محولات أجهزة القياس

Instrument trans Former

 

هناك نوعين من المحولات يطلق عليها محولات أجهزة القياس وهو (محولات الجهد- محولات التيار) وتستخدم هذه المحولات في محطات الجهد العالي وذلك لتقليل الجهود العالية والتيارات الكبيرة إلى جهود منخفضة وتيارات صغيرة يمكن قياسها بأجهزة القياس وهذه المحاولات تعمل على زيادة مدى القياس وهذه المحاولات تعم لعلى زيادة مدى القياس لهذه الأجهزة مما يجعل من الممكن وضع أجهزة القياس في مكان بعيد عن الجهد العالي وفي ذلك حماية العاملين في المحطات من خطر التعرض المباشر لهذا الجهد وسوف نتناول بالشرح مهام كليهما (محول الجهد- محول التيار)

محول الجهد Voltage trans Former

وله استخدامات عديدة مع أجهزة الفولتيمتر وأجهزة قياس التردد وملفات الجهد لكل من الواتمترات والعدادات وأجهزة قياس معامل القدرة. وأحيانا يستخدم في محطات المحولات الفرعية لتغذية مصابيح الإضاءة والإرشاد وأجهزة التحكم عن بعد.

ويتركب هذا المحول من قلب حديدي مصنوع من رقائق الصلب السليكوني الممتازة والتي تصنع بأشكال مختلفة لتلائم الأداء المطلوب منها وتعمل عند كثافة تدفق مغناطيسي منخفضة جدا حتى يكون تيار عدم الحمل للمحول صغيرا ويوضع على القلب الحديدي والملفات موضوعة فوق بعضها ملف ثانوي وملف ابتدائي.

والأفضل من الملف الابتدائي أنه يتكون من عدد كبير من الملفات ويصمم لجهود مقدرة تتراوح بين 380- 500000 فولت ويوصل على التوازي مع الجهد المطلوب قياسه والملف الثانوي يتركب من عدد قليل من الملفات ويوصل الفولتميتر أو ملف الجهد في الأجهزة

الأخرى مصمم على جهد قدرة 100 فولت أو 200 فولت على الأكثر.

ويفضل دائما وضع مصهرات في دوائر الملفات الابتدائية للمحول كما يراعي توصيل الملف الثانوي وكذلك هيكل المحول بالأرض وذلك لدواعي الأمان في حالة انهيار المادة العازلة للمحول.

ومحول الجهد يكون دائما محول خافض للجهد. حيث أن ملفة الثانوي مقاومته الداخلية عالية القيمة ويمكن اعتبار محول الجهد كأنه يعمل بدون حمل ويعتبر الجهد على أطراف الملف الابتدائي (v1)= ق.د.ك المستنتجة في الملف الابتدائي (E1)

V1=E1

وكذلك الجهد على أطراف الملف الثانوي (V2)= ق.د.ك المستنتجة في الملف الثانوي (E2)

V2=E2

وبذلك تكون نسبة التحويل للمحول (K)……

ويوجد أيضاً شكل للمحول الوجه الواحد المركب بداخل المباني حيث (أ) شكل خارجي و(ب) شكل تجميع القلب والملفات(1- أطراف الجهد المنخفض-2- وصله أرضي-3- أطراف الجهد العالي-4- فتحة ملئ الزيت-5- عوازل الجهد العالي-6- عوازل الجهد المنخفض-7- ملف الجهد العالي-8- الدائرة المغناطيسية-9- خزان الزيت) وسوف نتناول المحول ثلاثة ملفات ابتدائية توصل بالدائرة الثلاثية الأوجه المراد جهدها وثلاثة ملفات ثانوية بأجهزة الفولتميتر كما هو موضح حيث (أ) التركيب- (ب) الرسم التخطيطي- (ج) منظر خارجي (1- خزان-2- ملفات-3- قلب حديدي-4- غطاء-5- أطراف الملف الابتدائي-7- أطراف الملف الثانوي)

محول التيار   Current trans Former

وتستخدم هذه المحاولات مع أجهزة الأميتر ملفات التيار في العدادات والواتمترات وملفات متممات التيار من قلب من رقائق الصلب السليكوني الممتاز وفي بعض الأحيان يضاف إليها بعض رقائق من سبيكة من النيكل والحديد بنسيبة 78% نيكل 22% حديد ويختلف شكل القلب الحديدي باختلاف أداء المحول فقد يكون شكله مستطيل أو مربع في المحاولات الصغيرة أو المتوسطة أو على شكل حلقة في المحاولات الكبيرة حيث تعمل الشكل الحلقي على زيادة المتانة الميكانيكية للمحول ويقلل من المجالات المغناطيسية المتربسة.

ويوضع على القلب الحديدي الملفات الابتدائية والثانوية وفي هذا المحول الملف الابتدائي عدد لفاته قليلة ويصنع من سلك سميك ويوصل أيضاً على التوالي وفي المحاولات الكبيرة يكون الملف الابتدائي هو القضيب الحامل للتيار الكهربي. وبالنسبة للملف الثانوي فيكون عدد كبير من اللفات ومن سلك رفيع المقطع ويوصل بالأميتر أو على التيار في الأجهزة الأخرى ويوصل أحد طرفي الملف الثانوي بالأرض.

حيث يقوم محول التيار بتخفيض التيار الكبير في الخطوط أو قضبان التوزيع والذي يصل إلى 6000 أمبير إلى التيار صغير قيمته المقدرة 5 أمبير وفي بعض الأحيان واحد أمبير والمقاومة الداخلية لجهاز الأميتر تكون صغيرة لذلك يمكن اعتبار أن محول التيار يعمل في ظروف متشابهة لظروف القصر وبذلك تكون نسبة التحويل لمحول التيار…..

يوضح شكل محول تيار نافذ ذو لفة واحدة حيث (1- قضب ملف ابتدائي-2- عازل نافذ-3- أطراف الملف الثانوي-4- شفة-5- غلاف خارجي)

يوضح محول تيار متعدد اللفات حيث (1- أطراف الملف الابتدائي-2- أغطية من الظهر-3- عوازل نافذة-4- أطراف الملفات الثانوية-5-شفة-6- غلاف خارجي)

يوضح محول التيار المنزلق على موصل التيار الابتدائي

يوضح محول تيار ذو كماشة

يوضح توصيل ثلاث محولات تيار مع ثلاثة أجهزة أميتر لقياس التيار في دائرة ثلاثية الأوجه

محولات التيار وتقسيماتها

يمكن تقسيم محولات التيار إلى :

• تبعا لمكان تركيبها (داخل المباني- خارج المباني)
• تبعاً للعزل (جاف بعازل خزفي – مغمور في الزيت)
• تبعا للتصميم(نافذ- غير نافذ)
• تبعا للملفات الابتدائية (لفة واحدة –لفات متعددة)

ملاحظة هامة

• يرمز لأطراف محولات القياس برموز معينة تختلف من دولة لأخرى ففي المواصفات الالمانية يرمز لأطراف الملف الأبتدائي لمحول الجهد بالأحرف الكبيرةU,V ولأطراف الملف الثانوي لنفس المحول بالحروف الصغيرة u,v وفي المواصفات السوفيتية يرمز لأطراف الملف الأبتدائيلمحول الجهد بالأحرف الكبيرةX  والثانوي بالأحرف الصغيرة a,x
• محول التيار يرمز لأطراف الملف الأبتدائي في المواصفات الألمانية بالأحرف الكبيرةK,L والثانوي بالأحرف الصغيرة k,l وفي المواصفات السوفيتية يرمز لأطراف الملف الثانوي لمحول التيار بالأحرف L1 L2 ولأطراف الملف الثانوي لنفس المحول بالأحرف M1 M2
• توصل مصهرات في دائرة الجهد العالي لمحول الجهد للوقاية ضد القصر وتستخدم المصهرات الذي في دائرة الجهد المنخفض لوقاية المحول من التحميل الذائد.
• لا تستخدم المصهرات في دائر محولات التيار خوفا من حدوث فتح في دائرة المحول عند انصهار هذه المصهرات يؤدي لاحتراق المحول.
• فى محولات التيار والجهد التي تستخدم في عمليات القياس يجب توصيل الملفات الثانوية وأغلفة جميع محولات أجهزة القياس بالأرض بقطب واحد كما في (شكل رقم 10) يةضح استخدام محول تيار ومحول جهد مع جهاز واتميتر يستخدم لقياس القدرة مع توصيل أحد الأطراف الثانوية للمحولات بقضب واحد للأرض.