قد تكون تفريغات الهالة أكثر انتشارًا بالقرب من قمم الجهد. ²⁹ تُعدّ مراقبة التغيرات في مُعاملات التفريغ الجزئي المُحلَّل طوريًا بمرور الوقت، والمعروفة باسم تحليل الاتجاهات، أمرًا بالغ الأهمية لتقييم تطور تدهور العزل. يُمكن أن يُشير الاتجاه المتزايد في مقدار التفريغ الجزئي المُحلَّل طوريًا أو معدل تكراره، أو أي تغيير في نمط التفريغ الجزئي المُحلَّل طوريًا، إلى تدهور الحالة الذي يتطلب الاهتمام. كما يُمكن أن يُوفر ربط نشاط التفريغ الجزئي المُحلَّل طوريًا بعوامل تشغيلية مثل الحمل ودرجة الحرارة سياقًا مهمًا. ⁶

مع أن هذه المعايير تُقدم رؤى قيّمة، إلا أن التشخيص الدقيق وتقييم نتائج اختبار خلل التنسج النخاعي غالبًا ما يتطلبان خبرة محللين مُدرَّبين. يستطيع المحترفون ذوو الخبرة مراعاة الخصائص المحددة للمعدات، وطريقة الاختبار المُستخدمة، والسياق العام للنتائج لتحديد شدة خلل التنسج النخاعي والتوصية بالإجراءات المناسبة. كما أنهم ماهرون في التمييز بين إشارات خلل التنسج النخاعي الحقيقية والضوضاء أو أشكال التداخل الأخرى.

الاستنتاج: الاستثمار في اختبار التفريغ الجزئي لتحقيق الموثوقية على المدى الطويل

إن فهم التفريغ الجزئي وتطبيق برامج اختبار التفريغ الجزئي الدورية لمحولات الطاقة ومفاتيح التوزيع الكهربائية (GIS) يمثل استثمارًا بالغ الأهمية في موثوقية وسلامة بنيتكم التحتية الكهربائية على المدى الطويل. إن الكشف المبكر عن عيوب العزل من خلال اختبار التفريغ الجزئي يمكن أن يمنع الأعطال الكارثية للمعدات، ويقلل بشكل كبير من تكاليف التوقف، ويطيل العمر التشغيلي لأصولكم القيّمة، ويساهم في نهاية المطاف في توفير مصدر طاقة أكثر استقرارًا وموثوقية. من خلال فهم المبادئ الأساسية لاختبار التفريغ الجزئي ومنهجيات الاختبار الشائعة، يمكن للمديرين الفنيين ومهندسي الصيانة اتخاذ قرارات مدروسة بشأن استراتيجيات الصيانة الخاصة بهم، مما يضمن استمرار التشغيل الآمن والفعال لأنظمة الطاقة الخاصة بهم. يُنصح بشدة بدمج اختبار التفريغ الجزئي المنتظم كجزء أساسي من برنامج الصيانة التنبؤية الخاص بكم لمعالجة مشاكل العزل المحتملة بشكل استباقي وحماية أصولكم الكهربائية الحيوية لسنوات قادمة. لإجراء اختبار وتحليل شاملين لاختبار التفريغ الجزئي، استشيروا دائمًا متخصصين مؤهلين يمتلكون الخبرة اللازمة والمعدات المتخصصة لتقييم حالة محولات الطاقة ومفاتيح التوزيع الكهربائية (GIS) بدقة.

استكشف مجموعتنا الشاملة من خدمات وحلول اختبار التفريغ الجزئي، المصممة بعناية لمساعدتك في الحفاظ على سلامة وموثوقية معداتك عالية الجهد. تواصل معنا اليوم للحصول على استشارة لمعرفة كيف يمكننا التعاون معك لحماية أصولك الحيوية وضمان استمرارية تشغيل أنظمة الطاقة لديك.

الأعمال المذكورة

1. الكشف القابل للتفسير عن التفريغ الجزئي في خطوط الطاقة باستخدام التعلم العميق - PMC، تم الوصول إليه في 18 مايو 2025، https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8003486/

2. تطور اختبار التفريغ الجزئي في المعدات الكهربائية - مجلة NETA العالمية، تاريخ الوصول: 18 مايو 2025، https://netaworldjournal.org/the-evolution-of-partial-discharge-testing-in-electrical-equipment/

3. نظرة عامة وتحليل التفريغ الجزئي لمحولات الطاقة: مراجعة الأدبيات - SciSpace، تم الوصول إليه في 18 مايو 2025، https://scispace.com/pdf/overview-and-partial-discharge-analysis-of-power-5fz54kob3r.pdf

4. مراقبة التفريغ الجزئي عبر الإنترنت وتحديد موقع التفريغ على المحولات باستخدام طريقة UHF - شركة Qualitrol Corp، تاريخ الوصول: 18 مايو 2025، https://www.qualitrolcorp.com/wp-content/uploads/2018/01/Online-Partial-Discharge-Monitoring-and-discharge-localization-on-transformers-by-means-of-UHF-method-final-Rev.-1.pdf

5. اختبار التفريغ الجزئي للمحولات في الموقع - اكتب هنا عنوان ورقتك، تاريخ الوصول 18 مايو 2025، https://cigre.ca/papers/2021/paper%20441.pdf

6. مراجعة لنشاط التفريغ الجزئي في العزل الكهربائي - CiteSeerX، تاريخ الوصول: ١٨ مايو ٢٠٢٥، https://citeseerx.ist.psu.edu/document?repid=rep1&type=pdf&doi=7fc4ce0e48c1e4ac1cfac2978c2991eb34823973

7. أساسيات التفريغ الجزئي - TEquipment، تاريخ الوصول: ١٨ مايو ٢٠٢٥، https://assets.tequipment.net/assets/1/26/Phenix_Basics_of_Partial_Discharge.pdf

8. ورقة بحثية حول مراقبة التفريغ الجزئي؟ - ResearchGate، تاريخ الوصول: ١٨ مايو ٢٠٢٥، https://www.researchgate.net/post/Journal-Paper-on-Partial-Discharge-Monitoring

9. مقدمة عن التفريغ الجزئي (الأسباب والآثار والكشف)، تاريخ الوصول: 18 مايو 2025، https://site.ieee.org/sas-pesias/files/2020/05/IEEE-Alberta_Partial-Discharge.pdf

10. دليل الاختبار الميداني للتفريغ الجزئي في محولات الطاقة - من مجموعات عمل معايير معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، تاريخ الوصول: 18 مايو 2025، https://grouper.ieee.org/groups/transformers/subcommittees/dielectric_test/F16-PAR%20Request_Guide%20for%20Field%20Test%20of%20Partial%20Discharge.pdf

11. تحديد مصادر التفريغ الجزئي عن طريق استخراج الميزات من نظام معالجة الإشارة - PMC، تم الوصول إليه في 18 مايو 2025، https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11014056/

12. التفريغ الجزئي | موسوعة MDPI، تاريخ الوصول: ١٨ مايو ٢٠٢٥، https://encyclopedia.pub/entry/7528

13. دليل تحسين محركات البحث لـ Shopify: 707,766.61 دولارًا أمريكيًا من المبيعات من استراتيجيات تحسين محركات البحث هذه: r/dropship - Reddit، تم الوصول إليه في 18 مايو 2025، https://www.reddit.com/r/dropship/comments/1dt8w4d/shopify_seo_guide_70776661_in_sales_from_these/

14. قياس وتحليل التفريغ الجزئي غير المتصل بالإنترنت - OMICRON، تم الوصول إليه في 18 مايو 2025، https://www.omicronenergy.com/en/application/offline-testing/offline-partial-discharge-measurement-and-analysis/

15. (PDF) تقدير معلمات التفريغ الجزئي في نظم المعلومات الجغرافية باستخدام تقنيات الانبعاث الصوتي، تاريخ الوصول: 18 مايو 2025، https://www.researchgate.net/publication/238951105_Estimation_of_partial_discharge_parameters_in_GIS_using_acoustic_emission_techniques

16. طريقة جديدة للتعرف على أنماط التفريغ الجزئي في نظم المعلومات الجغرافية من خلال التعلم الجماعي متعدد المعلومات - MDPI، تم الوصول إليه في 18 مايو 2025، https://www.mdpi.com/1099-4300/24/7/954

17. أساسيات اختبار التفريغ الجزئي - HV TECHNOLOGIES, Inc.، تم الوصول إليه في 18 مايو 2025، https://www.hvtechnologies.com/the-basics-of-partial-discharge-testing/

18. أهمية اختبار التفريغ الجزئي لمحولات الطاقة - OMICRON، تاريخ الوصول: ١٨ مايو ٢٠٢٥، https://www.omicronenergy.com/en/news/coverstory/the-importance-of-partial-discharge-testing-on-power-transformers/

19. مراقبة التفريغ الجزئي للمحولات | مراقبة التفريغ الجزئي للمحولات - التصنيفات الديناميكية، تاريخ الوصول: ١٨ مايو ٢٠٢٥، https://www.dynamicratings.com/solutions/transformer-monitoring/partial-discharge-monitoring/

20. دليل اختبارات التوزيع الكهربائي الميدانية لمحولات الطاقة المملوءة بالسوائل - من مجموعات عمل معايير معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، تاريخ الوصول: 18 مايو 2025، https://grouper.ieee.org/groups/transformers/subcommittees/dielectric_test/F16-Presentation_Field%20Guide%20for%20Partial%20Discharge%20Measurement.pdf

21. قياس التفريغ الجزئي ABC وفقًا للمعيار IEC 60270 - YouTube، تم الوصول إليه في 18 مايو 2025، https://www.youtube.com/watch?v=jznaR-BNLxI

22. دليل معايير اختبار المحولات، تاريخ الوصول: ١٨ مايو ٢٠٢٥، https://www.maddox.com/resources/articles/guide-to-transformer-testing-standards

23. التعرف على التفريغ الجزئي في معدات التبديل المعزولة بالغاز استنادًا إلى اندماج المعلومات المتعددة - ResearchGate، تم الوصول إليه في 18 مايو 2025، https://www.researchgate.net/publication/274838121_Partial_Discharge_Recognition_in_Gas_Insulated_Switchgear_Based_on_Multi-information_Fusion

24. كيف يعمل؟ شرح اختبار التفريغ الجزئي - Pulse Electronics، تاريخ الوصول: ١٨ مايو ٢٠٢٥، https://www.pulseelectronics.com/wp-content/uploads/2021/06/Partial-Discharge.pdf

25. قياس التفريغ الجزئي (GIS) - OMICRON، تم الوصول إليه في 18 مايو 2025، https://www.omicronenergy.com/en/solution/partial-discharge-measurement-gis/

26. طريقة دقيقة لقياس التفريغات الجزئية في معدات التبديل المعزولة بالغاز - Warse، تم الوصول إليه في 18 مايو 2025، http://www.warse.org/IJETER/static/pdf/file/ijeter06932021.pdf

27. كيفية كتابة تدوينة تُقرأ بالفعل. حقًا!، تاريخ الوصول: ١٨ مايو ٢٠٢٥، https://blog.thebrokerlist.com/how-to-write-a-blog-post-that-will-actually-get-read-really/

28. إطار عمل لتقييم مخاطر التفريغ الجزئي من معدات التبديل الكهربائية متوسطة الجهد التي تحتوي على عيوب كهربائية | طلب ملف PDF - ResearchGate، تاريخ الوصول: ١٨ مايو ٢٠٢٥، https://www.researchgate.net/publication/372791579_Partial_Discharge_Based_Risk_Assessment_Framework_From_MV_Switchgear_Containing_Electrical_Defects

29. بحث حول تقييم نوع التفريغ الجزئي في نظم المعلومات الجغرافية استنادًا إلى الشبكة العصبية التلافيفية، تاريخ الوصول: 18 مايو 2025، https://pubs.aip.org/aip/adv/article/10/8/085305/992500/Research-of-GIS-partial-discharge-type-evaluation