لماذا تحتاج المحولات المغمورة بالزيت إلى جهاز تنفس؟ | دينغشين

يجب أن تتكيف المحولات المغمورة بالزيت والمزودة بخزان توسع مع التغيرات في حجم زيت العزل نتيجة تغير حمل المحول ودرجة حرارته. فعند ارتفاع درجة حرارة الزيت، يتمدد؛ وعند انخفاضها، ينكمش.

ويؤدي هذا الدوران الحراري إلى تبادل الهواء الموجود في الفراغ الجوي داخل خزان التوسع مع الغلاف الجوي. وفي حال عدم التحكم المناسب في الرطوبة، قد يتسرب هواء رطب، وغبار، وملوثات أخرى إلى خزان التوسع، ما يؤثر سلبًا على حالة زيت العزل.

جهاز تنفس المحول — ويُسمى أيضًا جهاز التنفس المجفف أو جهاز تنفس هلام السيليكا — يجفف الهواء الداخل إلى خزان التوسع ويُرشحه. وهو يعمل كـ«قناع تنفسي جاف» للمحول، ما يساعد في حماية نظام العزل ودعم التشغيل الموثوق.

ما هو المحولة جهاز تنفس؟

جهاز تنفس المحول هو ملحق يُوصَل عادةً بالفراغ الجوي في خزان التوسع الخاص بالمحول المغمور بالزيت. كما يمكن تركيب جهاز تنفس منفصل على خزان التوسع الخاص بمغير التوصيل تحت الحمل.

يوفّر جهاز التنفُّس مسارًا خاضعًا للرقابة للهواء الداخل والخارج من الخزان المُحافظ. وخلال عملية الاستنشاق، يمر الهواء الداخل عبر مادة مُجفِّفة — عادةً هلام السيليكا المؤشر — التي تمتص الرطوبة قبل أن يصل الهواء إلى الخزان المُحافظ.

تحتوي أجهزة التنفُّس المجفِّفة التقليدية عادةً على غرفة شفافة مملوءة بهلام السيليكا، وقد تتضمّن كوب إغلاق زيتي في القاع. وتؤكّد وثائق الشركة المصنِّعة لأجهزة التنفُّس الصناعية أن الهواء الداخل الناتج عن الانكماش الحراري يمر عبر هلام السيليكا، بينما يمكن لصمام هيدروليكي التحكم في تدفق الهواء في الاتجاهين.

لماذا «يتنفَّس» زيت المحول؟

يتغيَّر حجم زيت المحول مع تغير درجة حرارته.

عند ارتفاع درجة حرارة الزيت

مع ازدياد حمولة المحول أو درجة حرارة الجو المحيط، يسخن زيت العزل فيصبح أكثر اتساعًا. ويؤدي هذا الازدياد في حجم الزيت إلى تقليل حجم فراغ الهواء داخل الخزان المُحافظ، ما يسبّب طرد الهواء عبر جهاز التنفُّس.

عند انخفاض درجة حرارة الزيت

عندما يبرد المحول، ينكمش الزيت. ويزداد حجم الفراغ الهوائي في الخزان التوسعـي، ما يؤدي إلى سحب الهواء الخارجي نحو الداخل عبر جهاز التنفس.

ويُشار عادةً إلى هذه العملية باسم «تنفس» المحول. ولا يمنع جهاز التنفس تدفق الهواء، بل يتحكم فيه ويعالجه قبل دخوله إلى الغلاف الجوي.

لماذا تُعد الرطوبة ضارةً بالمحول؟

ويشمل نظام العزل في المحول المغمور بالزيت عادةً كلاً من السائل العازل والعزل الصلب المصنوع من السليلوز. ويمكن أن تؤثر الرطوبة التي تتسرب إلى هذا النظام تأثيراً سلبياً على الأداء العازل الكهربائي وتساهم في تسريع الشيخوخة التدريجية للعزل.

وتتعامل إرشادات اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) مع الأداء العازل الكهربائي، والشيخوخة، والاستقرار، والتفاعل بين السائل والعزل الصلب باعتبارها اعتبارات وظيفية هامة بالنسبة للسوائل العازلة المستخدمة في المحولات.

ويُسهم جهاز التنفس المُحافظ عليه بشكلٍ سليم في الحد من كمية الرطوبة الجوية التي تدخل عبر الخزان التوسعـي، مما يدعم ما يلي:

• الأداء العازل الكهربائي لزيت العزل
• حماية العزل الصلب للمحول
• حالة عزل أكثر استقرارًا
• انخفاض التلوث الناتج عن الهواء الرطب
• زيادة عمر زيت العزل ونظام العزل الافتراضي
• تشغيل أكثر موثوقية للمحوّل

جهاز التنفس هو جزءٌ واحدٌ فقط من إدارة رطوبة المحوّل. ويجب أيضًا أخذ الحشوات، والختمات، وأغشية أو كياسات الخزان التوسعي، ومعالجة الزيت، وجودة التركيب، وممارسات الصيانة في الاعتبار.

المكونات الرئيسية لجهاز تنفس تقليدي المحولة جهاز تنفس

ورغم أن التصنيع يختلف باختلاف الشركة المصنِّعة والنموذج، فقد يتضمَّن جهاز التنفس التقليدي المكوِّنات التالية.

١. غرفة مادة التجفيف الشفافة

تتيح الغرفة الزجاجية أو البوليمرية الشفافة لمُوظَّفي الصيانة مراقبة حالة هلام السيليكا دون الحاجة إلى فك جهاز التنفس.

ويجب أن تظل الغرفة نظيفةً وسليمةً ومغلقةً بإحكام. إذ قد تسمح الشقوق أو الوصلات الفضفاضة أو تسرب الهواء بمرور الهواء غير المعالَج متجاوزًا مادة التجفيف.

٢. الإشارة إلى هلام السيليكا

يُمتص الرطوبة من الهواء الداخل بواسطة هلام السيليكا. ويغيّر عامل الإشارة لونه عندما يصبح المادة الماصة مشبعة.

يعتمد اللون الأصلي واللون المشبع على تركيب هلام السيليكا. فعلى سبيل المثال، تتحول بعض المنتجات من البرتقالي إلى الأخضر، بينما قد تستخدم أنواع أخرى تركيبات ألوان مختلفة. ويجب على طاقم الصيانة اتباع مخطط الألوان والتعليمات المرفقة مع جهاز التنفس المحدد، بدلًا من الاعتماد على قاعدة لونية واحدة عامة.

٣. الفلاتر وشاشات الاحتباس

تحجز الشاشات أو الفلاتر جزيئات هلام السيليكا داخل الغرفة، وتساعد في منع دخول غبار المادة الماصة أو انسداد ممر التنفس.

٤. كوب الختم الزيتي أو الصمام الهيدروليكي

تشمل العديد من أجهزة التنفس التقليدية كوب زيت سفلي. وهو يكوّن ختمًا هيدروليكيًّا، ويساعد في الحد من التلامس المستمر بين هلام السيليكا والهواء الخارجي، كما يمكن أن يمنع دخول الغبار والشوائب إلى جهاز التنفس.

يجب الحفاظ على مستوى الزيت وفقًا لتوجيهات شركة تصنيع جهاز التنفس. فقلة الزيت قد تُضعف الختم، بينما قد يؤدي التعبئة غير الصحيحة إلى تقييد تدفق الهواء الطبيعي.

٥. أنبوب الاتصال والشفّة

يربط أنبوب الاتصال جهاز التنفس بمساحة هواء الخزان المُحافظ. ويجب أن يظل الأنبوب والحشية والشفّة محكَمين ومفتوحين دون انسداد، لكي يمر الهواء عبر جهاز التنفس بدلًا من المرور عبر نقطة تسرب غير خاضعة للرقابة.

كيف يعمل جهاز تنفس المحول؟

أثناء استنشاق المحول، يدخل الهواء الخارجي من القسم السفلي لجهاز التنفس. وبحسب التصميم، يمر هذا الهواء إما عبر ختم الزيت أو الصمام الهيدروليكي، ثم عبر هلام السيليكا.

يمتص هلام السيليكا بخار الماء من الهواء الداخل. وبعد تجفيفه، ينتقل الهواء الجاف عبر أنبوب الاتصال إلى الخزان المُحافظ.

وأثناء الزفير، يتدفق الهواء في الاتجاه المعاكس ويعود إلى الغلاف الجوي عبر تجميعة جهاز التنفس. ويعتمد مسار تدفق الهواء الدقيق وعمل الصمام على تصميم جهاز التنفس.

يمكن تلخيص مبدأ التشغيل على النحو التالي:

1. يتغير حجم زيت المحول مع درجة الحرارة.
2. يتبادل الخزان التوسعي الهواء مع الغلاف الجوي.
3. يُوجَّه الهواء الداخل عبر جهاز التنفس.
4. يُزيل هلام السيليكا الرطوبة من الهواء.
5. يساعد الحشوة الزيتية أو الصمام في التحكم في تدفق الهواء ومنع التلوث.
6. يدخل الهواء المجفف إلى الخزان التوسعي.

ماذا يحدث إذا لم يُصان جهاز التنفس؟

لا يمكن لجهاز تنفس مشبع أو متسرب أو فارغ أو مسدود أن يؤدي وظيفته المقصودة بكفاءة.

هلام السيليكا المشبع

عندما تصل مادة التجفيف إلى سعتها القصوى في امتصاص الرطوبة، لم تعد قادرةً على تجفيف الهواء الداخل بكفاءة. ويؤدي الاستمرار في التشغيل بهذه الحالة إلى زيادة خطر دخول الهواء الرطب إلى الخزان المُحافظ.

كوب الزيت فارغ أو ملوث

إذا كان كوب الختم الزيتي فارغًا أو متسربًا أو متسخًّا أو مُستحلبًا، فقد يفقد وظيفته المقصودة في الختم والترشيح.

انسداد تدفق الهواء

يمكن أن تعيق مسحوق جل السيليكا أو الأوساخ أو الشبكات التالفة أو الأنبوب المتصل المسدود عملية التنفس. وقد يتسبب انسداد المسار في عرقلة موازنة الضغط الطبيعية داخل الخزان المُحافظ، لذا يجب التحقيق فيه فورًا.

تسرب الهواء

قد تسمح التوصيلات الفضفاضة أو الحشوات التالفة أو الحجرات الشفافة المتشققة بمرور الهواء دون المرور عبر جل السيليكا، ما يسمح للهواء الجوي غير المعالَج بالدخول إلى الخزان المُحافظ.

التثبيت غير الصحيح

قد تمنع تركيب جهاز التنفس بزاوية غير صحيحة، أو استخدام كمية غير مناسبة من الزيت، أو ترك سدادات النقل في مكانها، أو توصيله بأنبوب مسدود التشغيل الصحيح لجهاز التنفس.

قائمة فحص جهاز تنفس المحول

يجب أن تشكِّل فحص جهاز التنفُّس جزءًا من برنامج مراقبة حالة المحول الكهربائي الروتيني.

الحالة الخارجية

تحقق من أن:

• مُثبَّت جهاز التنفُّس بشكلٍ آمن وعمودي.
• الغُرفة الشفافة غير متشقِّقة أو تالفة.
• لا يظهر أي تسريب للزيت أو الهواء.
• نافذة الفحص نظيفة بما يكفي لمراقبة هلام السيليكا.
• تبقى الفلانشات والتجهيزات والمسامير محكمة التثبيت.

حالة هلام السيليكا

تأكد من أن:

• لون هلام السيليكا يتوافق مع حالة «الجفاف» المحددة من قِبل الشركة المصنِّعة.
• لم تصل نسبة تغيُّر اللون إلى الحد الذي حددته الشركة المصنِّعة للاستبدال أو إعادة التنشيط.
• لم يتحول مادة التجفيف إلى مسحوق أو تكتل أو تلوث.
• مسارات الهواء والشاشات الاحتفاظية ليست مسدودة.

يُستخدم أحيانًا تغيّر اللون على ما يقارب نصف إلى ثلثي سرير مادة التجفيف كمؤشر للصيانة في الوحدات التقليدية. ومع ذلك، لا يجوز أن يحل هذا محل تعليمات جهاز التنفس المركب. وتتفاوت تركيبات هلام السيليكا وألوان المؤشرات.

كوب الختم الزيتي

تحقق من أن:

• مستوى الزيت يتوافق مع المحدد.
• الزيت نظيف وخالٍ من الماء المرئي أو الاستحلاب.
• الكوب غير متشقق ولا يتسرب.
• الحلقة المطاطية والأجزاء المعدنية الاحتفاظية في حالة جيدة.

الوصلات ومسار التنفس

تفحص:

• أنبوب الاتصال الخاص بالخزان المُحافظ
• الحشوات الحلزونية والوصلات المُلولبة
• الشاشات والممرات الداخلية لتدفق الهواء
• علامات الانسداد أو التآكل أو التلف المادي

الحالة التشغيلية

يجب التحقيق في سلوك الضغط غير المتوقع أو الفقاعات غير الطبيعية أو تدفق الهواء الأحادي المستمر أو المؤشرات غير المعتادة للخزان المُحافظ وفقًا لأدلة المحول ومُنظف الهواء.

متى يجب استبدال هلام السيليكا؟

يجب استبدال هلام السيليكا أو إعادة تنشيطه عندما يصل إلى الحالة المحددة من قِبل مصنّع مُنظف الهواء.

تعتمد وتيرة الصيانة على:

• حجم زيت المحول
• سعة مُنظف الهواء
• الرطوبة المحيطة
• درجة حرارة البيئة المحيطة
• تحميل المحول
• تغير درجة حرارة الزيت
• تردد الدورات الحرارية
• حالة خزان التوسع والختم

تُظهر بيانات الشركة المصنِّعة أن هذه المتغيرات تؤثر مباشرةً على تحديد حجم جهاز التنفس وفترات الصيانة. ولذلك، فإن الفحص القائم على الحالة يُعَدُّ عمومًا أكثر موثوقيةً من استخدام جدول استبدال موحد لجميع المحولات.

يمكن إعادة تنشيط بعض أنواع هلام السيليكا التقليدي عن طريق تسخين خاضع للرقابة، لكن درجة الحرارة المسموح بها وإجراءات التنشيط تعتمد على نوع المنتج. ولا ينبغي إعادة استخدام مادة المجفف الملوثة أو التي تفتتت بشكلٍ شديد تلقائيًّا.

كما تتوفر أجهزة تنفس ذاتية التجديد. وتقوم هذه الأجهزة بتجفيف هلام السيليكا تلقائيًّا ورصد دورات التنفس، مما يقلل من الحاجة إلى استبدال مادة المجفف يدويًّا.

متطلبات السلامة المهمة

يجب أن تُنفَّذ صيانة جهاز تنفس المحول من قِبل أشخاص مؤهلين وفق إجراءات السلامة المعتمدة في الموقع.

قبل إزالة جهاز التنفس أو فتحه أو إجراء أي صيانة عليه:

• اتبع تعليمات شركة تصنيع المحول.
• تأكد مما إذا كان يجب فصل المحول عن التغذية الكهربائية أو عزله.
• احمِ من التشغيل غير المقصود أو تحرُّر الضغط بشكل مفاجئ.
• استخدم معدات الحماية الشخصية المناسبة.
• خذ في الاعتبار مخاطر الزيت الساخن، والمخاطر الكهربائية، ومخاطر العمل على الارتفاعات.
• احمِ فتحة الخزان التوسع من التلوث الجوي.
• لا تترك أنبوب التنفس مفتوحًا لأطول من اللازم.
• استخدم فقط مادة المجفف المعتمدة، والزيت، والأختام، وقطع الغيار.

تحذِّر تعليمات تشغيل ملحقات المحول العاملين من ضرورة فصل المعدات المرتبطة عن التغذية الكهربائية ومنع إعادة الاتصال قبل إجراء الصيانة الكهربائية.

لماذا تُعَدُّ صيانة جهاز التنفس مهمة؟

جهاز تنفس المحول هو ملحق صغير نسبيًّا، لكنَّه يؤدي وظيفة حمايةٍ هامَّة. فبتجفيف الهواء الداخل ومساعدة منع الملوِّثات من الدخول إلى الخزَّان، يدعم حالة زيت العزل ونظام العزل الكلي للمحول.

وبعبارات بسيطة، يُشبه جهاز التنفس قناع تنفُّس جافٍ للمحول:

• يسمح للخزَّان بتبادل الهواء.
• يزيل الرطوبة من الهواء الداخل.
• يساعد في ترشيح الغبار والملوِّثات.
• يدعم موازنة الضغط.
• يساعد في حماية زيت العزل.
• يقلِّل من مخاطر الصيانة التي يمكن تجنُّبها.

وبالتالي فإن الفحص الدوري لهلام السيليكا وكأس الزيت والأختام وممر تدفُّق الهواء يُعدُّ جزءًا أساسيًّا من صيانة المحولات المغمورة بالزيت.

حلول المحولات من شركة دينغشين للكهرباء

تُصنِّع شركة دينغسين للكهرباء محولات توزيع ومحولات طاقة مغمورة بالزيت ومخصصة حسب الطلب للمشاريع المرتبطة بالمرافق العامة والصناعية والطاقة المتجددة والتجارية والبنية التحتية.

يمكن تكوين سعة المحول ونسبة الجهد والتكرار والمجموعة المتجهة والمقاومة الداخلية ونطاق التحكم في الجهد وأسلوب التبريد والملحقات ووظائف المراقبة وفقًا للمواصفات الفنية التي يحددها العميل.

للاستفسار عن اختيار المحول أو معلومات الصيانة، يُرجى التواصل مع شركة دينغسين للكهرباء مع ذكر السعة المطلوبة وجهد الطرف الأولي والجهد الطرفي الثاني والتكرار وبيئة التركيب والمعيار المعمول به.