اختبارات الجهد العالي | اختبار التيار المستمر منخفض التردد عالي التردد النبضي أو الصدمة
طلب الطاقة الكهربائية يزداد بسرعة. في هذه الأيام، من الضروري نقل كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية من مكان إلى آخر لتلبية هذا الطلب المتزايد على الطاقة. يمكن أن يتم نقل الطاقة الكبيرة بكفاءة عالية عبر نظام نقل الطاقة الكهربائية ذات الجهد العالي. لذا، يصبح نظام الجهد العالي متطلباً أساسياً لنقل الطاقة. يجب أن تكون المعدات المستخدمة في هذه الأنظمة الناقلة للجهد العالي قادرة على تحمل توتر الجهد العالي.
ولكن بالإضافة إلى قدرتها العادية على تحمل الجهد العالي، يجب أن تكون المعدات ذات الجهد العالي قادرة أيضاً على تحمل جهود زائدة مختلفة خلال فترة تشغيلها. قد تحدث هذه الجهود الزائدة المختلفة أثناء ظروف غير طبيعية متنوعة.
لا يمكن تجنب هذه الجهود الزائدة غير الطبيعية، لذا يتم تصميم وتصنيع مستوى العزل للمعدات بحيث يمكنها تحمل جميع هذه الظروف غير الطبيعية.
لضمان قدرة المعدات على تحمل هذه الجهود الزائدة غير الطبيعية، يجب أن تخضع المعدات لإجراءات اختبار جهد عالي مختلفة.
يتم استخدام بعض هذه الاختبارات لضمان القابلية للتوصيل، والخسائر العازلة لكل وحدة حجم، وقوة العزل لـ مادة العزل. يتم إجراء هذه الاختبارات عادة على عينة من مادة العزل. يتم إجراء اختبارات جهد عالي أخرى على المعدات الكاملة. تهدف هذه الاختبارات إلى قياس وتوفير السعة الكهربائية، والخسائر العازلة، وجهد الانهيار، وجهد البرق وغيرها من الخصائص للمعدات بشكل كامل.
أنواع اختبار الجهد العالي
هناك أربع طرق اختبار جهد عالي رئيسية تُطبق على المعدات ذات الجهد العالي وهي:
اختبارات التردد المنخفض المستمرة.
اختبار التيار المستمر الثابت.
اختبار التردد العالي.
اختبار الصدمة أو النبضة.
اختبار التردد المنخفض المستمر
يتم هذا الاختبار عادة عند التردد الطبيعي (في الهند هو 50 هرتز وفي أمريكا هو 60 هرتز). هذا هو الاختبار الأكثر شيوعاً للجهد العالي، الذي يتم على المعدات ذات الجهد العالي. يتم إجراء هذا الاختبار، أي اختبار التردد المنخفض المستمر، على عينة من مادة العزل لتحديد وضمان قوة العزل وخسائر العزل لـ مادة العزل. يتم إجراء هذا الاختبار أيضاً على المعدات ذات الجهد العالي والعوازل الكهربائية ذات الجهد العالي لضمان قوة العزل وخسائر العزل لهذه المعدات والعوازل.
إجراء اختبار التردد المنخفض المستمر
إجراء الاختبار بسيط جداً. يتم تطبيق الجهد العالي عبر عينة من العزل أو المعدة تحت الاختبار بواسطة محوّل جهد عالي. يتم توصيل مقاوم بالسلسلة مع المحوّل لتحديد التيار القصير الدائري في حالة حدوث انهيار في الجهاز تحت الاختبار. يتم تصنيف المقاوم بعدد أومات مساوي للجهد العالي المطبق على الجهاز تحت الاختبار.
وهذا يعني أن المقاومة يجب أن تكون مصنفة بمعدل 1 أوم / فولت. على سبيل المثال، إذا طبقنا 200 كيلوفولت أثناء الاختبار، يجب أن يكون للمقاوم 200 كيلوأوم، بحيث يكون التيار المعيب محدودًا إلى 1 أمبير في حالة حدوث قصر دائري نهائي. لهذا الاختبار، يتم تطبيق الجهد العالي بتردد الطاقة على العينة أو المعدة تحت الاختبار لفترة طويلة محددة لضمان قدرة العزل على تحمل الجهد العالي المستمر.
ملاحظة : المحوّل المستخدم لإنتاج الجهد العالي الإضافي في هذا نوع من اختبارات الجهد العالي، قد لا يكون ذو تصنيف قوة عالي. رغم أن الجهد الخرجي مرتفع جداً، إلا أن التيار الأقصى محدد بـ 1 أمبير في هذا المحوّل. في بعض الأحيان، يتم استخدام المحولات المتسلسلة للحصول على جهد عالي جداً إذا كان ذلك ضرورياً.
اختبار الجهد العالي بالتيار المستمر
يُستخدم اختبار الجهد العالي بالتيار المستمر عادةً للأجهزة المستخدمة في نظام نقل الجهد العالي بالتيار المستمر. ولكن هذا الاختبار يُطبق أيضًا على الأجهزة ذات الجهد العالي بالتيار المتناوب عندما يكون اختبار الجهد العالي بالتيار المتناوب غير ممكن بسبب ظروف لا مفر منها.
على سبيل المثال، في الموقع الرئيسي، بعد تركيب الأجهزة، يكون من الصعب ترتيب مصدر طاقة متناوبة ذات جهد عالي لأنه قد لا يكون هناك محوّل جهد عالي متوفر في الموقع. لذلك، يكون اختبار الجهد العالي بالتيار المتناوب غير ممكن بعد تركيب الأجهزة. في هذه الحالة، يكون اختبار الجهد العالي بالتيار المستمر الأنسب.
في اختبار الجهد العالي بالتيار المستمر للأجهزة المتناوبة، يتم تطبيق جهد مباشر يبلغ حوالي ضعف الجهد المقنن على الجهاز تحت الاختبار لمدة تتراوح بين 15 دقيقة إلى 1.5 ساعة. رغم أن اختبار الجهد العالي بالتيار المستمر ليس بديلاً كاملاً لاختبار الجهد العالي بالتيار المتناوب، إلا أنه يُطبق حيث يكون اختبار HVAC غير ممكن تماماً.
اختبار التردد العالي
قد يتعرض العوازل المستخدمة في نظام نقل الجهد العالي لانهيار أو تفريغ خلال اضطرابات التردد العالي. تحدث اضطرابات التردد العالي في نظام الجهد العالي بسبب عمليات التحويل أو لأسباب خارجية أخرى. يمكن أن يؤدي التردد العالي في الطاقة إلى فشل العوازل حتى عند جهود منخفضة نسبياً بسبب الخسائر العازلة العالية والتثبيت.
لذلك، يجب أن يضمن عزل جميع المعدات ذات الجهد العالي قدرته على تحمل الجهد العالي الترددي خلال فترة عمره الطبيعية. في الغالب، يؤدي انقطاع التيار الخط الفجائي أثناء التحويل وإعطال الدائرة المفتوحة إلى زيادة تردد موجة الجهد في النظام.
وقد تبين أن الخسائر العازلة لكل دورة من الطاقة ثابتة تقريباً. لذا، عند التردد العالي، تصبح الخسائر العازلة لكل ثانية أعلى بكثير من التردد الطبيعي للطاقة. تؤدي هذه الخسائر العازلة السريعة والكبيرة إلى تسخين كبير للعوازل. يؤدي التسخين الشديد في النهاية إلى فشل العزل وقد يكون ذلك عن طريق انفجار العوازل. لذلك، يتم إجراء اختبار التردد العالي على المعدات ذات الجهد العالي لضمان قدرتها على تحمل الجهد العالي الترددي.
اختبار الصدمة أو النبضة
قد يكون هناك تأثير كبير للصدمة أو البرق على خطوط النقل. يمكن لهذه الظواهر أن تؤدي إلى انهيار عازل خط النقل وقد تهاجم أيضاً محول الطاقة الكهربائي المتصل بنهاية خطوط النقل. اختبارات الصدمة أو النبضة هي اختبارات جهد عالية جداً أو جهد عالي إضافي، تُجرى لاستكشاف تأثيرات الصدمات أو البرق على معدات النقل.
عادةً ما يكون الضرب المباشر للبرق على خط النقل نادرًا جدًا. ولكن عندما يقترب سحابة مشحونة من خط النقل، يشحن الخط بشكل معاكس بسبب الشحن الكهربائي داخل السحابة. عندما يتم تفريغ هذه السحابة المشحونة فجأة بسبب ضربة البرق قريبة، فإن الشحن المندفع للخط لم يعد مقيدًا ولكنه ينتقل عبر الخط بسرعة الضوء.
لذا، يمكن فهم أن حتى عندما لا يضرب البرق الموصل الناقل مباشرة، سيكون هناك اضطراب جهد زائد مؤقت.
بسبب تفريغ البرق على الخط أو بالقرب منه، تنتقل موجة جهد ذات مقدمة خطوة عبر الخط. يظهر شكل الموجة أدناه.
خلال سير هذه الموجة، يحدث توتر جهد عالي على العازل. مما يؤدي غالباً إلى تمزق عنيف للعوازل بسبب هذه النبضة البرقية. لذا، يجب إجراء تحقيق صحيح حول العوازل وأجزاء العزل في المعدات ذات الجهد العالي بواسطة اختبارات الجهد العالي.
النبضة البرقية هي ظاهرة طبيعية تمامًا، لذا لا يوجد لها شكل أو حجم محدد لموجة الجهد ذات المقدمة الخطوة. لذا، يتم تطبيق موجة جهد قياسية لإجراء هذا اختبار الجهد العالي. قد لا تكون هذه الموجة الجهدية القياسية مشابهة في الارتفاع والشكل للموجة الجهدية الفعلية بسبب البرق أو الصدمات.
في بريطانيا في BSS 923 : 1940، يتم التعبير عن الموجة الجهدية القياسية بأنها 1/50 νsec، مما يعني أن الجهد يصل إلى ذروته خلال 1 ميكروثانية ويستقر إلى 50٪ من قيمته القصوى خلال 50 ميكروثانية. وفقًا للمعايير الهندية، يتم التعبير عن الجهد النبضي بأنه 12/50 νsec. وهذا يشير إلى أن الجهد يصل إلى ذروته عند 12 ميكروثانية ويستقر مرة أخرى إلى 50٪ من قيمته القصوى عند 50 ميكروثانية.
بيان: احترم الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل لإزالته.
