ماذا يحدث عندما يتحوّل الزيت إلى غاز
يُبخّر القوس الكهربائي داخل المحوّل الزيتَ المحيط به على الفور تقريبًا. فاللتر الواحد من الزيت المعدني يتحوّل إلى نحو ألف لتر من الغاز. وفي خزان محكم الإغلاق لا منفذ فيه، يُقاس ارتفاع الضغط بالملّي ثانية لا بالثواني — والخزان غير مصمَّم لاحتوائه. وبغياب مسار تصريف منضبط، ينهار أضعف موضع في الخزان: ينفتح لحام، أو تُقذف حشية، أو يتمزّق الخزان في الحالات الشديدة فيُدفع الزيت المشتعل إلى الخارج.
وُجد صمام تنفيس الضغط ليحدّد أين يقع هذا التصريف. وهو صمام نابضي يُركَّب على غطاء الخزان، ومعاير ليفتح عند ضغط أدنى من الحدّ الميكانيكي للخزان ويصرّف الفائض عبر مخرج منضبط. وما إن ينخفض الضغط حتى ينغلق من جديد ويبقى الخزان محكمًا.
إنها حماية الملاذ الأخير. فكل الأجهزة الأخرى — مرحّل بوخهولتس ومؤشر درجة حرارة الملفات والحماية التفاضلية — غايتها كشف العطل وفصل المحوّل قبل أن يبلغ الضغط هذا الحد. ويعمل صمام التنفيس حين لا تكون تلك الأجهزة سريعة بما يكفي، أو حين تكون طاقة العطل أكبر من أن تمنع أي حماية معها ارتفاع الضغط.
كيف يعمل
1 — وضع الإحكام
في التشغيل الطبيعي يُضغط قرص الصمام على مقعده بنوابض معايَرة. والإحكام مانع للزيت والغاز معًا؛ أما التمدد والانكماش الحراريان الطبيعيان للزيت فيبقيان دون الضغط اللازم لرفع القرص بكثير.
2 — الفتح
عندما يتجاوز الضغط الداخلي قيمة الضبط يرتفع القرص. وبمجرد تحرّكه تتّسع المساحة المعرّضة للضغط بسرعة، فتزداد قوة الفتح وينفتح الصمام تمامًا دفعةً واحدة — في أقل من ملّي ثانيتين عادةً. ويُصرَّف الزيت والغاز عبر المخرج.
3 — إعادة الإغلاق
وحين يهبط الضغط دون قيمة الإغلاق تُعيد النوابض القرص إلى مقعده فيعود الخزان محكمًا. ولا يُفقد سوى قدر يسير من الزيت، ولا تدخل بعدها رطوبة ولا هواء — فيبقى المحوّل محميًا بانتظار الفحص.
إعادة الإغلاق هي جوهر صمام التنفيس الحديث كله. فهي تحدّ من كمية الزيت المقذوف، وتُبقي خطر الحريق محصورًا، والأهم أنها تُبقي الخزان مغلقًا فلا تتعرّض منظومة العزل لرطوبة الجو خلال الساعات أو الأيام التي تسبق وصول المهندس.
لماذا تعتمد المحولات محكمة الإغلاق عليه
في المحوّل ذي خزان التمدد، لارتفاع الضغط منفذ قبل أن يصير خطرًا: فالأنبوب الواصل يؤدي إلى خزان التمدد، ومرحّل بوخهولتس المركّب عليه يرصد الغاز والاندفاع معًا. ثمة مسار، وثمة جهاز يراقبه.
أما المحولات محكمة الإغلاق فلا تملك أيًّا منهما. فالخزان ممتلئ تمامًا وملحوم الغلق، وتستوعب الجدران المموّجة التمدّد الحراري. لا أنبوب ولا خزان تمدد ولا حيّز غازي. والعطل الذي يُبخّر الزيت يرفع الضغط في مواجهة حدّ صلب ومغلق.
لهذا لا يُعدّ صمام تنفيس الضغط ملحقًا في الوحدة محكمة الإغلاق، بل هو المسار الميكانيكي الوحيد الذي تستطيع طاقة العطل عبره مغادرة الخزان بصورة منضبطة. وفي محولات DATSAN محكمة الإغلاق يُركَّب بصورة قياسية فوق قدرة محدّدة، ويُورَّد عند الطلب دونها.
صمام تنفيس أم أنبوب انفجار
كانت المحولات القديمة تستخدم أنبوب الانفجار: أنبوبًا يرتفع من غطاء الخزان ويُغلق طرفه العلوي بغشاء رقيق من الزجاج أو الباكليت. وعند الضغط الزائد ينكسر الغشاء فيتحرّر الضغط. كان الحل يؤدي الغرض، غير أن أوجه قصوره كبيرة.
| الوجه | أنبوب الانفجار | صمام تنفيس الضغط |
|---|---|---|
| ضغط التشغيل | يعتمد على الغشاء؛ ويتباين تباينًا واسعًا مع التقادم ودرجة الحرارة | معاير وقابل للتكرار، يُحدَّد بحمل النابض |
| بعد التشغيل | يبقى الخزان مفتوحًا على الجو حتى استبدال الغشاء | ينغلق تلقائيًا؛ ويبقى الخزان مغلقًا |
| فقد الزيت | كبير — يستمر التصريف حتى يتعادل الضغط | محدود بالحجم المتحرّر قبل إعادة الإغلاق |
| دخول الرطوبة | مؤكّد — تنكشف منظومة العزل | لا يحدث |
| الإشارة | لا توجد — يُكتشف التشغيل بالمعاينة | مؤشر ميكانيكي وتماسات للإنذار أو الفصل |
| إعادة الاستخدام | يلزم استبدال الغشاء | قابل لإعادة الاستخدام بعد إرجاع المؤشر |
المؤشرات والإشارات
صمام يعمل دون أن يُلاحَظ محدود القيمة: فالمحوّل تعرّض لعطل شديد بما يكفي لرفع ضغط الخزان فوق قيمة الضبط، وهذا أمر يجب أن يُعرَف. وتتوفّر ثلاثة مستويات من الإشارة.
مؤشر ميكانيكي
يرتفع مسمار ذو لون زاهٍ عند عمل الصمام ويبقى بارزًا حتى يُعاد يدويًا. وهو يسجّل الحدث حتى في غياب أي توصيل كهربائي، ويُرى من مستوى الأرض أثناء المعاينة الدورية.
تماسات كهربائية
يعمل تماس أو تماسان تحويليان مع الصمام، ويُوصلان إلى دارة الإنذار أو الفصل. وفي المحطات غير المأهولة هذه هي الوسيلة الوحيدة لمعرفة الحدث في وقت يسمح بالتصرّف.
أنبوب تصريف
أنبوب مخرج اختياري يوجّه الزيت المقذوف بعيدًا عن العوازل وصناديق الكابلات وممرات المرور نحو نقطة تجميع آمنة. ويُنصح به في المحطات الداخلية وحيثما يقترب وصول العاملين من الخزان.
أما توصيل التماسات إلى الإنذار أو إلى الفصل فقرار يخصّ مخطط الحماية لا الجهاز. ففي محوّل توزيع يغذّي حملًا غير حرج يكون الفصل هو المعتاد: إذ يشير ارتفاع الضغط إلى عطل أخطر من أن يُبرَّر معه استمرار التشغيل. وحيث ينطوي الانقطاع الفوري على خطر بذاته، يُوصَل التماس إلى الإنذار ويُترك القرار للمشغّل.
المواصفات النموذجية
| البند | القيمة النموذجية |
|---|---|
| ضغط الفتح | 0.35 بار قياسيًا؛ و0.15–0.70 بار عند الطلب |
| ضغط الإغلاق | نحو 80 % من ضغط الفتح |
| زمن الفتح | أقل من 2 ملّي ثانية من قيمة الضبط حتى الفتح الكامل |
| سعة التصريف | تبعًا لمقطع الفتحة، وشائعًا 100–400 م³/سا |
| التماسات | تماس أو تماسان تحويليان، 5 أمبير |
| المؤشر | مسمار ميكانيكي يُعاد يدويًا |
| نطاق درجة حرارة المحيط | من −40 °م إلى +120 °م |
| درجة حماية الغلاف | IP65 لعلبة التماسات |
| التركيب | شفة مثبتة بالبراغي على غطاء الخزان، في الحيّز الغازي فوق مستوى الزيت |
| مادة الإحكام | إيلاستومير نيتريل أو فلوروكربوني مقاوم للزيت |
الاختيار والتركيب
قيمة الضبط تتبع الخزان لا قدرة المحوّل. يجب أن يقع ضغط الفتح دون الضغط الذي يتحمّله الخزان بلا تشوّه دائم، وفوق أعلى ضغط يُبلَغ في التشغيل الطبيعي بهامش مريح — بما في ذلك الذروة التي تحدث عند تحميل محوّل بارد بسرعة. فالضبط المنخفض أكثر من اللازم يؤدي إلى عمليات فتح لا داعي لها؛ والمرتفع أكثر من اللازم يجعل الصمام يفتح بعد أن يكون الخزان قد تشوّه أصلًا.
ركّبوه في الحيّز الغازي لا تحت مستوى الزيت. موضع الجهاز هو غطاء الخزان، أي فوق الزيت. وإذا رُكِّب منخفضًا صرّف كمية أكبر بكثير من الزيت للحدث الضغطي نفسه، وقد لا ينغلق الصمام بإحكام.
الجهاز الواحد لا يكفي دائمًا. فالخزانات الكبيرة، وتلك التي ترتفع فيها نسبة حجم الزيت إلى مساحة الغطاء، قد تتطلّب جهازين لبلوغ سعة التصريف اللازمة. وهذا الحساب جزء من تصميم الخزان لا من اختيار ملحق.
اختبروا التماسات لا الصمام. يمكن التحقّق من التماسات الكهربائية عند التشغيل الأولي باستخدام وسيلة الاختبار اليدوية، بل ينبغي ذلك. أما الصمام نفسه فمعاير ومختوم في المصنع؛ والتدخّل في ضبط النابض في الموقع يُبطل المعايرة.
ملاحظة: القيم الواردة في هذه المقالة نموذجية وللاسترشاد. تُركّب DATSAN صمامات تنفيس الضغط بصورة قياسية على المحولات محكمة الإغلاق فوق قدرة محدّدة، وعند الطلب دونها. ويُحدَّد ضغط الضبط وسعة التصريف وتكوين التماسات والحاجة إلى أنبوب تصريف في مرحلة التصميم وفق تصميم الخزان ومخطط الحماية لدى العميل، ويُثبَّت ذلك في تقرير الاختبار.
English (English)
Turkish (Türkçe)
French (Français)
Russian (Русский)
Arabic (عربي)