كيفية اختيار المحولات للبيئات الرطبة والممطرة

الرطوبة والأمطار المستمرة تغير قواعد تصميم وصيانة المعدات الكهربائية. تواجه المحولات المثبتة في المناطق الرطبة أو ذات الأمطار الغزيرة شيخوخة العزل المتسارعة والتآكل والأخطاء المرتبطة بالتكثيف والتسرب السطحي المتكرر. اختيار الحق المحول - وتحديد إجراءات الحماية الصحيحة - يمنع انقطاع التيار، ويقلل من تكاليف دورة الحياة، ويحسن السلامة العامة للموقع. توضح هذه المقالة منهجًا عمليًا جاهزًا للشراء يوازن بين الأداء وعبء الصيانة والتكلفة.

1. ما الذي يجعل المناخ الرطب والممطر مختلفا؟

تسبب الرطوبة والمطر ثلاث مشاكل أساسية للمحولات:

• دخول الرطوبة وامتصاصها: يمتص العزل الورقي واللوح المضغوط الماء، مما يقلل من قوة العزل الكهربائي ويسرع من انهيار العزل.

• التآكل: تتآكل الخزانات والمسامير والبطانات والموصلات بشكل أسرع في حالة وجود الرطوبة والأملاح المحمولة جواً.

• التكثيف وتتبع السطح: تؤدي تقلبات درجة الحرارة إلى تكثيف الماء داخل الخزانات وعلى الأسطح العازلة، مما يزيد من تيارات التسرب ومخاطر الوميض.

يساعد فهم آليات الفشل هذه في تحديد نوع المحول وإجراءات حماية الموقع التي تقلل المخاطر.

2. أنواع المحولات

المحولات المملوءة بالزيت (الزيوت المعدنية أو الإستر)

• المزايا: اقتصادية للتصنيفات المتوسطة والكبيرة، قدرة تبريد جيدة، مألوفة للمرافق.

• التحديات: يمكن للزيت أن يمتص الرطوبة. تحتاج أنظمة التنفس والحفظ إلى إدارة دقيقة. تفضل التصميمات التي تحافظ على تبادل الهواء مع الخزان عند الحد الأدنى.

المحولات من النوع الجاف (الراتنج المصبوب أو VPI)

• المزايا: لا يوجد زيت يمكن التحكم فيه أو انسكابه، وهو أكثر أمانًا بطبيعته في الداخل، ومشاكل أقل مع رطوبة الزيت.

• التحديات: بشكل عام أكثر تكلفة بالنسبة لتصنيفات القيمة المضافة الكبيرة وحساسة للتلوث ما لم يتم إيواءها.

الاختيار العملي : في حالة توافر اختبار وصيانة موثوقة للزيت، فإن التصميمات الحديثة المملوءة بالزيت ذات الطابع الاستوائي تعمل بشكل جيد مع المحطات الكبيرة. عندما تكون الصيانة محدودة، أو توجد قيود بيئية/سلامة، غالبًا ما تكون الأنواع الجافة من الراتنج المصبوب هي الأفضل.

3. التصميم الحاسم والميزات المادية للتحديد

عند إعداد طلب عرض الأسعار أو مواصفات الشراء للبيئات الرطبة، قم بإعطاء الأولوية لهذه العناصر:

• استراتيجية الختم والحفظ: تفضل الخزانات محكمة الغلق أو حافظات الحجاب الحاجز/المثانة التي تقلل من دخول الهواء المحيط. الدبابات المحكمه تقلل الاعتماد على أجهزة التنفس.

• أجهزة التنفس والجفاف: في حالة استخدام مادة حافظة، يلزم استخدام أجهزة تنفس مصنوعة من هلام السيليكا قابلة للاستبدال أو توفير وسائل تجفيف بالتفريغ وفترات صيانة واضحة.

• سخانات مضادة للتكثيف: تعمل السخانات التي يتم التحكم فيها حرارياً في الخزان ومقصورات التحكم على منع التكثيف أثناء الليل ويجب تضمينها.

• الحماية من التآكل: نظام طلاء من الدرجة البحرية (بطانة إيبوكسي + طبقة علوية من البولي يوريثين)، ومثبتات مجلفنة مقاومة للصدأ أو بالغمس الساخن، والأنودات المضحية حيثما ينطبق ذلك.

• البطانات والعوازل: فكر في استخدام البطانات البوليمرية/المركبة الكارهة للماء في المواقع الملوثة أو الساحلية؛ إنهم يذرفون الماء أفضل من الخزف العادي.

• تقييمات خزانة التحكم: حدد حماية الدخول بدرجة IP54 أو أعلى (IP65 للإلكترونيات المعرضة بشدة). تشمل السخانات الداخلية والفتحات المصفاة.

• فئة العزل وارتفاع درجة الحرارة: اطلب فئات حرارية أعلى (على سبيل المثال، الفئة F) وحدود معتدلة لارتفاع درجة الحرارة لإطالة عمر العزل في ظل الظروف الرطبة.

• الحماية من الصواعق والصواعق: تعتبر عملية التصلب ضد العوامل العابرة أكثر أهمية حيث يمكن للرطوبة أن تقلل من الهامش ضد الوميض.

4. أفضل الممارسات في تصميم الموقع وتركيبه

• رفع الأساس: وضع المحولات على منصات خرسانية مرتفعة فوق مستوى الفيضان؛ يحيط المنحدر للتصريف السريع.

• توفير مظلة بسيطة: إن السقف أو المأوى المتواضع يقلل بشكل كبير من هطول الأمطار التي تحركها الرياح على البطانات والمشعات.

• ضع فتحات التهوية والمصارف بعناية: قم بتوجيه فتحات التهوية بعيدًا عن اتجاهات الرياح والأمطار السائدة وتأكد من عدم انسداد المصارف.

• مدخل الكابلات والخنادق: استخدم مداخل الكابلات المرتفعة والمغلقة ذات المنحدر لمنع دخول الماء إلى صندوق الكابلات.

• اعتبارات التأريض: تغير التربة المغمورة بالمياه من مقاومة الأرض - قم بتخطيط أقطاب كهربائية متعددة أو تأريض كيميائي عند الضرورة والتحقق من صحتها من خلال اختبارات الموقع.

5. المراقبة والصيانة

يعد برنامج الصيانة الاستباقية هو الحماية الأكثر فعالية من حيث التكلفة:

• الفحوصات البصرية: عمليات فحص أسبوعية/نصف شهرية لتسرب الزيت والصدأ والمياه المجمعة وأعشاش الطيور والأختام التالفة.

• فحوصات جهاز التنفس والسخان: فحوصات شهرية لحالة هلام السيليكا ووظيفة السخان؛ التعامل مع أجهزة التنفس كمواد استهلاكية روتينية قابلة للاستبدال.

• اختبار الزيت: أخذ عينات الزيت سنويًا أو بشكل متكرر باستخدام DGA، والرطوبة (جزء في المليون)، واختبارات BDV للوحدات المملوءة بالزيت.

• الاختبار الدوري دون الاتصال بالإنترنت: يتم فحص عامل الطاقة ودلتا تان ومقاومة العزل كل 3 إلى 5 سنوات أو بعد أحداث غير طبيعية.

6. قائمة مراجعة المشتريات

قم بتضمين هذه البنود في وثائق العطاء الفنية:

• نوع المحول (محكم مغمور بالزيت أو راتنج مصبوب جاف) وتصنيفات MVA/kV.

• نظام الختم (محكم/حافظ مع المثانة)، أجهزة تنفس هلام السيليكا، وتوفير الجفاف.

• سخانات مضادة للتكثيف مع التحكم في درجة الحرارة.

• نظام الطلاء الاستوائي، والأجهزة المقاومة للصدأ، ومتطلبات اختبار رش الملح.

• البطانات البوليمرية/المركبة أو البورسلين عالي الجودة مع سقائف كارهة للماء.

• التحكم في تصنيف IP للمقصورة والسخان الداخلي.

• مخرجات اختبار المصنع: DGA، رطوبة الزيت (جزء في المليون)، BDV، مقاومة العزل، وتقرير اختبار الشهود.

7. حالات خاصة: المواقع الساحلية أو الجبلية أو شديدة التلوث

تحتاج المواقع الساحلية إلى إجراءات أكثر قوة لتخفيف التآكل وفترات زمنية أقصر للخدمة. قد تواجه المواقع الجبلية تقلبات نهارية أكبر - مما يزيد من قدرة السخان. تتطلب الأجواء الصناعية الملوثة تنظيفًا متكررًا وربما تهوية مرشحة لإلكترونيات التحكم.

خاتمة

إن اختيار المحول المناسب للمناطق الرطبة والمعرضة للمطر هو أكثر من مجرد اختيار الزيت مقابل الجفاف. ويتطلب الأمر منهجًا قائمًا على الأنظمة: مطابقة بناء المحولات مع إمكانية الصيانة، وتحديد إجراءات الختم ومكافحة التكثيف، وجعل المواد استوائية، وتصميم الموقع لإبقاء المياه بعيدًا عن الأجزاء المهمة، والاستثمار في المراقبة. غالبًا ما تؤدي المواصفات المدروسة وعمليات الحماية المتواضعة للموقع إلى تحسينات كبيرة في الموثوقية وتكلفة دورة الحياة.