AKKN Electronics Saudi Arabiaوصل بلاغ من مشغّلي محطة تحلية تعمل بالطاقة الشمسية في المنطقة الشرقية: عاكس بقدرة 250 كيلوواط يتوقف فجأة عند الظهيرة، وتظهر رسالة «جهد ناقل التيار المستمر غير مستقر». يعمل العاكس بعد إعادة التشغيل لدقائق ثم يتكرر الفصل. القياس المبدئي أظهر تموجاً في جهد الناقل يبلغ ضعف الحد الطبيعي، وعند فتح العلبة لوحظ انتفاخ بسيط في رأس مكثف إلكتروليتي بوحدة التغذية المساعدة، مع تراكم غبار على المشتت الحراري والمراوح. هذه الأعراض تتكرر في منشآت الخليج، وهي تصلح كنقطة بداية لفحص طبقي منهجي.
الفحص الطبقي الأول: العلامات الظاهرة وقراءات العاكس
بعد فصل العاكس عن الطاقة والتأكد من تفريغ الناقل عبر مقاومة تفريغ مناسبة، ابدأ بالفحص البصري العام:
- انتفاخ رأس المكثف أو خروج سائل من صمام الأمان.
- تغير اللون أو تشقق الغلاف البلاستيكي للمكثفات الإلكتروليتية.
- رواسب غبار تسد فتحات التهوية، لأنها ترفع الحرارة المحيطة بالمكثفات وقد تفسر تكرار العطل.
سجل قراءات العاكس إن أمكن: قيمة تموج جهد الناقل، ودرجة حرارة العلبة الداخلية، وتاريخ آخر صيانة. إذا بدت القراءات طبيعية، انتقل إلى القياس الكهربائي للمكثفات بعد فصلها عن الدائرة.
الفحص الطبقي الثاني: قياس السعة والمقاومة التسلسلية المكافئة
استخدم مقياس LCR لقياس السعة والمقاومة التسلسلية المكافئة (ESR) ومعامل الاضمحلال. التردد المناسب هو 120 هرتز للمكثفات الإلكتروليتية و1 كيلوهرتز لمكثفات الأفلام في ناقل التيار المستمر، على أن يكون القياس عند حرارة مرجعية قريبة من 20 درجة مئوية. قارن النتائج بالجدول الآتي:
| المعلمة | المكثف الإلكتروليتي (وحدة التغذية المساعدة) | مكثف الفيلم (ناقل التيار المستمر) |
|---|---|---|
| السعة المقيسة | ضمن ±20% من القيمة الاسمية عند 120 هرتز | ضمن ±10% من القيمة الاسمية عند 1 كيلوهرتز |
| المقاومة التسلسلية المكافئة (ESR) | ألا تزيد على 1.5 مرة من الحد الأعلى في المواصفة عند 20 درجة مئوية | ليست مؤشراً رئيسياً؛ يُعتمد معامل الاضمحلال |
| معامل الاضمحلال (tan δ) | لا يزيد على 0.15 | لا يزيد على 0.002 |
| تيار التسريب عند الجهد المقنن | لا يزيد على 0.01 × C × U (بالميكروأمبير، حيث C بالمايكروفاراد و U بالفولت) | لا يزيد على 5 ميكروأمبير |
إذا كانت السعة ضمن الحدود لكن ESR مرتفع، فهذا يشير إلى جفاف الإلكتروليت، ويكون الاستبدال ضرورياً حتى لو بدت السعة مقبولة. أما مكثفات الأفلام فقصورها يظهر عادة كقصر جزئي أو انخفاض في مقاومة العزل، وقد لا يتغير معامل الاضمحلال إلا في مرحلة متقدمة.
الفحص الطبقي الثالث: التحقق من الحمل الحراري وتيار التموج
القياسات الكهربائية في وضع الإيقاف لا تكشف دائماً عطل المكثف تحت الحمل. أعد تشغيل العاكس تدريجياً، وقس تيار التموج بمشبك تيار حساس للترددات العالية على فرع المكثف، وسجل حرارة غلاف المكثف بميزان حراري بالأشعة تحت الحمراء. يجب ألا يتجاوز تيار التموج الفعلي القيمة المصنفة عند نفس درجة حرارة نقطة التشغيل، مع فحص سلامة ربط الوصلات لأن مقاومة التلامس المرتفعة ترفع الحرارة الموضعية وتزيد التموج.
قاعدة تقدير العمر: لكل ارتفاع عشر درجات مئوية في حرارة مركز المكثف، ينخفض العمر المتوقع تقريباً إلى النصف. لذلك يُنصح بألا تتجاوز حرارة غلاف المكثفات الإلكتروليتية 95 درجة مئوية عند ذروة الحمل.
في أجواء الخليج، انسداد الفلاتر بالغبار يرفع حرارة هواء العلبة بشكل ملحوظ، ويُعدّ من العوامل الرئيسية في تقلّص عمر المكثف، لا سيما في محطات التحلية القريبة من رذاذ البحر.
قائمة الوقاية قبل الشراء والتشغيل
- اختر مكثفات إلكتروليتية بجهد مقنن لا يقل عن 1.25 مرة من جهد الناقل الاسمي، ومكثفات أفلام بنحو 1.4 مرة.
- اطلب من المورد منحنى العمر المتوقع عند حرارة 50 درجة مئوية محيطة وتيار تموج كامل، وليكن هدف التصميم ألا يقل العمر عن 60,000 ساعة للمكثفات الإلكتروليتية و100,000 ساعة لمكثفات الأفلام في الناقل.
- استخدم فئة درجة حرارة 105 درجات مئوية على الأقل للمكثفات الإلكتروليتية، وتحقق من شهادة مطابقة وفق IEC 60384-4 لها، ووفق IEC 60384-16 لمكثفات الأفلام.
- ضع برنامج قياس دوري للسعة وESR كل ستة أشهر في المواقع الساحلية، وكل سنة في المواقع الداخلية.
- نظف المراوح والفلاتر شهرياً في الفترة من مايو إلى سبتمبر، وسجل درجات حرارة العلبة في سجل الصيانة.
الخلاصة العملية: العطل الذي يبدو مركباً يبدأ غالباً من مكثف واحد تأثر بالحرارة والغبار. اتباع هذا الفحص الطبقي، من العلامة الظاهرة إلى القياس الكهربائي ثم التحقق الحراري، يحدد بدقة متى يكون الاستبدال ضرورياً قبل أن تتحول أعطال المكثفات إلى توقف متكرر للمحطة.
