زيت المحولات في حالة الماء، قد يدخل الماء إلى المحول أثناء عمليات النقل والتخزين والاستخدام، سواءً من الخارج أو من الزيت نفسه، مما يؤدي إلى أكسدة الماء. يوجد الماء الناتج في حالتين: الأولى هي الماء الحر، والثانية هي جزيئات دقيقة للغاية تذوب فيه. يتكون جزيء الألياف العازلة من جزيء الجلوكوز (C6H12O6). عندما يدخل الماء إلى جزيء الألياف، فإنه يقلل من جاذبيته، ويعزز تحلله المائي إلى مواد ذات وزن جزيئي منخفض، ويقلل من قوته الميكانيكية ودرجة بلمرة الألياف.

في الوقت الحالي، محول الطاقةلا يُعدّ المحوّل أحد أهمّ وأغلى المعدات في نظام الطاقة فحسب، بل هو أيضاً من أكثرها تسبباً للحوادث. قبل العطل المفاجئ للمحوّل، يُحدث تدهور العزل والأعطال الكامنة سلسلة من التأثيرات والمعلومات، مثل الضوء والكهرباء والصوت والحرارة والتغيرات الكيميائية، تحت تأثير جهد التشغيل. لذلك، لا يقتصر الأمر على ضرورة إجراء الصيانة الوقائية القائمة على الاختبارات الوقائية بانتظام محلياً ودولياً، بل يجري أيضاً دراسة استراتيجيات الصيانة التنبؤية القائمة على المراقبة الآنية لرصد وتشخيص الأعطال أو العيوب المحتملة آنياً أو بشكل دوري. يُعدّ محتوى الرطوبة في زيت عزل المحوّل أحد معايير تحديد جودة عزله. يمكن لأجهزة التشخيص الذكية الآنية للمحوّل جمع وتحليل محتوى الماء في الزيت تلقائياً، وتحديد سبب العطل، وتقديم الحلول، ما يُمكّن المستخدمين من معالجة المخاطر الكامنة في المحوّل في الوقت المناسب، ومنع وقوع الحوادث.

1. حالة الرطوبة في زيت المحولات وأضرارها

قد يتعرض المحول أثناء عملية النقل والتخزين والاستخدام لدخول من العالم الخارجي أو لأكسدة الزيت نفسه لإنتاج الماء، وسيوجد الماء الناتج في الحالات التالية:

أحدها هو الماء الحر. في حالة دخول الماء من الخارج، مثل صعوبة تحريك الزيت بالماء، لا يؤثر ذلك على جهد انهيار الزيت، ولكنه لا يسمح بذلك أيضًا، مما يشير إلى احتمال وجود ماء مذاب في الزيت، ويجب معالجته فورًا.

ثانيًا، تذوب الجزيئات الدقيقة جدًا في الماء. عادةً ما تنتقل هذه الجزيئات من الهواء إلى الزيت، مما يقلل بشكل حاد من جهد الانهيار الكهربائي للزيت. ويؤدي ذلك إلى زيادة متوسطة في الفقد، كما هو الحال في زيت مرشحات التفريغ.

ثالثًا، الماء المستحلب. إذا كانت عملية تكرير النفط رديئة، أو إذا تسبب التشغيل طويل الأمد في تلف النفط، أو إذا تلوث النفط بعملية الاستحلاب، فإن ذلك يقلل من التوتر السطحي بين النفط والماء، مما يؤدي إلى تكوين حالة مستحلبة عند اختلاط النفط والماء. في هذه الحالة، يُضاف عامل مزيل للاستحلاب.

من أضراره: انخفاض جهد الانهيار للمنتجات النفطية. فعند تركيز 100 إلى 200 ملغم/كغم، ينخفض ​​جهد الانهيار إلى 1.0 كيلو فولت، حيث تمتص الشوائب الليفية الموجودة في الزيت الماء بسهولة، وتحت تأثير المجال الكهربائي، تتشكل "جسر" موصل بين الأقطاب الكهربائية، مما يسهل انهيارها.

ثانيًا، يؤدي الماء إلى زيادة معامل فقد الوسط. ويُعدّ الماء المُستحلب المُعلق هو الأكثر تأثيرًا، ولكنه غير متجانس. يتكون جزيء الألياف العازلة من جزيء الجلوكوز (C6H12O6). عندما يدخل الماء إلى جزيء الألياف، فإنه يُقلل من جاذبيته، ويُعزز تحلله إلى مواد ذات وزن جزيئي منخفض، ويُقلل من قوته الميكانيكية ودرجة بلمرة الألياف. تُظهر التجارب أنه عند درجة حرارة 120 درجة مئوية، تزداد نسبة الرطوبة في الألياف العازلة بمقدار الضعف، بينما تنخفض قوتها الميكانيكية بمقدار النصف. وعند ارتفاع درجة الحرارة، تزداد نسبة الماء في الزيت، وتقل نسبة الماء في الألياف، بينما تنخفض درجة الحرارة، والعكس صحيح. لذلك، يجب مراقبة محتوى الرطوبة في الزيت، وبالتالي مراقبة تقادم الألياف العازلة. رابعًا، يُعزز الماء قدرة الأحماض العضوية على التآكل، ويُسرّع تآكل الأجزاء المعدنية. باختصار، كلما زاد محتوى الماء في الزيت، زادت سرعة شيخوخة الزيت نفسه، وشيخوخة عزل المعدات، وتآكل الأجزاء المعدنية، لذلك من الضروري مراقبة محتوى الماء في الزيت، وخاصة محتوى الماء المذاب.

2. طريقة اختبار الرطوبة في زيت عزل المحولات

تقييم الرطوبة في مادة عازلة يُعدّ مستوى الرطوبة في زيت العزل عاملاً هاماً لضمان موثوقية المحول وعمره التشغيلي. تتغير الرطوبة باستمرار، مما قد يؤثر سلباً على جودة زيت العزل. إضافةً إلى ذلك، تتوزع معظم الرطوبة في ورق العزل. تؤثر الرطوبة على قوة العزل الكهربائي للمواد العازلة الصلبة والسائلة، وعلى معدل تقادم مواد العزل السليلوزية، وعلى احتمالية تكوّن الفقاعات أثناء التحميل الزائد.

يمكن أن تتسبب درجة الحرارة المحيطة، والحمل، والتقادم، والتسريب، وعوامل أخرى في تغيرات مستمرة في الرطوبة. لذا، يلزم إجراء مراقبة وتشخيص مستمرين مع التغيرات الدورية في درجة حرارة المحول. وهذا ضروري بشكل خاص للمحولات ذات الأحمال الزائدة أو التي تشهد ذروة في الحمل. تتحدد الرطوبة الكلية في نظام عزل المحول بمحتوى الرطوبة في السليلوز والسائل. وتعتمد علاقة الرطوبة بين ورق العزل وزيت العزل على درجة الحرارة فقط. فمع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد قابلية ذوبان الماء في زيت العزل (قدرة المحلول على الاحتفاظ بالماء)، وينتقل الماء من ورق العزل إلى زيت العزل.

عند انخفاض درجة الحرارة، تنعكس العملية، لكن تدفق الماء من الوسط السائل إلى مادة العزل الصلبة يكون بطيئًا نسبيًا. لذا، يكون محتوى الماء في زيت العزل أثناء التبريد أعلى منه أثناء التسخين. وعليه، لفهم توزيع الرطوبة في المحول بدقة، من الضروري معرفة موقع الجهاز في دورته الحرارية. ولتحديد الرطوبة الحقيقية لورق العزل من خلال مراقبة محتوى الرطوبة في الوسط السائل، يجب أن يكون المحول في حالة استقرار حراري نسبي.

يجب توحيد نسبة تشبع زيت العزل بالماء، لأن رطوبة هذا الزيت ترتبط ارتباطًا وثيقًا بتغيرات درجة الحرارة، كما يوجد تدرج حراري معين في صندوق المحول الرئيسي (عادةً ما يكون الجزء العلوي من الصندوق أكثر دفئًا من الجزء السفلي). ولإتمام عملية التوحيد، يستنتج نظام الخبراء نسبة التشبع النسبي في الجزء السفلي. ويمكن الحصول على هذه النسبة باستخدام درجة الحرارة التي يسجلها المستشعر وموقع أخذ العينات.

يفترض التحليل أن درجة حرارة الجزء العلوي من المحول أعلى بمقدار 10 درجات مئوية من درجة حرارة الجزء السفلي. في حال استخدام موقع آخر غير الجزء العلوي أو السفلي كنقطة أخذ عينات، يجب تحديد مقدار الانحراف في درجة الحرارة. من خلال حساب نسبة التشبع النسبي للرطوبة ودرجة الحرارة المقاسة، سيُظهر النظام الخبير نسبة مئوية معينة من التشبع النسبي لنتائج حساب رطوبة ورق العزل. من المهم ملاحظة أن هذا الحساب يعتمد على معلومات من قياس واحد، وقد لا يعكس تركيز الرطوبة الحقيقي لورق العزل، خاصةً بعد تعرض المحول لتغير كبير في درجة الحرارة.

إذا حدد النظام الخبير أن المحول في حالة توازن (أي أن ورق العزل لا يمتص الرطوبة ولا يطلقها)، يتم حساب نسبة مئوية ثانية للتشبع النسبي، وهي متوسط ​​آخر 30 قياسًا لنسبة التشبع النسبي عندما يكون المحول في حالة توازن. وتُحدد درجة الحرارة والتغيرات المسجلة أعلاه معايير تحديد وجود حالة التوازن أو عدم وجودها.

لدينا أنواع مختلفة من أجهزة اختبار زيت المحولات، مثل: جهاز اختبار التوتر السطحي، وجهاز اختبار عداد جزيئات الزيت، وجهاز اختبار نقطة الانصباب، وغيرها. لأي استفسار، يرجى التواصل معنا.