أثناء تشغيل محطات التحويل المعزولة بالغاز (GIS)، تتولد ظاهرة ارتفاعات الجهد العابرة السريعة جدًا (VFTO)، وهي نوع من النبضات الكهربائية ذات زمن قصير للغاية يكون في نطاق النانوثانية. تنشأ هذه الجهود العابرة نتيجة لعمليات الفصل أو الإغلاق السريع للمفاتيح داخل محطة GIS. تنتقل هذه الجهود بشكل موجات مسافرة إلى مكونات النظام الأخرى خارج المحطة، حيث يمكن أن تسبب تقلبات وضغوط على العوازل، ولوحات التوزيع، وعلب الوصل، والنهايات الخاصة بالكابلات.
1. خصائص VFTO وآثارها على المعدات
- تعتمد شدة هذه الموجات العابرة على تكوين نظام GIS وخصائصه، حيث يكون المجال الكهربائي عند الذروة بعشرات الكيلوفولتات لكل متر، بينما يصل المجال المغناطيسي إلى مئات الأمبيرات لكل متر.
- تؤدي هذه الارتفاعات المفاجئة إلى تأثيرات ضاغطة على المكونات الكهربائية، مما قد يسبب تآكل المواد العازلة ويزيد من احتمالات حدوث أعطال في الكابلات والمحولات، خاصةً في أنظمة التحكم الرئيسية والثانوية التي تكون حساسة للتقلبات السريعة.
2. التحديات التي تفرضها VFTO في محطات GIS
- تسبب هذه الموجات العابرة جهودًا عابرة عالية التردد تؤدي إلى حالات حرجة يمكنها إتلاف دارات التحكم وأجزاء العزل. تنتقل الموجات عبر الأنظمة بشكل سريع وقد تؤدي إلى عمليات فصل غير مرغوبة بسبب ارتفاع الجهد المؤقت.
- كما يمكن للموجات أن تسبب تحفيزات كهربائية في الكابلات والعوازل مما يزيد من احتمالات الأعطال ويشكل تحدياً للمكونات العازلة في النظام الكهربائي.
3. أهمية تقليل تأثير VFTO
- يعد إخماد VFTO في محطات GIS أمرًا بالغ الأهمية لضمان سلامة واستمرارية العمل. يمكن أن يتم ذلك باستخدام تقنيات معينة للتحكم في ارتفاع الجهد، مثل المرشحات والمثبطات التي تعمل على تخفيف هذه الموجات قبل وصولها إلى الأجزاء الحساسة.
- يُساهم التحكم في VFTO في تقليل الأعطال وإطالة عمر المحولات والمكونات الكهربائية الأخرى، مما يضمن كفاءة التشغيل ويقلل من فترات التوقف والصيانة المكلفة.
باختصار، تعد إدارة VFTO في محطات GIS ضرورية لتجنب آثارها السلبية على المعدات وضمان استمرارية عمل الأنظمة بشكل آمن ومستقر.
