في أنظمة توزيع الطاقة في المناطق الحضرية الأساسية وأنفاق الطرق السريعة والجسور البحرية ومناطق الجذب السياحي، يوجد نوع من المحولات الذي أصبح تدريجيًا الخيار المفضل لإمدادات الطاقة في المناظر الطبيعية والسيناريوهات المحدودة المساحة نظرًا لوجودها الفريد - أي المحولات المدفونة. يقوم بتغليف جسم المحول في صندوق من الفولاذ المقاوم للصدأ مغلق بالكامل ويتم تثبيته في نفق خرساني تحت الأرض مصبوب مسبقًا. يصل مستوى حماية الصندوق إلى IP68 ويمكن تشغيله مغمورًا في الماء لفترة من الوقت. لم يتم ترك سوى صندوق توزيع الجهد المنخفض- المدمج أو صندوق الإضاءة الإعلاني على الأرض، مما يحقق تكاملًا مثاليًا بين مرافق إمداد الطاقة والبيئة الحضرية. ومع ذلك، فإن طريقة التثبيت الخاصة هذه تجلب أيضًا تحديات الصيانة التي لم تواجهها المحولات العادية: الرطوبة العالية تحت الأرض، والاعتماد القوي على أنظمة الصرف، وظروف تبديد الحرارة المحدودة، وتقادم الأختام غير المرئية. بمجرد عدم إجراء الصيانة، ستحدث مشاكل مثل التسرب، ودخول المياه، وارتفاع درجة الحرارة، وتدهور العزل بهدوء، وبسبب الدفن العميق للمعدات تحت الأرض، غالبًا ما يكون اكتشاف الأعطال أبطأ بكثير من اكتشاف المعدات السطحية. لذا، بالنسبة لبيئة التشغيل الفريدة للمحولات المدفونة، ما هي الجوانب الرئيسية التي يجب أن يغطيها نظام الصيانة المنهجي والموجه؟ ما هي نقاط السلامة التي يمكن التغاضي عنها بسهولة في عمليات محددة؟
يجب أن يبدأ نظام صيانة المحولات المدفونة بنظام العزل المائي والصرف الصحي للأساس. على عكس المحولات العادية التي يتم تركيبها في غرف التوزيع أو في الهواء الطلق، فإن المحولات المدفونة تكون مباشرة في بيئة تتعايش فيها المياه الجوفية ومياه الأمطار والمياه المتسربة. تعتمد سلامتهم-على المدى الطويل أولاً على التأثير المقاوم للماء لنفق الأساس الخرساني حيث يقيمون. في بداية تشغيل المعدات، يجب وضع طبقة تحمل الماء من الرمل والحصى في الجزء السفلي من الأساس بحيث يمكن للمياه أن تتسرب إلى الأرض بسرعة دون أن تتراكم في النفق. تتم معالجة الجدران الجانبية والقاع بمواد خرسانية مقاومة للماء لمنع تسرب المياه الجوفية إلى حفرة تركيب الصندوق من الجانب. يحتاج نظام الصرف الآلي الموجود في أسفل الحفرة إلى إدراجه في قائمة الصيانة الدورية. بالنسبة لوحدات الصرف المجهزة بمضخات غاطسة وأجهزة تحكم في المستوى، يجب إجراء اختبار محاكاة كل ستة أشهر إلى سنة - عن طريق حقن كمية صغيرة من الماء يدويًا في الحفرة، ومراقبة ما إذا كانت المضخة تبدأ تلقائيًا عند عتبة مستوى الماء المحدد، وما إذا كانت تتوقف تلقائيًا بعد اكتمال الصرف. إذا كان سطح مستشعر مستوى السائل مغطى بالطمي أو العوامة عالقة، فسيتسبب ذلك في عواقب عدم تشغيل مضخة المياه. الاقتراح الأكثر صرامة هو تركيب جهاز إنذار لمستوى الماء الزائد عند نصف ارتفاع المحول. بمجرد فشل مضخة المياه الأوتوماتيكية وارتفاع مستوى المياه إلى هذا الارتفاع، سيرسل الإنذار على الفور إشارة إلى آلة الإرسال عن بعد ويطلق رحلة، مما يؤدي إلى القضاء على حادث فيضان المياه في مراحله المبكرة. بعد كل هطول أمطار غزيرة، يجب على موظفي التشغيل والصيانة الذهاب إلى الموقع لفحص ما إذا كان هناك تراكم واضح للمياه أو تسرب حول لوحة غطاء فتحة التفتيش، ومراقبة ما إذا كانت هناك بقع رطبة أو ماء مكثف على الجدار الداخلي لعمود التهوية، كأساس مساعد للحكم على ما إذا كانت الطبقة المقاومة للماء سليمة.
بعد تشغيل المحول تحت الأرض، تعد عمليات التفتيش اليومية هي خط الدفاع الأول لاكتشاف المخاطر الخفية المبكرة. نظرًا للطبيعة الخاصة للمعدات التي يتم دفنها عميقًا تحت الأرض، لا ينبغي أن تقتصر عمليات الفحص على الجزء الأرضي، ولكن يجب أيضًا فتح غطاء فتحة التفتيش المحجوز أو إدخال عمود التهوية للتشغيل. دورة التفتيش الموصى بها هي مرة واحدة في الشهر. بالنسبة للمناطق التي تعاني من رذاذ ملحي كثيف، أو ارتفاع منسوب المياه الجوفية، أو ارتفاع تدفق حركة المرور على طول الساحل، يجب تقصير الدورة إلى مرة واحدة كل أسبوعين أو حتى مرة واحدة في الأسبوع. عند الفحص، أول شيء يجب الاستماع إليه هو صوت المحول الذي يعمل - الصوت المنبعث من المحول العادي المدفون هو صوت كهرومغناطيسي "طنين" منتظم وهادئ. إذا سمعت صوت تفريغ "صرير" أو صوت غليان "قرقرة"، فغالبًا ما يعني ذلك وجود تفريغ جزئي أو تدهور العزل بالداخل. بعد ذلك، قم بالتحقق من نافذة مقياس مستوى الزيت: عادة ما تكون المحولات الموجودة تحت الأرض مزودة بمؤشر لمستوى الزيت يمكن ملاحظته من الأعلى. إذا كانت هناك علامة زرقاء في النافذة، فهذا يعني مستوى الزيت الطبيعي. إذا كانت هناك علامة حمراء، فهذا يشير إلى أن مستوى الزيت منخفض جدًا. من الضروري التحقق مما إذا كان هناك تسرب وتكملة زيت المحولات المؤهل. يمكن أيضًا قراءة درجة حرارة الزيت في الوقت الفعلي من خلال مقياس الحرارة العلوي أو نظام التحكم في درجة الحرارة عن بعد - يعتمد المحول المدفون فقدانًا منخفضًا وتصميم درجة حرارة منخفضة، وعادةً ما يتم التحكم في درجة حرارة الزيت العلوية عند حوالي 45 كلفن (ارتفاع درجة الحرارة)، أقل بكثير من المعيار الوطني البالغ 60 كلفن؛ ومع ذلك، إذا استمرت درجة حرارة الزيت في الارتفاع ولم يرتفع الحمل بشكل ملحوظ، فيجب الاشتباه في انسداد قناة تبديد الحرارة أو وجود خلل داخلي. بالإضافة إلى ذلك، ما إذا كان السيليكون الممتص للرطوبة في جهاز التنفس يتغير من اللون الأزرق إلى الوردي، وما إذا كانت هناك آثار للقضيب العلوي الذي يخرج من صمام تحرير الضغط، وما إذا كانت هناك نقاط ساخنة لتسرب الزيت عند -مفصل كابل كوع الضغط العالي، كلها عناصر فحص أساسية أثناء الفحص.
يجب إجراء صيانة شاملة لانقطاع التيار الكهربائي واختبار وقائي كل عام إلى عامين. قبل البدء في عمليات الصيانة، من الضروري اتباع إجراء انقطاع التيار الكهربائي بدقة - بقطع جميع مصادر الطاقة على الجانبين الأساسي والثانوي للمحول على جانب مصدر الطاقة للمحطة الفرعية، وتركيب أجهزة التأريض، وتعليق علامة تحذير "ممنوع الإغلاق". بعد التأكد من عدم وجود جهد كهربائي، يمكن فتح غطاء فتحة التفتيش للدخول إلى سطح العمل. تعد أعمال التنظيف إحدى المهام الرئيسية للصيانة: أولاً، استخدم قطعة قماش جافة أو فرشاة لإزالة الغبار والأوساخ من غلاف المحول، والبطانات ذات الجهد العالي والمنخفض، ومفاصل كابلات الكوع ذات الجهد العالي، والنوافذ الزجاجية لقياس مستوى الزيت، وأسطح الختم المختلفة؛ بالنسبة لبقع الزيت الملتصقة بقوة، يمكن غمس منظف محايد في قطعة قماش قطنية ومسحه بلطف. بعد التنظيف، يجب فحص جميع الأجزاء الرئيسية بعناية للتأكد من عدم وجود تشققات أو نقاط تآكل في اللحامات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ في الهيكل، أو التقادم، أو التشقق، أو الضغط غير الكافي لكل حشية مانعة للتسرب، أو التشوه، أو علامات التفريغ، أو تغير لون وصلات الكابلات ذات الجهد العالي-، والارتخاء أو التآكل في نقاط التوصيل الكهربائية المختلفة (بما في ذلك أطراف التوصيل الصادرة ذات الجهد المنخفض- ومحطات التأريض المحايدة). إذا تم العثور على تقادم حشية الختم أثناء عملية الفحص، فيجب استبدالها بغض النظر عما إذا كان هناك تسرب أم لا - يجب استبدال جميع أسطح الختم المفتوحة بمكونات مانعة للتسرب جديدة عند إعادة التجميع، ويجب ربط البراغي بالتساوي وفقًا لعزم الربط المحدد. بالنسبة للمحولات المدفونة مع أو بدون تركيب مبدلات حنفية الإثارة، يجب إجراء التشغيل الكامل لمغيرات الحنفية كل عامين في ظل ظروف انقطاع التيار الكهربائي (من الترس الحالي إلى الترس المجاور ثم إعادة الضبط، ذهابًا وإيابًا عدة مرات)، ثم يجب قياس مقاومة التيار المستمر لكل ترس من ترس -ملف الجهد العالي باستخدام جهاز اختبار مقاومة التيار المستمر للتأكد من أن مقاومة الطور الثلاث-متوازنة وتلبي متطلبات المصنع.
تعد إدارة الزيت جانبًا حساسًا بشكل خاص في صيانة المحولات المدفونة المغمورة بالزيت. سوف تتسلل الرطوبة الموجودة في البيئة الرطبة تحت الأرض ببطء من خلال المسام الصغيرة المغلقة، مما يؤدي إلى تسريع شيخوخة الزيت العازل. يجب أخذ كمية مناسبة من عينة الزيت من صمام تصريف الزيت الموجود أسفل المحول كل عام وإرسالها إلى مختبر مؤهل للتحليل الكروماتوغرافي والاختبار المبسط. تشتمل عناصر الاختبار على جهد الانهيار، وقيمة الحمض، ومحتوى الرطوبة، وعامل فقدان العزل الكهربائي، ومكونات الغاز المذاب. إذا كان جهد الانهيار أقل من 30 كيلو فولت، أو تجاوزت قيمة الحمض 0.2 ملجم KOH / جم، أو ظهرت مكونات غير طبيعية مثل الأسيتيلين والهيدروجين وإجمالي محتوى الهيدروكربون في الغاز الكروماتوجرافي المذاب في الزيت، فيجب ترتيب معالجة ترشيح الزيت أو حتى استبداله بزيت جديد. وتجدر الإشارة إلى أن سعة الوسادة الزيتية للمحولات المدفونة صغيرة نسبياً. عند تجديد الزيت، من الضروري إضافة زيت جديد مطابق تمامًا للدرجة الأصلية في المحول واجتاز اختبار تحمل الجهد. يمنع منعا باتا خلط أنواع مختلفة من الزيت. قبل التزود بالوقود، من الضروري تفريغ أي غاز قد يكون تراكم في وسادة الزيت، وحقنه ببطء حتى يرتفع مستوى الزيت إلى الوضع الطبيعي الموافق للعلامة الزرقاء في النافذة، ثم تركه لفترة من الوقت للسماح للفقاعات بالخروج بشكل كامل، ثم إعادة قياس مقاومة العزل للتأكد من عدم وجود أي خلل قبل استئناف التشغيل.
لا يمكن تجاهل صيانة الملحقات وأنظمة التأريض. يتضمن جهاز التأريض للمحولات المدفونة تأريض غلاف المحول، وتأريض النقطة المحايدة، وموصل التأريض لمانع الصواعق. نظرًا لتآكل التربة والمياه الجوفية في البيئة تحت الأرض، فإن موصلات التأريض وأقطاب التأريض تكون عرضة للصدأ أو حتى الكسر أثناء الدفن على المدى الطويل-. أثناء الصيانة، من الضروري التحقق مما إذا كان موصل التأريض مكتملًا، وما إذا كانت هناك خيوط مكسورة أو صدأ شديد، وما إذا كانت مسامير تثبيت السلك مشدودة ومجلفنة بشكل صحيح، وما إذا كان جسم التأريض مكشوفًا أو متضررًا بسبب البناء. يجب قياس قيمة مقاومة التأريض مرة واحدة على الأقل سنويًا باستخدام شاكر التأريض، ويجب ألا تتجاوز بشكل عام 4 أوم وفقًا لمقاومة التربة. عندما تحتوي التربة على نسبة عالية من الحموضة أو الملوحة، ينبغي أيضًا مراعاة تدابير الحماية الكاثودية مثل الأنودات المضحية أو استخدام الفولاذ المجلفن بدلاً من الفولاذ الكربوني العادي. بالإضافة إلى ذلك، يجب أيضًا أن يخضع صندوق توزيع الجهد المنخفض- (هيكل على شكل لوحة إعلانية) الموجود على الأرض لإزالة الغبار وفحص الأسلاك الداخلية مرة واحدة سنويًا للتأكد من أن مقياس درجة الحرارة والرطوبة داخل الصندوق يعرض بشكل طبيعي ومنع -فشل مفتاح الجهد المنخفض الناتج عن التكثيف وتراكم المياه.
كما تحتاج مسألة تبديد الحرارة للمحولات المدفونة إلى الاهتمام الكافي أثناء الصيانة. على الرغم من أن المعدات تعتمد تصميمًا منخفض الخسارة وتبديدًا إضافيًا للحرارة باستخدام زيت المحولات المعتمد على الهكسان الحلقي، كما أن عمود التهوية الموجود أعلى الصندوق مجهز بفتحات طويلة للتهوية مقاومة للماء، إذا تم حظر فتحة التهوية بسبب الأوراق المتساقطة أو الغبار أو الحطام، أو إذا تراكمت القمامة داخل عمود التهوية، لا يمكن تفريغ الهواء الساخن في النفق تحت الأرض بشكل فعال. أثناء الصيانة السنوية، يجب استخدام الأدوات لاستكشاف كامل ممر عمود التهوية للتأكد من عدم وجود انسدادات. بالنسبة للمحولات المدفونة المثبتة في الأماكن المغلقة مثل الأنفاق تحت الأرض أو أرصفة الجسور، فمن الضروري قياس درجة حرارة الهواء والرطوبة داخل النفق أثناء الصيانة. إذا كانت درجة حرارة النفق مرتفعة جدًا، فمن المستحسن أن يقوم طرف المشروع بتركيب مراوح عادم ميكانيكية مساعدة.
تعتبر احتياطات السلامة ذات أهمية خاصة في صيانة وتشغيل المحولات المدفونة. نظرًا لوجود المعدات في نفق تحت الأرض، يجب أن يخضع موظفو الصيانة أولاً للتهوية القسرية واكتشاف محتوى الأكسجين وتركيزات الغاز الضارة قبل دخول - النفق تحت الأرض قد تتراكم غازات خطيرة مثل غاز الميثان بسبب الإغلاق طويل الأمد-، وقد يتعرض الموظفون الذين يدخلون بشكل متهور لخطر الاختناق أو التسمم. بعد التأكد من سلامة الغاز داخل النفق يجب على موظفي الصيانة ارتداء خوذات السلامة والقفازات العازلة والأحذية العازلة، كما يجب تعيين شخص مخصص للإشراف عند مدخل الحفرة قبل الدخول والتشغيل. يجب أن يتم إدخال وإزالة وتفكيك مقابس الكابلات من نوع الكوع ذات الجهد العالي- باستخدام قضبان تشغيل معزولة متخصصة، ويُمنع تمامًا لمس أطراف توصيل الأسلاك ذات الجهد العالي-بالأيدي العارية. أثناء العمليات النفطية، يجب منع التدخين واللهب المكشوف بشكل صارم في المنطقة المحيطة، حيث أن بخار زيت المحولات قابل للاشتعال عند تركيزات محددة. بعد الانتهاء من الصيانة يجب حصر جميع الأدوات للتأكد من عدم وجود أي عناصر متبقية في غرف التفتيش وفتحات التهوية. يجب إزالة أجهزة التأريض المؤقتة، ويجب استعادة الطاقة بالترتيب "الإرسال إلى جانب الجهد العالي أولاً، ثم إلى جانب الجهد المنخفض". بعد نقل الطاقة، يجب ملاحظة المحول على الأرض لمدة لا تقل عن عشر دقائق من عدم التحميل- للتأكد من عدم وجود أصوات أو روائح أو رحلات غير طبيعية قبل مغادرة الموقع.
وأخيرًا، يعد إنشاء سجلات تشغيل وصيانة مستقلة جزءًا لا غنى عنه من إدارة دورة الحياة الكاملة للمحولات المدفونة. نظرًا لأعراض الخطأ الأقل بديهية للمحولات المدفونة مقارنة بالمعدات الأرضية، فإن المقارنة الرأسية للبيانات التاريخية لها أهمية خاصة. يجب أن يسجل الأرشيف المعلومات الأساسية لكل جهاز (الطراز، السعة، رقم المصنع، موقع التثبيت)، تاريخ ونتائج كل فحص، البيانات الكاملة لتقرير اختبار عينة الزيت، قيمة مقاومة العزل للاختبار الوقائي، الأختام المستبدلة ودفعات الزيت، وسجلات اختبار نظام الصرف. ومن خلال مقارنة هذه البيانات مع القيم القياسية للمصنع وقيم القياس السابقة، يمكن العثور على أن مقاومة العزل تتناقص ببطء وأن محتوى الرطوبة في الزيت يزداد سنة بعد سنة، مما يؤدي إلى اتجاه تدريجي. ولذلك يمكن صياغة خطط التدخل الاستباقية قبل أن يتشكل الخطأ.
إن صيانة المحولات المدفونة ليست مهمة معقدة، ولكن متطلباتها من حيث المنهجية والتوحيد والقدرة على التنبؤ أعلى بكثير من متطلبات محولات التوزيع العادية المثبتة على أرض نظيفة. وصيانتها هي في الأساس لعبة طويلة الأمد-مع المياه الجوفية والتآكل البيئي. إن تنفيذ كل التدابير، بدءًا من العزل الأساسي لأنظمة الصرف الصحي، ومن عمليات التفتيش اليومية إلى الاختبارات المنتظمة، ومن إدارة جودة الزيت إلى عمليات فحص الملحقات، يعد أساسًا متينًا لضمان التشغيل الآمن للمحولات المدفونة في البيئات تحت الأرض لمدة عشر سنوات. عندما يسأل العملاء ما إذا كانت المحولات المدفونة تحتاج إلى صيانة منتظمة مثل المحولات العادية، قد تجيب بأنها ليست "خالية من الصيانة" حقًا، ولكن صيانتها لا تتم على الأرض - كل فحص تحت الأرض مخطط ومسجل ومنظم قبل أن تغمر مياه الأمطار المرحلة التالية، أو فشل الختم، أو انخفاض مستوى الزيت، أو انهيار العزل هو القضاء على نقطة انطلاق محتملة واحدة تلو الأخرى لانقطاع التيار الكهربائي.
