تعزيز أجهزة مراقبة المقاومات المضادة للصواعق عبر الإنترنت: التحسينات الرئيسية لدقة التشخيص وإكتشاف الأعطال والموثوقية

1 أهمية أجهزة مراقبة الصواعق عبر الإنترنت
1.1 تعزيز سلامة نظام الطاقة وتقليل الضرر الناجم عن الرعد

خلال ضربات الرعد، تلعب الصواعق دورًا أساسيًا في تصريف الجهد الزائد. تعمل أجهزة المراقبة على ضمان استقرار الصواعق، وكشف الأعطال المحتملة في الوقت الفعلي، وتفعيل الإنذارات للتدخل المناسب - مما يقلل بشكل فعال من الضرر الناجم عن الرعد على معدات ونظام الطاقة، ويحافظ على التشغيل المستقر.

1.2 مراقبة الحالة في الوقت الفعلي، تحسين كفاءة الصيانة

تتبع أجهزة المراقبة المعلمات الرئيسية (مثل التيار المسرب) بشكل مستمر. من خلال تحديد الأعطال المبكرة وتجنب الحوادث الثانوية، تقوم بتوفير جدولة الصيانة الأمثل، وتقليل الانقطاعات غير الضرورية، وضمان إمداد الطاقة الموثوق به - وهو أمر حيوي لسلامة وكفاءة النظام.

2 مبادئ أجهزة اختبار المراقبة عبر الإنترنت
2.1 التقاط الإشارات

تقوم أجهزة المراقبة بجمع الإشارات عبر اتصالات الصواعق. تحت ظروف التشغيل العادية، تبقى الصواعق مستقرة؛ وفي حالات الجهد الزائد (الرعد/التبديل)، يتم تفعيلها لتصريف الطاقة. تستخدم أجهزة المراقبة أجهزة استشعار لالتقاط معلمتين رئيسيتين:

• التيار المسرب: تقوم محولات التيار بتحويل التيار المسرب إلى إشارات كهربائية قابلة للقياس؛

• عدد العمليات: يتم الكشف عن حوادث التفريغ عبر إشارات معينة تولدها أثناء تفعيل الصواعق.

2.2 معالجة وإجراء تحليل الإشارات

تتم معالجة الإشارات المجمعة عبر ثلاثة أجزاء رئيسية:

• المكبر: يعزز الإشارات الضعيفة للمعالجة اللاحقة؛

• المصفاة: تزيل الضوضاء والتشويش، مما يحسن جودة الإشارة؛

• محول التناظري إلى الرقمي (ADC): يقوم بتحويل الإشارات التناظرية إلى صيغة رقمية لإجراء تحليل دقيق.

تتم معالجة الإشارات الرقمية بواسطة المعالجات الدقيقة/الشرائح، مع التركيز على:

• تقييم العزل: يقوم بحساب قيمة ومقدار التيار المسرب لتقييم أداء العزل. زيادة التيار المسرب تشير إلى تدهور العزل وارتفاع خطر الأعطال؛

• إحصائيات العمليات: تتبع تكرار التفعيل، مما يعكس مستوى نشاط الرعد أو تدهور الصواعق (العمليات المتكررة قد تشير إلى نشاط الرعد الشديد أو انخفاض الأداء).

3 عيوب أجهزة الاختبار التقليدية
3.1 دقة الاختبار المنخفضة

تعاني معالجة الإشارات القائمة على التناظرية من التأثر بالتشويش (مثل الضوضاء التي تغطي التغيرات الصغيرة في التيار المسرب). تؤثر دقة الأجهزة الاستشعارية ودوائر تكييف الإشارة أيضًا على الدقة، مما يقلل من موثوقية البيانات.

3.2 قصور الوظائف

تحتوي الأجهزة التقليدية على اختبار المعلمات الأساسية (التيار المسرب، عدد العمليات) ولكنها تفتقر إلى الميزات المتقدمة (تشخيص الأعطال، تحليل البيانات)، مما يجعل من الصعب اكتشاف المخاطر الخفية بشكل شامل.

3.3 عمليات معقدة

يتطلب الاختبار عملية توصيل معقدة (مثل تركيب الأجهزة الاستشعارية، توصيلات الإشارات) وواجهات غير ودية، مما يزيد من مخاطر الخطأ لدى المستخدم وصعوبة التشغيل.

3.4 موثوقية ضعيفة

تسبب المكونات الميكانيكية (مثل المقابس عرضة للتآكل، التواصل السيء) والدوائر التناظرية (حساسة للحرارة/الرطوبة) أعطالًا متكررة. تتطلب الصيانة مهارات متخصصة، مما يرفع التكاليف والتعقيد.

يمكن تصور هياكل وأعطال الأجهزة التقليدية في الشكل 1.

4 إجراءات تحسين لأجهزة اختبار مراقبة الصواعق عبر الإنترنت
4.1 تبني تقنية معالجة الإشارات الرقمية

تميز تقنية معالجة الإشارات الرقمية بمزايا مثل قوة مقاومة التشويش، والدقة العالية والاستقرار الجيد. يمكن أن يؤدي تطبيقها على جهاز اختبار مراقبة الصواعق عبر الإنترنت إلى تحسين دقة واستقرار الاختبار بشكل فعال. على سبيل المثال، يمكن لتقنية التصفية الرقمية إزالة التشويش في الإشارات بدقة، مما يحسن بشكل كبير جودة الإشارة؛ يمكن لخوارزميات معالجة الإشارات الرقمية حساب المعلمات الرئيسية مثل التيار المسرب وتكرار العمليات بدقة عالية، مما يزيد من دقة الاختبار.

4.2 إضافة وحدات وظيفية

لتلبية احتياجات المستخدمين للميزات المتقدمة لأجهزة اختبار مراقبة الصواعق عبر الإنترنت، تم إضافة وحدات وظيفية مثل تشخيص الأعطال وتحليل البيانات للجهاز المحسن. من خلال تحليل المعلمات مثل التيار المسرب وتكرار العمليات، يمكن تحديد مخاطر الأعطال المحتملة للصواعق بدقة؛ يمكن أن يساعد تحليل البيانات التاريخية على فهم واضح لاتجاه عمل الصواعق، مما يوفر أساسًا موثوقًا به للصيانة الوقائية.

4.3 تحسين واجهة التشغيل

لتحسين سهولة استخدام جهاز اختبار مراقبة الصواعق عبر الإنترنت، تم تحسين واجهة التشغيل. على سبيل المثال، تم تقديم تقنية الشاشة اللمسية، مما يسمح للمستخدمين بإكمال العمليات وإعداد المعلمات مباشرة عبر اللمس؛ واجهة رسومية تمكن المستخدمين من فهم نتائج الاختبار وحالة الجهاز بشكل بديهي، مما يعزز تجربة التشغيل.

4.4 تعزيز الموثوقية

4.4.1 التصميم الوحداتي

اعتماد نهج التصميم الوحداتي، حيث يتم تقسيم جهاز الاختبار إلى عدة وحدات مستقلة. يمكن لكل وحدة العمل بشكل منفصل، مما يقلل بشكل كبير من صعوبات الصيانة والإصلاح ويعزز قابلية صيانة الجهاز.

4.4.2 المكونات والمواد ذات الجودة العالية

اختيار المكونات والمواد ذات الجودة العالية لضمان الاستقرار والموثوقية للجهاز على المستوى الأجهزة، مما يقلل من المشكلات الناجمة عن أعطال الأجهزة.

4.4.3 السيطرة الجودة الصارمة

تطبيق إجراءات السيطرة الجودة والاختبار الصارمة لفحص الأداء والجودة الشاملة للجهاز، مما يضمن تلبية متطلبات التصميم والاستخدام ووضع أساس متين للتشغيل المستقر للجهاز.

يظهر مخطط الشكل 2 للجهاز المحسن لمراقبة الصواعق عبر الإنترنت.

5 تحليل حالة
5.1 مقدمة الحالة

تم اختيار مجموعة من الصواعق في محطة تحويل كهربائية كموضوع الاختبار. تم استخدام الجهاز المحسن لإجراء اختبارات شاملة، بما في ذلك قياس المعلمات مثل التيار المسرب وتكرار العمليات والتيار المقاوم، بالإضافة إلى التحقق من الوظائف مثل تشخيص الأعطال وتحليل البيانات.

5.2 عملية الاختبار والنتائج

5.2.1 اختبار التيار المسرب

قام الجهاز المحسن بقياس التيار المسرب للصواعق، والذي ظل مستقرًا ضمن النطاق الطبيعي دون انحراف كبير عن البيانات التاريخية. هذا يشير إلى أداء عزل جيد، بدون زيادة غير طبيعية في التيار المسرب.

5.2.2 اختبار تكرار العمليات

عن طريق محاكاة عمليات الصواعق، قام الجهاز المحسن بتسجيل تكرار العمليات بدقة، متطابقًا مع الأفعال الفعلية. هذا يؤكد قدرة الجهاز على توفير بيانات موثوقة للتشغيل والصيانة.

5.2.3 اختبار التيار المقاوم

بقيت قياسات التيار المقاوم (عبر الجهاز المحسن) ضمن النطاق الطبيعي، متسقة مع البيانات التاريخية. هذا يعكس مكونات مقاومة طبيعية، دون أي مؤشرات على الشيخوخة أو التلف.

5.2.4 تأكيد تشخيص الأعطال

عن طريق محاكاة الأعطال (مثل أعطال الأجهزة الاستشعارية، مشاكل دوائر تكييف الإشارة)، قام الجهاز المحسن بكشف نقاط الأعطال وتقديم إنذارات واضحة. هذا يؤكد موثوقية وظيفة تشخيص الأعطال للتحديد الفوري للعيوب.

5.2.5 تأكيد تحليل البيانات

من خلال تحليل بيانات الصواعق التاريخية، قام الجهاز المحسن بإنشاء مخططات اتجاهات للمعلمات (التيار المسرب، تكرار العمليات) والتقارير التفصيلية. هذا يدل على قدرات تحليل البيانات القوية، مما يدعم القرارات العلمية للتشغيل والصيانة.

5.3 تحليل النتائج

يتميز الجهاز المحسن بدقة عالية، ووظائف شاملة، وسهولة التشغيل، ومعتوقية قوية - مما يلبي تمامًا متطلبات اختبار مراقبة الصواعق عبر الإنترنت.

توفر قدراته في تشخيص الأعطال وتحليل البيانات تحديدًا مبكرًا للمشكلات المحتملة، مما يعزز موثوقية وسلامة المعدات. بشكل عام، يحسن الجهاز كفاءة ودقة الاختبار، مما يحمي التشغيل المستقر لنظام الطاقة.

6 الخلاصة

مع تطور أنظمة الطاقة، تستمر طلبات الدقة والموثوقية لأجهزة مراقبة الصواعق عبر الإنترنت في الازدياد. يقدم هذا البحث تحسينات لأجهزة الاختبار - تحسين وحدات التقاط الإشارات ومعالجتها والتحكم بها والعرض والطاقة - لتعزيز الاستقرار والدقة.

أثبتت الاختبارات الميدانية فعالية الجهاز، مما يوفر أساسًا موثوقًا به للفحص الجودة لمراقبة الصواعق عبر الإنترنت. يجب أن تركز الجهود المستقبلية على تقدم تقنيات الكشف عن معدات الطاقة، وتحسين أجهزة الاختبار باستمرار لضمان التشغيل الآمن والاستقراري لأنظمة الطاقة.