الدروس الأساسية:
●تعريف اختبار النبض للمحول: يتحقق اختبار النبض للمحول من قدرته على تحمل نبضات الجهد العالي، مما يضمن أن عزلته يمكنها التعامل مع القفزات المفاجئة في الجهد.
●اختبار نبض البرق: يستخدم هذا الاختبار جهودًا تشبه البرق الطبيعي لتقييم عزل المحول، وتحديد نقاط الضعف التي قد تسبب الفشل.
●اختبار نبض التبديل: يحاكي هذا الاختبار قفزات الجهد الناتجة عن عمليات التبديل في الشبكة، والتي يمكنها أيضًا إجهاد عزل المحول.
●مولد النبض: يخلق مولد النبض، بناءً على دائرة ماركس، نبضات الجهد العالي عن طريق شحن المكثفات على التوالي وتفريغها على التوازي.
●أداء الاختبار: تتضمن إجراءات الاختبار تطبيق نبضات برق قياسية وتسجيل موجات الجهد والتيار لتحديد أي أعطال في العزل.
البرق ظاهرة شائعة في النقل بسبب ارتفاعها الكبير. يؤدي ضربة البرق هذه على موصل الخط إلى جهد النبض. ثم تتعرض المعدات الطرفية لخط النقل مثل محول الطاقة لهذه الجهود النبضية للبرق. مرة أخرى، خلال جميع أنواع عمليات التبديل عبر الإنترنت في النظام، ستحدث نبضات تبديل في الشبكة. قد يبلغ مقدار نبضات التبديل حوالي 3.5 مرة من جهد النظام.
العزل حاسم للمحولات، لأن أي ضعف يمكن أن يسبب فشلًا. للتحقق من فعاليته، تخضع المحولات لاختبارات العزل الكهربائي. ومع ذلك، فإن اختبار تحمل تردد الطاقة لا يكفي لإظهار قوة العزل الكهربائي. لهذا السبب يتم إجراء اختبارات النبض، بما في ذلك اختبارات نبض البرق ونبض التبديل


نبض البرق
نبض البرق هو ظاهرة طبيعية بحتة. لذلك من الصعب جدًا التنبؤ بشكل الموجة الفعلي لاضطراب البرق. من البيانات المجمعة حول البرق الطبيعي، يمكن الاستنتاج أن اضطراب النظام الناتج عن ضربة البرق الطبيعية يمكن تمثيله بثلاثة أشكال موجية أساسية.
●موجة كاملة
●موجة مقطوعة و
●مقدمة الموجة
على الرغم من أن اضطراب البرق الفعلي قد لا يكون له بالضبط هذه الأشكال الثلاثة، ولكن من خلال تعريف هذه الموجات يمكن للمرء إنشاء حد أدنى لقوة العزل الكهربائي للنبضة للمحول.
إذا سافر اضطراب البرق على طول خط النقل قبل الوصول إلى المحول ، فقد يصبح شكله الموجي موجة كاملة. إذا حدث تفريغ كهربائي في أي عازل بعد ذروة الموجة، فقد تصبح موجة مقطوعة.
إذا ضرب البرق مباشرة أطراف المحول، فإن جهد النبضة يرتفع بسرعة حتى يتم تخفيفه بواسطة تفريغ كهربائي. في لحظة التفريغ الكهربائي ينهار الجهد فجأة وقد يشكل شكل مقدمة الموجة.
قد يختلف تأثير هذه الموجات على عزل المحول عن بعضها البعض. لن ندخل هنا في مناقشة مفصلة حول أي نوع من أشكال جهد النبضة يسبب أي نوع من الأعطال في المحول. ولكن مهما كان شكل موجة جهد اضطراب البرق، فإن جميعها يمكن أن تسبب فشل العزل في المحول. لذلك اختبار نبضة البرق للمحول هو أحد أهم أنواع الاختبارات النوعية للمحول.

نبضة التبديل
تكشف الدراسات والملاحظات أن جهد التبديل الزائد أو نبضة التبديل قد يكون له زمن مقدمة يبلغ عدة مئات من الميكروثانية وقد يتم إخماد هذا الجهد بشكل دوري. اعتمدت IEC – 600060 لاختبار نبضة التبديل الخاص بها، موجة طويلة ذات زمن مقدمة 250 ميكروثانية وزمن إلى نصف القيمة 2500 ميكروثانية مع تفاوتات.
الغرض من اختبار جهد النبضة هو ضمان أن عزل المحول يتحمل جهد البرق الزائد الذي قد يحدث أثناء التشغيل.

يعتمد تصميم مولد النبضة على دائرة ماركس. يظهر الرسم التخطيطي الأساسي للدائرة في الشكل أعلاه. يتم شحن المكثفات Cs (12 مكثفًا من 750 نانو فاراد) على التوازي من خلال المقاومات Rc (28 kΩ) (أعلى جهد شحن مسموح به 200 kV). عندما يصل جهد الشحن إلى القيمة المطلوبة، يتم بدء انهيار فجوة الشرارة F1 بواسطة نبضة تحفيز خارجية. عندما ينهار F1، يزداد جهد المرحلة التالية (النقطة B و C). نظرًا لأن المقاومات المتسلسلة Rs ذات قيمة أومية منخفضة مقارنة بمقاومات التفريغ Rb (4,5 kΩ) ومقاومة الشحن Rc، وبما أن مقاومة التفريغ ذات الأومية المنخفضة Ra منفصلة عن الدائرة بواسطة فجوة الشرارة المساعدة Fal، فإن فرق الجهد عبر فجوة الشرارة F2 يرتفع بشكل كبير ويبدأ انهيار F2.
وبالتالي يتم تفريغ المكثفات على التوالي. تم تصميم مقاومات التفريغ عالية المقاومة Rb لتحمل نبضات التبديل والمقاومات منخفضة المقاومة Ra لتحمل نبضات البرق. يتم توصيل المقاومات Ra على التوازي مع المقاومات Rb، عند تفريغ فجوات الشرارة المساعدة، مع تأخير زمني يبلغ بضع مئات من النانوثانية.
هذا الترتيب يضمن أن المولد يعمل بشكل صحيح.
يتم قياس شكل الموجة والقيمة القصوى لجهد النبضة بواسطة نظام تحليل النبضة (DIAS 733) المتصل بـ مقسم الجهد . يتم الحصول على الجهد المطلوب عن طريق اختيار عدد مناسب من المراحل المتصلة على التوالي وضبط جهد الشحن. للحصول على طاقة التفريغ اللازمة، يمكن استخدام توصيلات متوازية أو متوازية-توالي للمولد. في هذه الحالات، يتم توصيل بعض المكثفات على التوازي أثناء التفريغ.
يتم الحصول على شكل النبضة المطلوب عن طريق الاختيار المناسب لمقاومات التسلسل والتفريغ للمولد.
يمكن حساب وقت الجبهة تقريبًا من المعادلة:
For R1 >> R2 and Cg >> C (15.1)
Tt = .R.C.123
والوقت للنصف إلى نصف القيمة من المعادلة
T ≈ 0,7.R.C
في الممارسة العملية، يتم تحديد أبعاد دائرة الاختبار بناءً على الخبرة.

أداء اختبار النبضة
يتم إجراء الاختبار بنبضات صاعقة قياسية ذات قطبية سالبة. يتم تعريف وقت الجبهة (T1) والوقت للنصف قيمة (T2) وفقًا للمعيار.
نبضة صاعقة قياسية
Front time T1 = 1,2 μs ± 30%
Time to half-value T2 = 50 μs ± 20%

في الممارسة العملية، قد ينحرف شكل النبضة عن النبضة القياسية عند اختبار اللفات منخفضة الجهد ذات القدرة المقدرة العالية واللفات ذات السعة المدخلة العالية. يتم إجراء اختبار النبضة بجهود قطبية سالبة لتجنب التجاوزات المتقطعة في العزل الخارجي ودائرة الاختبار. تعديلات الشكل الموجي ضرورية لمعظم كائنات الاختبار. الخبرة المكتسبة من نتائج الاختبارات على وحدات مماثلة أو الحساب المسبق النهائي يمكن أن تعطي توجيهاً لاختيار مكونات دائرة تشكيل الموجة.
تتكون سلسلة الاختبار من نبضة مرجعية واحدة (RW) عند 75% من السعة الكاملة تليها العدد المحدد من تطبيقات الجهد عند السعة الكاملة (FW) (وفقًا لـ IEC 60076-3 ثلاث نبضات كاملة). معدات تسجيل current الإشارة تتكون من مسجل عابر رقمي، شاشة مراقبة، حاسوب، رسام وطابعة. يمكن مقارنة التسجيلات عند المستويين مباشرة للإشارة إلى الفشل. لمحولات التنظيم، يتم اختبار طور واحد مع محول النقر تحت الحمل مضبوطًا على voltage ويتم اختبار الطورين الآخرين في كل من الوضعين المتطرفين.

توصيل اختبار النبضة
جميع اختبارات العزل تتحقق من مستوى عزل الوظيفة. يتم استخدام مولد النبض لإنتاج voltage موجة النبض المحددة بموجة 1.2/50 ميكرو ثانية. نبضة واحدة مخفضة voltage بين 50 إلى 75% من جهد الاختبار الكامل وثلاث نبضات لاحقة بجهد كامل.

لـ محول ثلاثي الطور ، يتم تنفيذ النبض على جميع المراحل الثلاث بالتتابع.
يتم تطبيق الجهد على كل من طرف الخط بالتتابع، مع إبقاء الأطراف الأخرى مؤرضة.
يتم تسجيل أشكال موجات التيار والجهد على راسم الذبذبات وأي تشويه في شكل الموجة هو معيار الفشل.