الانفراغات الجزئية (Partial Discharge): تعريفها وأهميتها

مقدمة:
أظهرت الدراسات أن أكثر من 85٪ من الأعطال في تجهيزات الجهد العالي والمتوسط ترجع إلى الانفراغات الجزئية. تعتبر الانفراغات الجزئية علامة أولية على تدهور نظام العزل، وإذا لم تُكتشف وتُعالج، فإنها تؤدي في النهاية إلى أعطال كارثية.

أهمية التحري عن الانفراغات الجزئية:

• يمكن إجراء اختبارات الكشف عن الانفراغات الجزئية دون الحاجة إلى إيقاف التشغيل (Shutdown).
• تتيح نتائج هذه الاختبارات وضع خطط صيانة وقائية وبرامج لإصلاح أو استبدال الأجزاء المتأثرة قبل وقوع الأعطال.
• بعد المسح التفصيلي، يُعد تقرير شامل يتضمن:
  1. تقييم أداء المنشأة.
  2. تفاصيل المشاكل المكتشفة.
  3. التوصيات المناسبة لمعالجتها.

---

ما هي الانفراغات الجزئية؟

التفريغ الجزئي (Partial Discharge) هو تفريغ كهربائي موضعي يحدث في جزء صغير من نظام العزل الكهربائي. ويظهر عندما يتجاوز المجال الكهربائي عند نقطة معينة متانة الانهيار للمادة العازلة.

أسباب حدوث الانفراغات الجزئية:

1. في المواد العازلة الصلبة: بسبب الفراغات الداخلية الناتجة عن التصنيع أو الإجهاد.
2. في المواد العازلة السائلة: نتيجة فقاعات الغاز.
3. على سطح المواد العازلة: بسبب التلوث أو الرطوبة.
4. حول النواقل: نتيجة لتأثير الكورونا الناتج عن الإجهاد الكهربائي.

أنواع الطاقة الناتجة عن الانفراغات الجزئية:

1. الانبعاثات الكهرومغناطيسية:
   • موجات راديوية.
   • ضوء وحرارة.
2. الانبعاثات الصوتية:
   • في النطاق المسموع والنطاق فوق الصوتي.
3. المواد الكيميائية:
   • انبعاث الأوزون وأكاسيد أخرى.

---

تأثير الانفراغات الجزئية على نظام العزل

• تُعد دليلًا على أن المادة العازلة تتدهور بشكل تدريجي.
• يؤدي استمرار التدهور إلى فقدان المادة العازلة قدرتها على تحمل الإجهاد الكهربائي.
• مع تفاقم الحالة، يصل العزل إلى نقطة الفشل النهائي، ما يؤدي إلى:
  • وميض كهربائي.
  • أعطال مفاجئة.
  • أضرار كارثية في تجهيزات الجهد العالي والمتوسط.
  • انقطاع التغذية.

---

طرق الكشف عن الانفراغات الجزئية

هناك طريقتان أساسيتان للكشف عن الانفراغات الجزئية، اعتمادًا على طبيعة التفريغ:

1. الكشف بالموجات فوق الصوتية (Ultrasound):
   • تُستخدم للكشف عن الانفراغات السطحية.
   • تعتمد على التقاط الانبعاثات الصوتية الناتجة عن التفريغ باستخدام أجهزة خاصة تحول التردد فوق الصوتي إلى نطاق مسموع.
   • يتم عرض النتائج عبر سماعات الأذن، مع قياس شدة الانبعاث الصوتي.
2. الكشف عن التفريغ الداخلي:
   • يعتمد على قياس نبضات الجهد الناتجة عن التفريغ الجزئي داخل العزل.
   • يتم الكشف عنها من خلال الأجهزة القادرة على قياس هذه النبضات على السطح الخارجي للمعادن المحيطة.
   • تُطبق تقنية Capacitive Coupling للكشف عن الإشارات الناتجة عن التفريغ.

---

أهمية الكشف المبكر:

• الكشف المبكر يساعد في منع التدهور المستمر لنظام العزل.
• يُمكّن من اتخاذ الإجراءات التصحيحية اللازمة، مثل الصيانة أو الاستبدال، لتجنب الأعطال الكبيرة.
• يُسهم في تحسين موثوقية الأنظمة الكهربائية وضمان استمرارية التشغيل.