أعطال الدوائر المغناطيسية

١ - في المحولات من النوع ذي القلب يتم ربط ومسك رقائق القلب، المكونة من الفك (Yoke) والساق (Limb)، عن طريق مسامير معزولة. فاذا حدث انهيار في عزل هذه المسامير فانه يمثل حالة قصر بين الرقائق، وهذه بدورها تتسبب في مرور تيارات اعصارية كثيفة. أما اذا حدث انهيار بعزل المسامير في مكانين مختلفين فانه يتسبب في مرور تيارات اعصارية بين هاتين النقطتين، وهذه الحالة تمثل قصر خلال مسارات التدفق (الفيض) المغناطيسي. ويعتبر حدوث انهيار في عزل مسامير الربط بين الفك والساق من أخطر الانواع. وكمية الحرارة المتولدة في حالة انهيار عزل مسامير الربط مسبب في:

• تشويه كل القلب.
• تقحم عزل الملفات.

حدوث قصر بين محدات الملفات القريبة

من الشانع حاليا فى المحولات استخدام ماسك معزول لربط شرائح القلب ، وبذلك امكن التخلص من مسامير الرباطات.

٢ - قد يحدث انهيار للمواد العازلة بين الرقائق أو بين عزل الفك والاربطة الماسكة للفك. يتسبب عنه حدوث تيارات اعصارية كبيرة. تدور في الدائرة المغناطيسية فتحدث كمية كبيرة جدا من الحرارة ، تؤدي الى انهيار القلب وعزل الملفات، وترتفع قيمة مفاقيد الحديد بالمحول.

٣ - عند التحميل العادي تحدث اهتزازات في القلب ، ولهذا فمن الضروري عمل احتياطات خاصة أثناء التصنيع لكبح تأثير تفكك مسامير مسك القلب وربط هيكل القلب ، وهذه الاهتزازات تؤدي الى ضعف عزل القلب وتحدث انهيارات كما ذكر في بند 1 ، 2.

٤ - خلاًل عمليات تصنيع المحولات، ونتيجة استخدام ادوات البري لتنعيم حافة شرائح القلب وحافتي الفك ينتج رايش يمكن ان يعمل على حدوث قصر موضعي في رقائق الحديد، والنتيجة التيارات الاعصارية وبالتالي حدوث سخونة غير عادية المصانع الحديثة مجهزة بأدوات قطع وتخريم وتتخلص من الرايش أولا بأول.

٥ - يجب التأكد من عدم وجود برادة معدنية أو قطع معدنية صغيرة، نتيجة عمليات الخراطة، بين رقائق القلب، لان وجودها يحدث تيارات اعصارية موضعية مما يتسبب عنها ارتقاع في درجة حرارة القلب عند هذه المواضع.

٦ - في حالات معينة، يحتوى الفك العلوي على نتوءات واذا كان الفراغ بين القلب والفك غير عادي، تحدث تيارات اعصارية شديدة عند هذه النتوءات، وتنتج حرارة عالية يمكن ان تحرق القلب والفك بالقرب من الفراغ وفي المحولات القديمة تزداد هذه الظاهرة بشدة في القلب ذو الفك المضمحل حيث تنتج تيارات اعصارية موضعية شديدة، مسببة فيض مغناطيسي داخل وخارج القلب بزاوية غير عادية عند حروف القلب (أماكن الربط) ، ويحدث برقائق الفك العميقة تدفقا (فيض) اكثر، افقي الى أعلى أو الى أسفل وتتجه زاوية الدخول والخروج في اتجاه معاكس للحالة العادية.

٧- اذا كانت موجة القوة الدافعة الكهربائية للجهد المؤثر المعطى، ذات قيمة مستوية، ترتفع قيمة مفقودات القلب وكذلك ترتفع درجة حرارة القلب. وهذا واضح من العلاقة بين الجهد والفيض

حيث

E =قيمة جذر متوسط المربع (rms) للجهد المؤثر على الملف الابتدائي او الثانوي حسب الحالة.

K_f =معامل شكل موجة القوة الدافعة الكهربائية emf .

B_m = اقصى كثافة تدفق في القلب (ويبر/م² أو تسلا) .

A= مساحة مقطع القلب (مم²) .

F = التردد (هرتز)

N = عدد لفات الملف الابتدائي أو الثانوي حسب الحالة.

إذا كان شكل موجة القوة الدافعة الكهربية جيبي فان K_f تساوي 1.11 وهي نسبة جذر متوسط المربع الى القيمة المتوسطة. واذا كان شكل موجة القوة الدافعة الكهربية بحيث تكون ذات ذروة فان K_f تكون اكبر من 1.11، فتكون B_m اصغر عند نفس قيمة E، لذلك تكون قيمة مفقودات الحديد اقل منها في حالة ما إذا كانت الموجة جيبية.

اذا كانت موجة القوة الدافعة الكهربائية ذات قمة مستوية فان K_f تكون اقل من 1.11 وعلى ذلك تكون B_m اكبر عند نفس قيمة E ، وكذلك تكون قيمة مفقودات الحديد اكبر منها في حالة ما اذا كانت الموجة جيبية، وفي هذه الحالة يكون تيار المغنطة اكبر ايضا.

٨- عند توصيل المحولات يبون حمل ينتج تيار اندفاعي كبير وبالتالي تيار مغنطة كبير، يؤدي الى اعطاء كثافة تدفق (فيض) عالية في الدوائر المغناطيسية وعلى الرغم من الاضمحلال السريع لهذا التيار الاندفاعي، إلا انه يحدث قوى كهرومغناطيسية كبيرة تعمل على اجهاد الملفات، وتصبح هذه الظاهرة اكثر خطورة اذا كان المحول قريبا من مصدر التوليد ، مما يعرضه لعمليات توصيل متتالية ، وهذه الظاهرة تسبب تحرك الملفات.

٩- كثافة التدفق (الفيض) الكبيرة في الدوائر المغناطيسية تسبب توافقيات عالية للتيار أو الجهد ، وغالبا ما يؤخذ تأثير التوافقية الثالثة فقط ، في هذه الحالة ، أن الجهد بين الخط ونقطة التعادل ، عندما تكون نقطة التعادل معزولة يحتوي على المركبة التوافقية الثالثة ، التي يمكن ان تصل قيمتها الى 60% من القيمة الاساسية، ونتيجة لذلك يزيد اجهاد العزل على عزل الملفات عما يسبب تقليل عمر المحول.

إذا كانت نقطة التعادل للملف الثانوي لمحول رفع نجمة / نجمة مؤرضة، وكان الملف الثانوي متصلا بكابل جهد عالي يحدث تكبير لركبة التوافقية الثالثة للتدفق المغناطيسي، مما يؤدي الى ارتفاع قيمة التوافقية الثالثة للجهد وارتفاع درجة حرارة المحول ارتفاعا شديدا ، مسببا تشوهات. للملفات وعزل القلب، واذا استمرت هذه الظاهرة فانها تتسبب في ايجاد مواد عالقة بالزيت وكذلك زيادة مفقودات الحديد الى ثلاثة اضعاف القيمة العادية للمحول.

١٠- احيانا ، ولظروف الاحمال العالية، يلزم أن يكون جهد المحول مرتفعا ، وعلى ذلك يجب أن يكون التردد أيضا مرتفعا، وذلك للتغلب على حدوث تشبع مغناطيسي عالي للقلب، أذ أن الزيادة في الجهد لا يجب أن يصاحبها انخفاض في التردد، وإلا أدى ذلك الى تشبع مغناطيسي في القلب، مما يؤدي الى زيادة مفقودات الحديد وسخونة غير عادية للقلب، حيث تكون العلاقة بين الجهد والتردد وكثافة التدفق كالآتي:

١١- احيانا يكون نتيجة قدم المحول، ان يحتاج القلب الى تغيير، بسبب تشوه شرائح القلب ، الذي يصاحبه ارتفاع في مفقودات الحديد وارتفاع درجة حرارة المحول. وقد يحدث انهيار جزئي أوكلي لعزل الملفات، مما يؤدي الى تكوين مواد عالقة بزيت المحول.

١٢ - في المحولات الهيكلية ذات شرائح مقطع مستطيل ، تحزم وتربط ، من أعلى وأسفل ، لتأخذ الشكل النهائي للقلب ، بوساطة مسامير افقية - وتكون هذه المسامير عادة بالقرب من حافة القلب. يمر التدفق الشارد ، من الدائرة المغناطيسية الى المسامير، مسببا تيارات اعصارية، تحرق المسامير واركان ألواح القلب.