اختراعات

الزيوت العازلة المستخدمة في المحولات الكهربائية

الزيوت العازلة  المستخدمة في المحولات الكهربائية

الزيوت العازلة  المستخدمة في المحولات الكهربائية
 
تستخدم الزيوت العازلة  منذ أمد بعيد في التقنيات الكهربائية، وقد عرفت باسم "زيوت المحولات" بدءاً من عام 1924م ، وتعمل هذه الزيوت كمادة عازلة وناقلة للحرارة في  المحولات الكهربائية والتي تستخدم على نطاق واسع فى المملكة العربية السعودية في شبكات  توزيع القدرة الكهربائية.




وتتأثر بعض خصائص هذه الزيوت - مثل اللزوجة ومحتوى الماء -  تدريجيا مع الاستخدام وبالتالي تؤثر على بقية الخصائص الأخرى طوال عمر المحول ، كذلك فإن بعض هذه الزيوت تضاف إليها مواد مانعة للتأكسد والتي ينتج عنها تكون الأحماض والماء ، التي تؤدى بالتالي إلى تآكل البنية الداخلية للمحول ومن ثم تعطله أو احتراقه ، لذا كان لابد من توخي الدقة والحذر عند اختيار هذه الزيوت والتأكد من مطابقتها للمواصفات القياسية السعودية والدولية .
 
واستشعاراً من الهيئة بأهمية وخطورة هذه الزيوت فقد قامت بتبني المواصفة القياسية الدولية رقم IEC 1982/60296 كمواصفة قياسية سعودية تحت رقم 1366، كما تبنتها هيئة التقييس الخليجية تحت رقم (SASO GSO 1494:1997)، كما تبنت الهيئة الطبعة الدولية الجديدة لهذه المواصفة التي صدرت  عام 2003م ، وهذه الطبعة اشتملت على بنود ومتطلبات جديدة لم تكن واردة في المواصفة القياسية السعودية رقم 1366.
 
كما تجدر الإشارة بأن الهيئة الدولية الكهرتقنية قد أصدرت مؤخراً طبعة أخرى جديدة لهذه المواصفة القياسية عام 2012م، وتقوم الهيئة حاليا بدراستها تمهيدا لتبنيها كمواصفة قياسية سعودية .
 
وينبغي على الأشخاص الذين يقومون بنقل واستخدام هذه الزيوت تطبيق تعليمات السلامة واتخاذ الاحتياطات اللازمة لتجنب ملامسة الزيت للعيون حيث يؤدى ذلك إلى تهيجها، وفى حالة حدوث ذلك يتم غسل العين بالماء ومراجعة الطبيب .
 
ولحماية البيئة من أضرار هذه المواد ينبغي التخلص من هذه الزيوت والمواد الكيميائية وصهاريج العينات المستخدمة ، وذلك بإتباع القواعد والأنظمة المحلية، وأن تؤخذ كافة الاحتياطات لمنع تسرب الزيت فى الوسط المحيط .
 
ومن المهم التنبيه بأن هذه المواصفة القياسية غير معنية بشكل كامل بمشاكل السلامة المصاحبة لاستخدام هذه الزيوت، ويعتبر المستورد ومن يقوم بتطبيق المواصفة القياسية مسئول مسؤولية تامة عن تعيين الحدود المنظمة القابلة للتطبيق والمناسبة لصحة وسلامة المستخدم  قبل الاستخدام .
 
وتختص هذه المواصفة القياسية بمواصفات وطرق اختبار الزيوت العازلة المعدنية بحالتها التي هي موردة عليها والتي لم يسبق استعمالها ، والتي تستخدم في المحولات الكهربائية ومعدات القطع والوصل والتحكم والأجهزة الكهربائية المشابهة ويعمل فيها الزيت كعازل وناقل للحرارة ، ويتم الحصول على هذا الزيت بواسطة تقطير أو تكرير النفط .
 
 وتطبق المواصفة على الزيوت التي تحتوى أو لا تحتوى على إضافات مضادة للتأكسد، ولا تطبق على الزيوت العازلة المعدنية التي تستخدم كمشبعات في الكابلات والمكثفات.
 
 وعند تطبيق هذه المواصفة يجب الرجوع إلى المواصفات التكميلية التالية:
  • المواصفة القياسية السعودية (SASO IEC 60666:2012) الخاصة بـ "طرق الكشف وتعيين المواد المضافة في الزيوت العازلة المعدنية" .
  • المواصفة القياسية السعودية (SASO IEC 61125:2008) "طرق اختبار لتقييم استقرار الأكسدة للزيوت العازلة المعدنية ".
ملحوظة : هذه المواصفة القياسية حلت محل المواصفتين القياسيتين الدوليتين رقمي:
(IEC 60474:1974)
(IEC 60074:1963)
 
وفيما يلي بعض التعاريف المهمة الواردة بالمواصفة:
 
مادة مضافة : مادة كيميائية مناسبة تضاف إلى السائل العازل لتحسين  بعض خصائصه .
زيت محول : زيت عازل معدني للمحولات والمعدات الكهربائية المشابهة ، حيث تكون مقاومة التأكسد العادية مطلوبة .
مادة مضافة مضادة للتأكسد : مادة مضافة إلى الزيت العازل لتقليل أو تأخير انحلاله بالأكسدة .
زيت غير معالج للوقاية من التأكسد : (uninhibited oil) زيت عازل معدني لا يحتوي على مقاوم للتأكسد إلا أنه يمكن أن يحتوى على إضافات أخرى.
زيت معالج للوقاية من التأكسد : (inhibited oil) زيت عازل معدني  يحتوى على مقاوم للتأكسد على الأقل (0.08 %) حد أدنى، (0.4 %) حد أقصى مادة مضافة مضادة للتأكسد، مع إضافات أخرى.
 
ويصنف زيت المحولات إلى ثلاثة أصناف تبعا لمحتواه من المادة المضافة المضادة للتأكسد كالتالي :
  • زيت محول غير معالج للوقاية من التأكسد (ويرمز له بالرمز U)
  • زيت محول معالج بمقدار ضئيل للوقاية من التأكسد (ويرمز له بالرمز T) .
  • زيت محول معالج للوقاية من التأكسد (ويرمز له بالرمز I) .

تمييز الزيت ومتطلبات التوريد :
يوزع الزيت داخل براميل أو عربات صهاريج مقطورة وتنقل على السكك الحديدية أو الطرق البرية .
 
يجب أن يوضح على برميل الزيت أو الحاوية ما يلي :
  • العلامة التجارية للمورد.
  • صنف الزيت.
 
يجب أن يرفق مع كل شحنة زيت وثيقة من المورد تحدد على الأقل العلامة التجارية للمورد، وصنف الزيت ، وأي إضافات (إن وجدت) والغرض منها .
 
سحب العينات :
يتم سحب العينات طبقا للطريقة الموضحة بالمواصفة القياسية السعودية ( SASO IEC 60475 : 2009 )  .
ينبغي أخذ العينات من المكان الذي يعتقد أنه الأكثر تلوثا ، وغالبا ما يكون قاع البرميل .
 
المواصفات :
يجب أن يكون الزيت العازل المعدني مطابقا للقيم المحددة في المواصفة، ويتم التحقق من هذه القيم وفقا لطرق الاختبار الموضحة فيما بعد .
 
ويعتبر الزيت من النوع غير المعالج للوقاية من التأكسد  صنف 1(U) هو النوع الوحيد المعتمد من الهيئة طبقا لما ورد بالمواصفة القياسية السعودية رقم 1366.
 
طرق الاختبار:
مظهر الزيت :
يجب تقييم مظهر الزيت وذلك بتمرير ضوء نافذ من خلال  عينة من الزيت ذات سمك 10 سم تقريبا عند درجة الحرارة المحيطة .
الكثافة :
يجب أن يتم قياس الكثافة طبقا للمواصفة القياسية السعودية (SASO ISO 3675 : 2007) ، ويجب أن لا تزيد على (0.895) جرام/ مللي لتر عند 20˚س .
اللزوجة الحركية :
يجب أن يتم قياس اللزوجة الحركية طبقا للمواصفة القياسية السعودية (SASO ISO 3104 : 2008) ، ويجب أن لا تزيد على 12ملم²/ث عند 40˚س .
نقطة الوميض :
يتم تحديد نقطة الوميض طبقا للمواصفة القياسية السعودية : (SASO ISO 2719 : 2008) ، ويجب أن لا تقل عن 135˚س
نقطة الانصباب :
يتم تحديد نقطة الانصباب طبقا للمواصفة القياسية  الدولية السعودية :(SASO ISO 3016 :2 008) ، ويجب أن لا تزيد على (- 40˚ س) .
التوتر البيني :
يتم تحديد التوتر البيني طبقا للمواصفة القياسية الدولية  (ISO 6295) .
محتوى الكبريت:
يتم حساب الكبريت طبقا للمواصفة القياسية السعودية (SASO ISO 14596 : 2007) ، ويجب أن يكون غير مسبب للتآكل .
محتوى الماء : يتم حساب محتوى الماء طبقا للمواصفة القياسية السعودية (SASO IEC 60814 : 2007) ، ويجب أن لا يزيد على (30 مللي جرام / كجم) بالنسبة للشحنات الكبيرة من الزيت، و (40 مللي جرام / كجم) للزيت المورد فى براميل .
استقرار الأكسدة :
يتم تحديد استقرار الأكسدة للزيوت العازلة طبقا للمواصفة القياسية السعودية (SASO IEC 61125 : 2008) .
جهد الانهيار :
 يجب أن يكون الزيت قادرا على تحمل الإجهاد الكهربائي، ويتم تحديد جهد الانهيار طبقا للمواصفة القياسية (IEC 60156) ، ويجب أن لا يقل عن 30 كيلو فولت / 70 كيلو فولت .


الإضافات المضادة للتأكسد :
  • تستخدم المواد المضافة المضادة للأكسدة  لتقليل التأكسد فى الزيت والذى ينتج عنها ما يسمى بحمضية الزيت ، كما تؤدى إلى تكون رواسب طينية فيه.
  • يجب معرفة ما إذا كانت توجد إضافات مضادة للأكسدة من عدمه وتقدير نسبتها وذلك بمراقبة عملية نضوب المادة المضافة أثناء الخدمة .
  • المادة الشائعة الاستخدام المضادة للتأكسد هى : (2.6-di-tert-butyl-p-cresol) (DBPC)، ولكن توجد مواد أخرى.
  • يتم الكشف والتحديد الكمي للإضافات المضادة للتأكسد طبقا للمواصفة القياسية السعودية (SASO IEC 60666 : 2012).
  • يجب ألا تحتوى الزيوت غير المعالجة للوقاية من التأكسد أي إضافات مضادة للأكسدة .
  • نوع وكمية كل مادة مضافة مضادة للتأكسد موجودة في الزيت يجب أن يتم النص عليها في شهادة جودة .
  • بالنسبة للزيت صنف (U) : المادة المضافة غير قابلة للكشف.
  • بالنسبة للزيت صنف (T) : المادة المضافة لا تزيد على (0.08%).
  • بالنسبة للزيت صنف (I) : المادة المضافة (0.08-0.40%).
 
وجدير بالذكر أن الشركة السعودية للكهرباء أصدرت المواصفة الفنية رقم (SEC-02-01) بتاريخ 6/4/2004م الخاصة بالزيوت العازلة للمحولات ومعدات القطع والوصل والتى تضمنت العديد من المتطلبات أهمها ما يلي :
  • أن تكون الزيوت مطابقة للمواصفة القياسية الدولية (IEC 60296) ، والتي تبنتها الهيئة تحت رقم (SASO IEC 60296).
  • أن يكون نوع الزيت مطابقا للصنف رقم (1) (U) الوارد بالمواصفة القياسية المذكورة أعلاه .
  • أن تكون الزيوت خالية من أية إضافات ، وعلى وجه التحديد أن تكون خالية من مادة
  • (Polychlorinated biphenyls) (PCB).
  • أن يورد الزيت داخل براميل نظيفة مانعة للتسرب سعتها 200 لتر .
  • أن يتم وسم براميل الزيت بالبيانات التالية :
  1. اسم المستورد وصنف الزيت.
  2. سعة البرميل وتاريخ تعبئته بالزيت.
  3. وزن البرمـيل بالكيلوجرام وهو مملوء بالزيت.
  4. رقم أمر الشراء.