أعلى 5 ضوابط عملية حاسمة لتثبيت وتشغيل نظام المعلومات الجغرافية
يقدم هذا المقال موجزاً عن مزايا وخصائص التكنولوجيا لجهاز GIS (المعدات المعزولة بالغاز) ويشرح عدة نقاط تحكم جودة وتدابير تحكم في العملية أثناء التركيب على الموقع. ويؤكد أن اختبارات مقاومة الجهد على الموقع يمكن أن تعكس فقط جزءًا من الجودة العامة وأعمال التركيب لجهاز GIS. ويمكن ضمان التشغيل الآمن والسلس لجهاز GIS فقط من خلال تقوية التحكم الشامل في الجودة طوال عملية التركيب بأكملها، خاصة في المجالات الرئيسية مثل بيئة التركيب، ومعالجة المواد الماصة، ومعالجة غرف الغاز، واختبار مقاومة الدائرة.
مع تطور أنظمة الطاقة، يتم وضع متطلبات أعلى لأداء المعدات الأولية للمحولات. ولذلك، يتم استخدام معدات كهربائية أكثر تقدماً بشكل متزايد في المحولات. ومن بينها، يكتسب جهاز GIS (المعدات المعزولة بالغاز والمغلقة بسطح معدني) تطبيقات أوسع بسبب مزاياه العديدة. وبالتالي، أصبح التركيب والتشغيل على الموقع لجهاز GIS جزءًا محوريًا في بناء المحولات.
1. خصائص التكنولوجيا لجهاز GIS
هيكل مدمج مع مساحة صغيرة
موثوقية تشغيل عالية وأداء أمان ممتاز
يزيل التأثيرات الخارجية الضارة
فترة تركيب قصيرة
صيانة سهلة وفترات فحص طويلة
2. نقاط التحكم الرئيسية في العملية وتدابير التحكم في تركيب جهاز GIS
بسبب التكامل العالي والتصميم المدمج لجهاز GIS، قد يؤدي أي إهمال أثناء التركيب على الموقع إلى ترك مخاطر مخفية قد تؤدي إلى أعطال في الجهاز أو حتى حوادث في الشبكة. بناءً على الخبرة من تركيبات متعددة للمحولات التي تحتوي على جهاز GIS، فمن الضروري السيطرة الصارمة على الجوانب الرئيسية التالية أثناء التركيب والتشغيل.
2.1 السيطرة على بيئة التركيب
غاز SF₆ حساس للغاية للرطوبة والشوائب، لذا يجب السيطرة الصارمة على بيئة التركيب على الموقع. بما أنه يجب فتح غرف الغاز أثناء التركيب، يجب أن يتم العمل في الطقس الجاف والواضح برطوبة محيطة أقل من 80٪. بمجرد فتح الغرفة، يجب أن يتم معالجة الفراغ بشكل مستمر لتقليل وقت التعرض. بالنسبة للتركيبات الخارجية، يجب ألا تتجاوز سرعة الرياح درجة Beaufort 3. وإذا لزم الأمر، يجب تنفيذ تدابير الحماية المحلية حول منطقة الغرفة المفتوحة، ويجب السيطرة الصارمة على توليد الغبار داخل المنطقة الآمنة. يجب أن يكون موقع التركيب نظيفًا ومرتبًا.
يجب ألا يرتدي الأفراد الملابس ذات الألياف الساقطة أو القفازات. يجب تغطية الشعر تمامًا بقبعة، ويجب ارتداء كمامة. في ظروف الحرارة العالية، يجب اتخاذ تدابير التبريد لمنع الرطوبة الناتجة عن العرق من دخول الغرفة.
2.2 التعامل مع المواد الماصة في غرف غاز جهاز GIS
تستخدم عادةً مواد ماصة من نوع 4A في جهاز GIS، وهي غير موصلة ولها ثابت دييكتريك منخفض وخالية من الغبار. تظهر قدرة امتصاص قوية ويمكنها تحمل درجات الحرارة العالية والتعرض للأقواس الكهربائية. يجب تجفيف المادة الماصة في فرن التجفيف تحت الفراغ عند درجة حرارة تتراوح بين 200-300 درجة مئوية لمدة 12 ساعة. بعد التجفيف مباشرة، يجب إزالتها وتثبيتها في الغرفة خلال 15 دقيقة. يجب بدء معالجة الفراغ لغرفة الغاز التي تم تثبيت المادة الماصة فيها على الفور لتقليل تعرضها للهواء.
قبل التركيب، يجب وزن المادة الماصة وتسجيل وزنها لمراجعته في المستقبل أثناء الصيانة. إذا زاد الوزن بنسبة تزيد عن 25٪ أثناء الفحص، فإن ذلك يشير إلى امتصاص رطوبة كبير ويحتاج إلى التجدد. لا يمكن تجديد المادة الماصة من غرف إطفاء الأقواس.
2.3 معالجة الفراغ لغرف الغاز
يجب بدء معالجة الفراغ فوراً بعد تجميع الغرفة. يجب تثبيت صمام فحص في خط الأنابيب، ويجب أن يقوم شخص محدد براقبة العملية لمنع تدفق زيت مضخة إلى الغرفة في حالة انقطاع التيار الكهربائي. يجب تشغيل مضخة الفراغ أولاً لتأكيد عملها بشكل صحيح قبل فتح جميع صمامات خط الأنابيب. عند الإيقاف، يجب إغلاق الصمامات قبل إيقاف المضخة.
بعد تحقيق ضغط مطلق داخلي أقل من 133 باسكال، يجب استمرار تشغيل مضخة الفراغ لمدة 30 دقيقة أخرى، ثم إيقافها والعزل. يتم تسجيل الضغط المطلق (PA) بعد 30 دقيقة من الوقوف. بعد 5 ساعات أخرى من الوقوف، يتم قراءة الضغط (PB) مرة أخرى. تعتبر الغرفة محكمة الإغلاق إذا كان PB – PA < 67 باسكال. يمكن شحن غاز SF₆ المؤهل إلى الغرفة فقط بعد اجتياز هذا الاختبار.
خلال معالجة الفراغ، يجب تجنب الحالات الطويلة حيث تكون جانب واحد من العازل القرصي (عازل القرص) تحت الضغط التشغيلي المحدد بينما الجانب الآخر تحت فراغ عالٍ، لأن ذلك قد يتسبب في تلف ميكانيكي. إذا لزم الأمر، يجب تقليل الضغط على الجانب المضغوط إلى أقل من 50٪ من القيمة المحددة.
2.4 تأريض الغلاف
بسبب التخطيط الداخلي الكثيف لجهاز GIS، فإن المسافة الكهربائية بين الموصلات وبين الموصلات والغلاف المعدني صغيرة جداً. في حالة حدوث انهيار داخلي، ستتدفق تيارات عطل كبيرة عبر الموصلات الأرضية إلى شبكة الأرض. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن غلاف جهاز GIS مصنوع من مادة معدنية مغلقة، يمكن أن تسبب الأعطال غير المتماثلة في النظام فروقات جهد كبيرة على الغلاف بسبب التحريض المغناطيسي، مما قد يتسبب في تلف المعدات أو خطر على الأفراد.
لذلك، يجب أن تلتزم أعمال التأريض بمعايير عالية. يُنصح بأن تستخدم المحولات التي تحتوي على جهاز GIS شبكات أرضية من النحاس لتقليل المقاومة الكلية للأرض. يجب أيضًا استخدام مواد النحاس في جميع الاتصالات بين الغلاف وشبكة الأرض. نظرًا لوجود عوازل القرص والأختام المطاطية بين غرف الغاز، يجب تثبيت قضبان توصيل النحاس بين الأغلفة. يجب أن تتناسب مساحة المقطع العرضي لهذه القضبان مع شبكة الأرض الرئيسية.
يستخدم جهاز GIS نظام تأريض متعدد النقاط. يجب أن يتبع عدد وموقع نقاط التأريض المواصفات المصنعة والتصميم.
2.5 اختبار مقاومة الدائرة الرئيسية
يعتبر اختبار مقاومة الدائرة الرئيسية أمرًا حاسمًا في تركيب جهاز GIS. فهو ليس فقط يتحقق من سلامة اتصالات الاتصال بين الوحدات، ولكنه يؤكد أيضًا تسلسل الطور الصحيح للحافلة الرئيسية. بالنسبة للمعدات المغلقة بالكامل، فإن التسلسل الصحيح للطور والاتصالات الموثوقة يعتبران مهمين للغاية. في الواقع، حدث إعادة العمل بسبب التسلسل الخاطئ أو الاتصالات الخاطئة للموصلات.
عادة ما توفر الشركات المصنعة قيم مقاومة الاتصال القياسية للاتصالات الداخلية. يجب اختبار مقاومة الدائرة بشكل تجزيئي أثناء التجميع، مما يسمح بلكشف المبكر وإصلاح الاتصالات السيئة. يجب ألا تتجاوز المقاومة المقاسة لكل قسم مجموع القيم المحددة من الشركة المصنعة لجميع الاتصالات داخل هذا القسم.
بعد التجميع الكامل، يجب إجراء اختبار مقاومة الدائرة الكامل، ويجب ألا يتجاوز النتيجة الحسابية النظرية.
ملاحظة خاصة: يجب عدم إجراء اختبار مقاومة الدائرة على الغرف التي تخضع لمعالجة الفراغ. تحت ضغط أقل من الضغط الجوي، تكون مقاومة العزل داخل الغرفة منخفضة للغاية. حتى بضع عشرات من الفولتات يمكن أن تسبب تفريغ سطحي على عوازل القرص، مما يترك آثار تفريغ تصبح نقاط عزل ضعيفة ومصادر محتملة للأعطال أثناء التشغيل. لذلك، يجب إجراء فحوصات دقيقة قبل أي قياس للمقاومة لتجنب اختبار الغرف المفرغة.
2.6 اختبار مقاومة الجهد
تعتبر خصائص العزل الممتازة لغاز SF₆ ممكنة لتحقيق تصميم مدمج لجهاز GIS. يستخدم جهاز GIS أغلفة من سبائك الألومنيوم المأرضة، وفي الضغط التشغيلي، تكون الفجوة بين الموصلات الداخلية أو بين الموصلات والغلاف المأرض صغير جدًا. نظرًا للتجميع المسبق المرتفع في المصنع، يتم شحن المكونات الحرجة مثبتة مسبقًا. ومع ذلك، يمكن أن يحدث نقل المكونات أثناء النقل أو تقديم شوائب دقيقة أثناء التركيب على الموقع تشوه في توزيع المجال الكهربائي الداخلي. على عكس المعدات المعزولة بالبورسلين، يمكن أن تسبب حتى الشوائب الصغيرة أو الجزيئات في مفاتيح جهاز GIS تفريغاً غير طبيعي أو انهيارًا.
لذلك، يعتبر اختبار مقاومة الجهد على الموقع الدفاع النهائي لتأكيد أداء جهاز GIS وجودة التركيب.
وفقًا لوائح الاختبارات القبول، يكون الجهد الاختباري على الموقع 80٪ من الجهد الاختباري في المصنع. على سبيل المثال، لجهاز GIS بـ 110 كيلو فولت، يكون جهد الاختبار لمقاومة الدائرة الرئيسية 80٪ من الجهد الاختباري في المصنع: 230 كيلو فولت × 80٪ = 184 كيلو فولت، مطبق لمدة دقيقة واحدة. يجب إجراء الاختبار بعد مرور 24 ساعة على الأقل بعد ملء الغاز بالكامل. يجب ألا تشمل مكابح البرق والمحولات الكهربائية في الاختبار. يجب اختبار الكابلات الخارجة ذات الجهد العالي معًا بعد ربطها بجهاز GIS. قبل الاختبار، يجب قياس مقاومة العزل وتأكيد أنها مرضية.
إجراء الاختبار: زيادة الجهد بمعدل 3 كيلو فولت/ثانية إلى الجهد التشغيلي المحدد (63.5 كيلو فولت)، الاحتفاظ به لمدة 1-3 دقائق لمراقبة حالة الجهاز، ثم رفعه إلى 184 كيلو فولت والحفاظ عليه لمدة دقيقة واحدة. تكرار هذا الإجراء لكل طور.
يمكن تشغيل جهاز GIS الذي يجتاز اختبار مقاومة الجهد. ومع ذلك، لا يمكن لهذا الاختبار اكتشاف جميع العيوب المحتملة. أثناء التشغيل، يجب أن يتحمل جهاز GIS ليس فقط الجهد الكهربائي الترددي ولكن أيضًا الجهد الزائد الناجم عن البرق والتحويل. تختلف قوة الانهيار للمجال لغاز SF₆ بناءً على نوع الجهد. بالنسبة لنظام الأقطاب coaxial cylindrical، يمكن التعبير عن جهد الانهيار 50٪ لغاز SF₆ بشكل تجريبي ك:
U₅₀ = (AP + B)μd
حيث:
P — ضغط الغرفة
d — المسافة الكهربائية (مم)
μ — معامل استخدام المجال الكهربائي
A, B — ثوابت تعتمد على شكل الجهد
وبالتالي، يختلف جهد الانهيار بناءً على نوع الجهد والقطبية. تظهر العيوب الداخلية المختلفة حساسيات مختلفة لأشكال الجهد المختلفة. الجهد الكهربائي الترددي AC حساس لانهيار العزل الناجم عن الرطوبة والشوائب أو الجزيئات المعدنية في غاز SF₆، ولكنه أقل حساسية للخدوش السطحية أو حالة سطح الموصل السيئة.
لذلك، لا يمكن لاختبارات مقاومة الجهد الترددي اكتشاف جميع العيوب الداخلية. تظل تحسين التحكم في العمليات أثناء التركيب وتحسين جودة التركيب الشاملة أهم التدابير لضمان التشغيل الآمن لجهاز GIS.
3. الخاتمة
يحلل هذا المقال نقاط التحكم الرئيسية في العملية وجودة التركيب على الموقع لجهاز GIS. ويوضح أن اختبارات مقاومة الجهد على الموقع يمكن أن تعكس فقط جزءًا من الجودة العامة وأعمال التركيب لجهاز GIS. وبشكل أكثر أهمية، يسلط الضوء على أن تحقيق التحكم الصارم في كل عملية تركيب - التأكد من الامتثال الكامل للإجراءات والإرشادات - هو ما يمكن أن يضمن تشغيل جهاز GIS بشكل آمن وموثوق من البداية.
يأمل أن يكون هذا الملخص مرجعًا مفيدًا للزملاء في صناعة البناء الكهربائي.
