غاز النيتروجين (Nitrogen Gas) يُستخدم في محولات القدرة الكهربائية كأحد الإجراءات الهامة لحمايتها أثناء عمليات النقل والتشغيل، وذلك بناءً على خواصه الكيميائية والفيزيائية. وفيما يلي شرح تفصيلي لفوائده ودوره:
1. حماية المحول أثناء النقل
- عند نقل المحولات الكهربائية من مكان إلى آخر، يكون هناك احتمال كبير لتعرض المحول للرطوبة من الهواء المحيط.
- الرطوبة تمثل خطرًا كبيرًا لأنها قد تتسرب إلى الزيت العازل أو إلى العوازل الورقية داخل المحول، مما يؤدي إلى:
- تدهور جودة العزل الكهربائي: مما يقلل من كفاءة المحول.
- زيادة فرص حدوث الأعطال: بسبب تفريغ الشحنات الكهربائية أو التآكل الداخلي.
- يتم ملء خزان المحول بغاز النيتروجين بضغط أعلى من الضغط الجوي المحيط أثناء النقل. هذا الضغط الإيجابي يمنع دخول الهواء المحيط إلى داخل المحول، وبالتالي:
- يمنع تسرب الرطوبة.
- يحمي الزيت العازل من الأكسدة الناتجة عن التعرض للأكسجين.
2. غاز النيتروجين كغاز خامل
- النيتروجين هو غاز خامل، أي أنه لا يتفاعل كيميائيًا مع المواد الموجودة داخل المحول مثل الزيت العازل أو العوازل الورقية.
- هذه الخاصية تجعل النيتروجين خيارًا مثاليًا للمهام التالية:
- حماية الزيت العازل: حيث يقلل من فرص تفاعله مع الأكسجين (الذي قد يؤدي إلى تكوين مركبات ضارة مثل الأكاسيد أو الرطوبة).
- منع التأكسد الداخلي: والذي قد يضعف خصائص العزل بمرور الوقت.
3. تحسين أداء العزل الحراري والكهربائي
- يتمثل دور النيتروجين في الحفاظ على البيئة الداخلية الجافة والخالية من الشوائب داخل المحول.
- هذا يعزز كفاءة العزل الكهربائي والزيت العازل، مما يساعد المحول على:
- تحمل الجهود العالية.
- تقليل فقد الطاقة الناتج عن تسرب التيار الكهربائي.
4. تنظيم الضغط داخل المحول
- أثناء تشغيل المحول، تتغير درجات الحرارة الداخلية بسبب الأحمال المختلفة. هذا يؤدي إلى تمدد أو تقلص الزيت العازل، مما يسبب تغيرات في الضغط داخل خزان المحول.
- في المحولات المزودة بأنظمة غاز النيتروجين، يعمل الغاز على امتصاص هذه التغيرات في الضغط:
- يمنع تلف الخزان أو مكوناته الداخلية نتيجة تغير الضغط.
- يحافظ على استقرار الأداء الكهربائي والميكانيكي.
5. الوقاية من الحريق
- النيتروجين يساعد أيضًا في تقليل احتمالية نشوب الحريق داخل المحول:
- كونه غازًا خاملًا، يمنع حدوث الاشتعال لأنه يحل محل الأكسجين اللازم لحدوث الاحتراق.
- هذه الخاصية مهمة بشكل خاص في حالات الأعطال الكبيرة التي قد تؤدي إلى تكوين شرارات أو ارتفاع حرارة الزيت.
6. استخدامات أخرى أثناء الصيانة أو التخزين
- أثناء أعمال الصيانة الدورية أو التخزين الطويل، يتم ملء المحولات بغاز النيتروجين لتجنب:
- دخول الهواء المحمل بالرطوبة.
- تعرض المواد الداخلية للأكسجين، مما قد يسبب تآكلًا أو ضعفًا في العزل.
7. تلخيص الفوائد:
- منع دخول الرطوبة: يحمي المكونات الداخلية والزيت العازل من التلف.
- حماية الزيت العازل: يقلل من فرص الأكسدة ويحافظ على خصائصه العازلة.
- تنظيم الضغط: يمتص التغيرات في الضغط الناتجة عن تمدد أو تقلص الزيت.
- تقليل خطر الحريق: بفضل خاصيته الخاملة التي تمنع الاشتعال.
- تحسين كفاءة المحول: يعزز الأداء الكهربائي والميكانيكي للعزل الداخلي.
الخلاصة:
غاز النيتروجين يُعد خيارًا أساسيًا لحماية محولات القدرة الكهربائية، سواء أثناء النقل أو التشغيل أو الصيانة. بفضل خواصه الخاملة والخالية من الرطوبة، فإنه يضمن الحفاظ على الأداء العالي والموثوقية لمحولات الجهد العالي (11 ك.ف أو 22 ك.ف أو أعلى) ويقلل من الأعطال الناتجة عن الرطوبة أو الأكسدة أو تغيرات الضغط.
