أولاً: سبب الإفراج الجزئي

غالباً ما يكون لعازل المحول والجسم المعدني وما إلى ذلك بعض الزوايا الحادة والنتوءات، لذلك ستتركز الشحنات الكهربائية تحت تأثير شدة المجال الكهربائي في موضع الزاوية الحادة أو النتوءات مما يؤدي إلى تفريغ جزئي.

في حالة تصنيع محول جاف معزول براتنج الإيبوكسي بتقنية الصب الفراغي، قد يؤدي ضعف التحكم في عملية التصنيع إلى ظهور فقاعات داخلية، مما ينتج عنه تفريغ جزئي. عادةً ما توجد فجوات هوائية دقيقة في عازل راتنج الإيبوكسي، ويكون معامل العزل الكهربائي للفقاعات عادةً أقل بكثير من معامل العزل الكهربائي للعازل. ونتيجةً لذلك، تكون شدة المجال الكهربائي للفقاعة داخل العازل أعلى بكثير من شدة المجال الكهربائي للمادة العازلة المجاورة، مما يسهل وصولها إلى درجة الاختراق وتفريغها كهربائيًا.

إذا كان الاتصال الكهربائي بين الجسم الموصل ضعيفًا، فمن السهل حدوث تفريغ كهربائي، وهو الأمر الأكثر خطورة في جهد تعليق المعدن.

إن ارتفاع نسبة الرطوبة في الهواء، وعدم كفاية قوة العزل في جزء من المحول، أو تلف عزل المحول أثناء التركيب، وطول فترة خمول المحول، وتجاوز محتوى الماء في مادة العزل للمعيار، ورطوبة جسم المحول بالكامل، كلها عوامل تؤثر على التفريغ الجزئي.

إن قوة المجال للطبقات أو اللفات عالية جدًا عند تصميم هيكل عزل المحول الجاف، مثل تصميم هيكل العزل غير المعقول، أو استخدام مواد عزل منخفضة الجودة، أو عدم جودة مستوى عملية اللف والتجفيف والصب، أو ضعف مستوى عملية التجميع مثل إنتاج أسلاك الجهد العالي والمنخفض مع وجود نتوءات أو مسافة بينها، كل ذلك سيؤثر على زيادة التفريغ الجزئي.

ثانياً: خطر التفريغ الجزئي

توجد أنواع متعددة من التفريغ الجزئي. أحدها هو نوع من التفريغ الجزئي يحدث على سطح عازل. إذا كانت الطاقة كبيرة، فسيترك أثر التفريغ علامة على سطح العازل، مما يؤثر على عمر المحول. وهناك نوع آخر ذو شدة تفريغ عالية، يحدث في تجويف أو قطب كهربائي حاد، ويتركز في عدد قليل من التفريغات الجزئية، وهو تفريغ تآكلي، قادر على اختراق طبقات وأعماق لوحة العزل، مما يؤدي في النهاية إلى اختراقها.

يُعدّ التفريغ الجزئي السبب الرئيسي لتقادم العزل وتلفه. لا يُسبب التفريغ قصير المدة تلفًا للعزل الكهربائي في القناة بأكملها، إلا أن التفاعل الإلكتروليتي الناتج عن التفريغ يُسرّع من أكسدة العزل وتآكله، مما يُقلل من عمر المحول. وتعتمد درجة التلف على أداء التفريغ وآلية تلف العزل أثناء التفريغ. إذا تجاوز التفريغ الجزئي للمحول الجاف المستوى القياسي بشكل كبير، فسيؤدي ذلك إلى تقادم العزل الداخلي وتلفه خلال 3 إلى 5 سنوات من عمره الافتراضي. لذا، يجب التحكم بدقة في التفريغ الجزئي للمحولات الجافة في الصين.

ثالثًا: التحكم في التفريغ الجزئي للمحول الجاف
تُصنع مادة العزل الرئيسية للمحولات الجافة من راتنج الإيبوكسي، وهي مادة آمنة وموثوقة، وتُستخدم على نطاق واسع في أنظمة الطاقة ذات الجهد الأقل من 35 كيلوفولت. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على التفريغ الجزئي للمحولات الجافة، ومن أهمها اختيار المواد الخام، وتصميم هيكل المنتج، وعملية صب اللفائف، وغيرها. ونظرًا لجهود شركتنا المستمرة في تعديل التصميم، وتحسين العمليات، واختيار المواد، وممارسات الإنتاج، فقد اقترحنا التدابير الرقابية التالية.

1. تصميم هيكل اللف
(1) يجب أن تضمن مسافة العزل الرئيسية، عند تصميم ملفات المحول، وجود مسافة عزل كافية بين ملف الجهد العالي وملف الجهد المنخفض، وبين ملف الجهد العالي والأرض. في ظل الظروف المسموح بها، كلما زادت مسافة العزل، قلت شدة المجال. ويمكن زيادة عزل جدار ملف الجهد العالي بشكل مناسب لتقليل شدة المجال الخارجي بفعالية.
(2) تصميم ملف الجهد العالي بين الطبقات والأقسام، وهو التحكم في شدة مجال الملف، وإذا تم استخدام رقائق نحاسية مع أقسام فرعية في لف الجهد العالي، فإن الجهد بين الطبقات يساوي الجهد بين اللفات، وعادةً ما يكون ذلك من 10 إلى 20 فولت فقط، أما الجهد بين الأقسام في هيكل السلك الكهرومغناطيسي فهو من 400 إلى 800 فولت، ويجب أن يكون عدد الأقسام أكثر، مثل محول جاف من النوع 35 كيلو فولت، ويفضل أن يكون عدد الأقسام أكثر من 16 إلى 18 قسمًا، وبالطبع، فإن ذلك يسبب الكثير من المتاعب لعملية اللف.
(3) التحكم في الحماية: يجب اعتماد حماية فعالة، حيث يمكن تغليف الحواف القاطعة والنتوءات والفجوات الهوائية داخل الدرع، مما يساهم في القضاء الفعال على التفريغ الكهربائي عند طرف الشق، والحد من التفريغ الجزئي. يجب أن يكون توصيل درع الجهد العالي ونهاية سلك الجهد العالي، وسلك الجهد المنخفض والمشبك، موثوقًا به، ويجب الحفاظ على نظافة عملية الحماية، وأن تكون طبقات الدرع ناعمة وخالية من أي كسور أو نتوءات، وما إلى ذلك.

2. التحكم في عملية لف الملفات، والقولبة، والصب الفراغي

يُعدّ ملف المحول الجافّ بالغ الأهمية، فإما أن يكون استخدام المحول جيدًا أو لا يتعرض الملف للتلف. كما أن تأثير الصبّ الفراغي مهم جدًا في التحرر الموضعي، حتى أن المسامات الصغيرة تؤثر على التحرر الموضعي للمحول، لذا يجب التحكم بدقة في عملية إنتاج وصبّ الملف.

(1) عند لف الملف، يجب أن نكون على دراية بالرسومات والعملية، ولا يمكننا تغيير عدد اللفات بين الطبقات وعدد الصفائح العازلة بين الطبقات بشكل عشوائي! تأكد من نظافة جميع المواد عند اللف.

(2) عند تركيب لحام أطراف توصيل القالب، يجب الانتباه إلى تجنب تلف عزل الملف بسبب الحرارة العالية، ويجب صقل أطراف الأسلاك الملحومة لإزالة أي نتوءات حادة. تأكد من عزل جميع الأطراف بمسافة كافية، مع ملئها براتنج الإيبوكسي وتنظيفها جيدًا طوال عملية التجميع. يجب تجفيف ملف القالب المُركّب بدقة وفقًا لعملية التجفيف المعتمدة.

(3) يجب أن تلتزم عملية خلط مكونات راتنج الإيبوكسي وإزالة الغازات منها، بالإضافة إلى عملية الخلط، بدقة بتقنيات الكود، مثل نوع المادة، ونسبة الخلط، ودرجة الحرارة، ووقت إزالة الغازات. كما يجب أن تتبع درجة اللزوجة بدقة، ودرجة الفراغ، ودرجة الحرارة، وظهور الفقاعات. يجب مراقبة درجة حرارة الخلط والصب ودرجة الفراغ في القالب ضمن نطاق التحكم المحدد في العملية. أثناء عملية الصب، يجب ألا تكون السرعة عالية جدًا لتجنب ظهور الفقاعات. عند الصب الديناميكي، يجب الانتباه إلى الوقت المستغرق بعد إضافة المكونات حتى اكتمال الصب لمنع زيادة لزوجة الراتنج.

3. اختيار ومراقبة المواد الخام

(1) اختيار السلك الكهرومغناطيسي، يمكن اختيار سلك نحاسي مسطح معزول بالمينا أو سلك نحاسي دائري بتصميم لف؛ يجب أن يمتلك موردو الأسلاك الكهرومغناطيسية في الإنتاج معدات خاصة لإزالة النتوءات وأجهزة كشف، ويسعون جاهدين لتقليل النتوءات إلى الحد الأدنى.

(2) اختيار مواد راتنج الإيبوكسي، تختلف خصائص راتنج الإيبوكسي باختلاف أنواعه، كما أن إطلاق المنتج الموضعي وتأثير الأداء الشامل كبيران، لذا يجب اختيار راتنج ذي لزوجة منخفضة، ومتانة جيدة، وقوة عزل عالية، ويختلف نموذج الراتنج، ويقوم القسم الفني بتطوير مواصفات العملية المناسبة.

(3) مراقبة مواد العزل في الملف: ترتبط جودة مواد العزل بين طبقات المحول الجاف ارتباطًا مباشرًا بكمية المواد المستخدمة. لذلك، ينبغي اختيار موردين موثوقين وذوي خبرة طويلة لتوفير المواد الخام، لأنه بعد تغيير المواد، قد لا تظهر أي مشاكل في المحول على المدى القصير.
(يتبع)