اختبار الدافع للمحولات

الدروس الأساسية:
● اختبار النبض لتعريف المحول:يتحقق اختبار النبض للمحول من قدرته على تحمل نبضات الجهد العالي، مما يضمن أن عزله يمكنه التعامل مع الارتفاعات المفاجئة في الجهد.
●اختبار نبضات البرق:يستخدم هذا الاختبار الفولتية الطبيعية الشبيهة بالبرق لتقييم عزل المحولات، وتحديد نقاط الضعف التي قد تسبب الفشل.
● تبديل اختبار الاندفاع:يحاكي هذا الاختبار ارتفاعات الجهد الناتجة عن عمليات التبديل في الشبكة، والتي يمكن أن تؤدي أيضًا إلى الضغط على عزل المحولات.
● مولد النبضات:يقوم مولد النبضات، المعتمد على دائرة ماركس، بإنشاء نبضات عالية الجهد عن طريق شحن المكثفات على التوازي وتفريغها على التوالي.
● اختبار الأداء:يتضمن إجراء الاختبار تطبيق نبضات البرق القياسية وتسجيل أشكال الطول الموجي للجهد والتيار لتحديد أي فشل في العزل.
الإضاءة ظاهرة شائعة فيخطوط النقلبسبب طولهم الطويل. هذه ضربة البرق على الخطموصليسبب الجهد الدافع. المعدات الطرفية لخط النقل مثلمحول الطاقةثم يواجه هذه الفولتية دفعة البرق. مرة أخرى، أثناء جميع أنواع عمليات التبديل عبر الإنترنت في النظام، ستكون هناك نبضات تبديل في الشبكة. قد يكون حجم نبضات التبديل حوالي 3.5 أضعاف جهد النظام.
العزل أمر بالغ الأهمية للمحولات، حيث أن أي ضعف يمكن أن يسبب الفشل. للتحقق من فعاليتها، تخضع المحولات لاختبارات العزل الكهربائي. ومع ذلك، فإن اختبار تحمل تردد الطاقة ليس كافيًا لإظهار قوة العزل الكهربائي. ولهذا السبب يتم إجراء اختبارات النبضات، بما في ذلك اختبارات البرق وتبديل النبضات
دفعة البرق
إن دافع البرق هو ظاهرة طبيعية خالصة. لذلك من الصعب جدًا التنبؤ بالشكل الموجي الفعلي لاضطراب البرق. من البيانات التي تم جمعها حول البرق الطبيعي، يمكن استنتاج أن اضطراب النظام الناجم عن ضربة البرق الطبيعية، يمكن تمثيله بثلاثة أشكال موجية أساسية.
●موجة كاملة
● موجة مقطعة و
●أمام الموجة
على الرغم من أن الاضطراب النبضي البرقي الفعلي قد لا يكون له هذه الأشكال الثلاثة بالضبط، إلا أنه من خلال تحديد هذه الموجات يمكن للمرء إنشاء الحد الأدنى من قوة العزل النبضي للمحول.
إذا انتقل اضطراب البرق على طول خط النقل قبل الوصول إلىمحولقد يصبح شكلها الموجي موجة كاملة. إذا حدث وميض في أي وقتعازلوبعد ذروة الموجة قد تصبح موجة متقطعة.
إذا ضربت ضربة البرق أطراف المحول مباشرة، فإن النبضةالجهد االكهربىيرتفع بسرعة حتى يتم تخفيفه بواسطة وميض. في لحظة الوميض، ينهار الجهد فجأة وقد يشكل مقدمة شكل الموجة.
قد يكون تأثير هذه الأشكال الموجية على عزل المحولات مختلفًا عن بعضها البعض. لن نتناول هنا مناقشة تفصيلية لنوع أشكال موجة الجهد النبضي التي تسبب أي نوع من الفشل في المحول. ولكن مهما كان شكل موجة الجهد الكهربي المضطربة البرق، فكلها يمكن أن تسبب فشل العزل في المحول. لذااختبار نبضات الإضاءة للمحولاتهو واحد من أهم نوع اختبار المحولات.

تبديل الدافع
من خلال الدراسات والملاحظات تكشف أن تبديل الجهد أو تبديل النبض قد يكون له وقت أمامي يصل إلى عدة مئات من الميكروثانية وقد يتم إخماد هذا الجهد بشكل دوري. اعتمدت IEC – 600060 لاختبار نبض التحويل، موجة طويلة ذات زمن أمامي 250 ميكروثانية وزمن يصل إلى نصف القيمة 2500 ميكروثانية مع تفاوتات.
الغرض من اختبار الجهد النبضي هو التأكد من أنمحوليتحمل العزل الجهد الزائد الذي قد يحدث أثناء الخدمة.

يعتمد تصميم مولد النبضات على دائرة ماركس. يظهر مخطط الدائرة الأساسية في الشكل أعلاه. الدافعالمكثفاتيتم شحن Cs (12 مكثفًا بقيمة 750 ηF) بالتوازي من خلال الشحنالمقاوماتRc (28 كيلو أوم) (أعلى جهد شحن مسموح به 200 كيلو فولت). عندما يصل جهد الشحن إلى القيمة المطلوبة، يبدأ انهيار فجوة الشرارة F1 بواسطة نبضة إطلاق خارجية. عندما تنهار F1، ترتفع احتمالية المرحلة التالية (النقطة B وC). لأن المقاومات المتسلسلة Rs ذات قيمة أومية منخفضة مقارنة بمقاومات التفريغ Rb (4,5 kΩ) ومقاوم الشحن Rc، وبما أن مقاومة التفريغ منخفضة الأومية Ra مفصولة عن الدائرة بواسطة فجوة الشرارة المساعدة Fal ، يرتفع فرق الجهد عبر فجوة الشرارة F2 بشكل كبير ويبدأ انهيار F2.
وبالتالي تتسبب فجوات الشرارة في الانهيار بالتسلسل. وبالتالي يتم تفريغ المكثفات في اتصال تسلسلي. تم تصميم مقاومات التفريغ عالية الأومية Rb لتبديل النبضات والمقاومات منخفضة الأومية Ra لتبديل نبضات البرق. يتم توصيل المقاومات Ra على التوازي مع المقاومات Rb، عندما تتعطل فجوات الشرارة المساعدة، مع تأخير زمني قدره بضع مئات من النانو ثانية.
يضمن هذا الترتيب أن يعمل المولد بشكل صحيح.
يتم قياس شكل الموجة وقيمة الذروة للجهد النبضي عن طريق نظام تحليل النبضات (DIAS 733) المتصل بالجهازمقسم الجهد. يتم الحصول على الجهد المطلوب عن طريق اختيار عدد مناسب من المراحل المتصلة بالسلسلة وضبط جهد الشحن. من أجل الحصول على طاقة التفريغ اللازمة، يمكن استخدام التوصيلات المتوازية أو المتسلسلة المتوازية للمولد. في هذه الحالات يتم توصيل بعض المكثفات على التوازي أثناء عملية التفريغ.
يتم الحصول على شكل النبضة المطلوبة عن طريق الاختيار المناسب للسلسلة ومقاومات التفريغ للمولد.
يمكن حساب الزمن الأمامي تقريبًا من المعادلة:
بالنسبة إلى R1 >> R2 وCg >> C (15.1)
تي = .RC123
ونصف الوقت إلى نصف القيمة من المعادلة
تي ≈ 0,7.RC
ومن الناحية العملية، يتم تحديد أبعاد دائرة الاختبار وفقًا للخبرة.

أداء اختبار الدافع
يتم إجراء الاختبار باستخدام نبضات البرق القياسية ذات القطبية السلبية. يتم تحديد الوقت الأمامي (T1) والوقت حتى نصف القيمة (T2) وفقًا للمعيار.
دفعة البرق القياسية
الوقت الأمامي T1 = 1,2 μs ± 30%
الوقت حتى نصف القيمة T2 = 50 μs ± 20%

من الناحية العملية، قد ينحرف شكل النبضة عن النبضة القياسية عند اختبار الملفات ذات الجهد المنخفض ذات القدرة العالية التصنيف والملفات ذات سعة الإدخال العالية. يتم إجراء اختبار النبض بجهد قطبي سلبي لتجنب حدوث وميض غير منتظم في العزل الخارجي ودائرة الاختبار. تعد تعديلات الشكل الموجي ضرورية لمعظم كائنات الاختبار. الخبرة المكتسبة من نتائج الاختبارات على وحدات مماثلة أو الحسابات المسبقة النهائية يمكن أن تعطي إرشادات لاختيار المكونات لدائرة تشكيل الموجة.
يتكون تسلسل الاختبار من نبضة مرجعية واحدة (RW) عند 75% من السعة الكاملة متبوعة بالعدد المحدد من تطبيقات الجهد عند السعة الكاملة (FW) (وفقًا للمواصفة IEC 60076-3 ثلاث نبضات كاملة). المعدات اللازمة للجهد وحاضِريتكون تسجيل الإشارة من مسجل رقمي عابر، وشاشة، وكمبيوتر، وراسمة، وطابعة. يمكن مقارنة التسجيلات على المستويين مباشرة لمؤشر الفشل. بالنسبة لتنظيم المحولات، يتم اختبار مرحلة واحدة باستخدام مبدل الصنبور عند التحميل المحدد للمقننالجهد االكهربىويتم اختبار المرحلتين الأخريين في كل من المواقف المتطرفة.

اتصال اختبار الدافع
تتحقق جميع اختبارات العزل الكهربائي من مستوى العزل للوظيفة. يستخدم مولد الدافع لإنتاج المحددالجهد االكهربىموجة دافعة مدتها 1.2/50 ميكرو ثانية. دفعة واحدة من انخفاضالجهد االكهربىبين 50 إلى 75% من جهد الاختبار الكامل والنبضات الثلاثة اللاحقة عند الجهد الكامل.

لمحول ثلاث مراحل، يتم تنفيذ الدافع على جميع المراحل الثلاث على التوالي.
يتم تطبيق الجهد على كل طرف من أطراف الخط على التوالي، مع الحفاظ على الأطراف الأخرى مؤرضة.
يتم تسجيل أشكال موجة التيار والجهد على راسم الذبذبات وأي تشويه في شكل الموجة هو معيار الفشل.