ما يبحث عنه المهندسون بعد فشل المحول

يحدث هذا طوال الوقت. أنت جالس في مكتبك أو غرفة معيشتك، تستمتع بفنجان قهوة مريح، عندما دوي، صوت طلق ناري ينطلق في الشارع. المشكلة الوحيدة هي أنه لم يكن بداية رسمية لسباق جري. عندما تذهب إلى نافذتك، ترى شرارات تتطاير من عمود المرافق، والناس يتجمعون حول ما يجب عليهم تجنبه.

انفجار محول كهربائي يؤدي إلى مشاكل خطيرة. هناك خطر مباشر لفشل المحولات الكهربائية وانقطاع التيار الكهربائي عن المنازل والشركات والبنى التحتية الأخرى في المنطقة. يمكن أن يمثل هذا مشكلة كبيرة، خاصة في فصل الصيف، أو للعمليات المجتمعية الحيوية مثل المرافق الطبية ومراكز الاتصالات.

عندما تحدث هذه المواقف، يلزم إجراء تحقيق للمحول الكهربائي. في بعض الأحيان، يكون ذلك من فريق داخلي لدى مزود الخدمة المحلي. في أغلب الأحيان، يتم ذلك عن طريق الاستعانة بشركة هندسية كهربائية أو هندسية شرعية محترفة وذات خبرة لتحديد السبب والتداعيات وكيفية تجنب الموقف في المستقبل.

أسباب فشل المحولات الكهربائية نموذجياً

الخبر السار هو أن المحولات لا تتعطل طوال الوقت. يجب أن يكون هناك ضغط كهربائي أو حراري أو بيئي كبير لكي تنفجر هذه الأنظمة فجأة. يحدث ذلك عادة بسبب ارتفاع درجة الحرارة. كلما تجاوزت درجة الحرارة داخل المحول المعدل الخاص بها، فإنها تنفجر.

إن ارتفاع درجة حرارة المساحة المحيطة بالمحول يمثل مصدر قلق. أيام الحر في أريزونا، تكساس، كاليفورنيا، أو فلوريدا تثير القلق. ومع ذلك، فإن المشكلة الأكبر هي الحمل الكهربائي الكلي. درجة الحرارة الخارجية لن تتسبب في انفجار، ولكن عندما تقوم مئات المنازل التي تستخدم هذا المحول فجأة بتشغيل أجهزة التلفزيون ومكيفات الهواء وأجهزة الكمبيوتر الخاصة بها، ترتفع درجة الحرارة بسرعة.

تشمل القضايا الأخرى المتعلقة بهذا الخطر البنية التحتية القديمة. معظم مكونات شبكة الكهرباء الأمريكية هي 40-75 سنة قديم. هذه مشكلة كبيرة عند الأخذ في الاعتبار أن عدد السكان كان أقل وأن الطلب على الكهرباء كان أقل مما هو عليه في المنازل الحديثة. هناك أيضًا فشل في العزل، وقضايا الأعطال، والأضرار البيئية الناجمة عن الفيضانات أو ضربات البرق، والتآكل والرطوبة. النقطة المهمة هي أن هذه الأنظمة، على الرغم من أنها أكثر تقدمًا الآن من أي وقت مضى، لا تزال تنطوي على مخاطر.

أولويات المهندسين الأولى بعد فشل المحول

عندما يتعطل محول كهربائي، يكون الاهتمام الفوري هو السلامة والاستقرار. يتم استدعاء المهندسين والعاملين في الخطوط لتعطيل المعدات حتى يتم إصلاح الضرر. سيؤدي ذلك إلى تقليل خطر الوميض القوسي (arc flash) والحريق واشتعال الزيت وتلف الموصلات الإضافية.

زيت المحولات يمثل مشكلة خطيرة. كلما كان المكون أقدم، زادت احتمالية تسرب السوائل العازلة. يمكن أن تتسرب هذه إلى أنظمة المياه أو تخلق مخاطر إضافية للحريق إذا لم يتم احتواؤها. لهذا السبب من المهم جدًا إخلاء المنطقة من الأشخاص في أقرب وقت ممكن. إنها ليست مجرد قضايا كهربائية.

بمجرد استقرار الموقع، يتعلق الأمر باستعادة الطاقة والحفاظ على الأدلة. يحتاج تحليل فشل المحول إلى رؤية الموقع في حالته الحالية. إذا تم تنظيف كل شيء بسرعة كبيرة، فإنه يزيل تلك العوامل الرئيسية التي تساعد في تحديد السبب. المساءلة ضرورية لتحديد المسؤولية المالية والقانونية، وكذلك لمنع حدوث الشيء نفسه في المستقبل.

غالبًا ما تلعب الهندسة الجنائية دورًا مهمًا في هذه المرحلة. فكر في جميع التقارير التي تنشرها البلدية بشأن تحليل الأحمال الكهربائية أو الوقاية من المخاطر. فكلما تم تجاهل تلك الوثائق، تكون الدعوى القضائية قد حققت نجاحًا كبيرًا. إن الاطلاع على نتائج التحقيق المتعلق بمحول الطاقة أمر ضروري لإصلاح الأخطاء في جميع أنحاء الشبكة قبل أن تتلف تلك المكونات أيضًا.

ما الذي يحلله المهندسون في تحقيقات فشل المحولات

يستخدم تحليل فشل المحولات الذي يتم إجراؤه بشكل صحيح أدوات وعمليات قائمة على الأدلة لتحديد السبب. قد يكون هذا كهربائيًا أو حراريًا أو ميكانيكيًا أو تشغيليًا. يجب أن يغطي:

• مكونات المحول الداخلية
• لفائف، أنظمة العزل، محولات الصنبور، مجموعات العزل، وقلب المحولات
• دليل على ارتفاع درجة الحرارة، أو الإزاحة، أو التلوث، أو الانهيار الكهربائي
• قوى الدائرة القصيرة، التشوه الميكانيكي، التتبع الكربوني، السخونة المفرطة الموضعية
• الظروف البيئية وحمل الكهرباء في المنطقة المحلية
• اختبار الأداء العازل ومحتوى الرطوبة
• تقييم نظام التأريض، مراجعة تنسيق أجهزة الوقاية
• حالة معدات المنبع والمصب
• سجلات الاضطرابات التاريخية ومشاكل التثبيت

هناك العديد من الحالات التي لا يكون فيها المحول هو مصدر الفشل، بل سلسلة من الأعطال الخارجية أو مشاكل التأريض التي أدت إلى انفجاره. هذا التمييز حاسم عند تحديد المسؤولية عن الوضع.

علامات تحذيرية تظهر غالبًا قبل فشل المحول

يجب على البلديات وأصحاب المرافق التفكير في علامات التحذير الشائعة للفشل الوشيك للمحولات الكهربائية. كلما تم التعرف على هذه العلامات مبكرًا، قلت احتمالية حدوث أضرار أو انقطاع في الخدمة.

ضوضاء المحول مؤشر كبير. هناك العديد من المواقف حيث تشير مقاطع الفيديو على وسائل التواصل الاجتماعي أو المكالمات الهاتفية إلى مزود الخدمة المحلي إلى تغيير غريب في أنماط الطنين أو الاهتزازات أو الأصوات الميكانيكية الصادرة عن محول محلي. هذا يعني عادةً أن شيئًا ما بالداخل غير ثابت أو أن الكهرباء غير مستقرة.

اخرى هي تباين درجات الحرارة. يمكن لسلسلة من الأيام الحارة أو الطلب الكبير طويل الأمد على الشبكة أن تؤدي إلى ارتفاعات حرارية ونقاط ساخنة موضعية. وهذا من شأنه أن يؤدي إلى تدهور المحول، مما يؤدي غالبًا إلى تسرب الزيت الذي يجب عدم تجاهله أبدًا.

تقلبات الجهد، والنشاط الحراري غير الطبيعي، وانقطاع القواطع المتكرر هي أيضًا علامات واضحة على وجود خلل ما. عندها يجب استدعاء العمال للتأكد من عدم وجود تغير في اللون حول العوازل أو أي دليل على تدهور العزل. تستخدم بعض المنشآت أجهزة مراقبة عن بعد لهذا الغرض تحديدًا، والتي تلعب أيضًا دورًا في تحليل فشل المحولات بعد حدوث انهيار.

أفضل الممارسات التي تقلل من مخاطر فشل المحولات

أفضل طريقة لتجنب فشل المحولات هي أن تكون استباقيًا في عملياتك. حتى لو كلف ذلك البلدية المحلية مبلغًا إضافيًا قليلاً مقدمًا، فإن راحة البال هذه تستحق العناء مقارنةً بانقطاع التيار الكهربائي طويل الأجل وفقدان الإنتاج. تشمل بعض الاستراتيجيات الفعالة:

• فحوصات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء المنتظمة
• تحليل الغازات المذابة في زيت المحولات
• أنظمة المراقبة النشطة عن بعد المخصصة لمناطق الشبكة عالية المخاطر
• التحقق من التأريض بالتوظيف مهندسون كهربائيون ذوو خبرة أو مهندسون متخصصون في الطب الشرعي
• الفحص البصري للكشف عن تسرب الرطوبة والتعرض البيئي
• قطع أو تقليم أغصان الأشجار في المنطقة
• استبدال الأنظمة القديمة أو المتدهورة في أقرب وقت ممكن
• جدولة متابعة التحقيقات في حالات الفشل لتجنب المشكلات المستقبلية

يمكن دمج العديد من هذه الإجراءات الوقائية في الجداول اليومية للعاملين في الخطوط. في حين أنهم ليسوا مهندسين، إلا أن لديهم غالبًا خبرة مباشرة أكثر مع البنية التحتية للشبكة. طالما تم تمكينهم من تقديم تقارير للمهندسين من خلال مسار اتصال واضح، يتم تجنب المشاكل.

فشل المحولات نادراً ما يكون حدثاً عشوائياً

عندما يتعطل محول كهربائي، فمن المرجح أن يشير ذلك إلى مزيج من الإجهاد الحراري الموضعي، وتدهور العزل، والتعرض البيئي. سيضع ذلك مزيدًا من الضغط على الشبكة ويؤدي إلى توقف تشغيلي لا يريده أي مزود خدمة أو بلدية.

إن توظيف شركات الهندسة الجنائية لإجراء تحليل فشل المحولات مسبقًا ثم التحقيق بعد وقوع الحدث يوفر المعلومات اللازمة لتقليل المخاطر. مع حاجة الكثير من شبكات الكهرباء الأمريكية إلى التحديث، لا سيما بالنظر إلى الاستخدام المتزايد الذي تم تمكينه بواسطة الأنظمة الحديثة، فإن انتظار هذا التحليل ليس حكيماً.

فريقنا من المهندسين الكهربائيين المرخصين في Dreiym Engineering غالبًا ما يُستدعى لإجراء تحقيقات ما بعد الحوادث. نستخدم أدوات وعمليات معترف بها لكشف السبب الجذري، وغالبًا ما نقدم تقاريرنا لشركات التأمين والسلطات القانونية وملاك المرافق. إذا كنت معرضًا لخطر الفشل أو ترغب في معرفة سبب انفجار أنظمتك فجأة،, اتصل بنا. إن فهم سبب حدوث ذلك لا يقل أهمية عن استعادة الطاقة نفسها.