تست آنالیز جاروب  پاسخ فرکانسی | تست SFRA

تست آنالیز جاروب

این تست یک روش بسیار قابل اعتماد و حساس برای نظارت بر شرایط فیزیکی سیم پیچ های ترانسفورماتور به شمار می­آید. سیم پیچی ترانسفورماتور ممکن است تحت تاثیر فشارهای مکانیکی در طول انتقال، خطاهای اتصال کوتاه سنگین، ضربه سوئیچینگ گذرا، ضربه صاعقه و غیره قرار گیرد.

این فشارهای مکانیکی ممکن است باعث از جا در آمدن سیم پیچی های ترانسفورماتور از محل خود و همچنین تغییر شکل این سیم پیچی ها شوند. سیم پیچی ها در این شرایط دچار فروریختگی می­شوند

و این گونه عیوب فیزیکی نهایتا منجر به شکست عایق یا خطای دی الکتریک در سیم پیچ ها خواهد شد.

تست آنالیز جاروب پاسخ فرکانسی یا به اختصار تست SFRA قادر است به روشی کارآمد، از جا در آمدن هسته ترانسفورماتور، تغییر شکل و از جا در آمدن سیم پیچ، زمین هسته خطا دار، فروریختگی جزئی سیم پیچ، اتصالات کلمپ شکسته یا شل، دورهای اتصال کوتاه شده، شرایط سیم پیچی باز و غیره را تشخیص دهد.

اصول تست SFRA

اصول تست SFRA تقریبا ساده است. می­دانیم که تمامی تجهیزات الکتریکی به صورت تئوری دارای مقداری مقاومت، اندوکتانس و برخی دارای مقادیری ظرفیت خازنی (کاپاسیتانس) هستند؛ بنابریان هر کدام از آنها را می­توان به عنوان یک مدار RLC پیچیده در نظر گرفت.

اصطلاح «به صورت تئوری» یعنی اینکه برخی تجهیزات ممکن است دارای مقاومت ناچیز یا صفر در مقایسه با مقادیر اندوکتانس و کاپاسیتانس باشند و به همین صورت برخی تجهیزات ممکن است اندوکتانس ناچیز یا صفر در مقایسه با مقاومت و کاپاسیتانس و برخی دیگر نیز دارای کاپاسیتانس ناچیز یا صفر در مقایسه با مقاومت و اندوکتانس داشته باشند؛

اما در هر صورت از نظر تئوری تمامی آنها را می­توان مدار RLC به شمار آورد با اینکه ممکن است R = 0 یا L = 0 یا C = 0 باشد. اما در اکثر مواقع، مقاومت، اندوکتانس و کاپاسیتانس یک وسیله مقادیر غیر صفر دارند. از اینرو اغلب تجهیزات الکتریکی را می­توان به عنوان مدار RLC به شمار آورد بنابراین آنها به فرکانسهای جارو پاسخ داده و یک مشخصه منحصربه فرد تولید نمایند.

از آنجا که در یک ترانسفورماتور هر دور سیم پیچ از سایرین به وسیله عایق کاغذی جدا شده است و این عایق به عنوان یک دی الکتریک عمل می­کند و خود سیم پیچ ها دارای اندوکتانس و مقاومت هستند، یک ترانسفورماتور می­تواند به عنوان یک شبکه توزیعی پیچیده از مقاومت، اندوکتانس و کاپاسیتانس یا به عبارت دیگر یک مدار RLC پیچیده به شمار بیاید.

و در ادامه

به این دلیل، هر سیم پیچ یک ترانسفورماتور نشان دهنده یک پاسخ فرکانسی بخصوص است. در تحلیل جاروب پاسخ فرکانسی یک ولتاژ سینوسی V_i به یکی از پایانه های یک سیم پیچ اعمال شده و ولتاژ خروجی V_o در پایانه دیگر سیم پیچ اندازه گیری می­شود. سایر سیم پیچ ها باز نگه داشته می­شوند. از آنجا که خود سیم پیچ، یک مدار RLC توزیعی است، مانند یک فیلتر RLC عمل کرده و ولتاژهای خروجی متفاوتی در فرکانسهای متفاوت خواهد داد.

به عبارت دیگر، اگر ما به افزایش فرکانس در سیگنال ورودی ادامه دهیم بدون اینکه سطح ولتاژ را زیاد کنیم، ولتاژهای خروجی متفاوتی را در فرکانسهای متفاوت با توجه به ذات RLC سیم پیچها، خواهیم داشت.

اگر ما این ولتاژهای خروجی را در مقابل فرکانسهای متناظر آنها قرار دهیم، یک الگوی بخصوص برای آن سیم پیچی بخصوص بدست خواهد آمد.

اما پس از انتقال، خطاهای اتصال کوتاه سنگین، ضربه های سوئیچینگ گذرا، ضربه های صاعقه و غیره، اگر ما همین تست تحلیل جاروب پاسخ فرکانسی را تکرار کنیم و مشخصه فعلی را با الگوهای قبلی منطبق کرده و انحراف این دو گراف را بررسی کنیم، خواهیم دید که سیم پیچی دچار از جا در آمدن مکانیکی و تغییر شکل شده است.

و همچنین

علاوه بر این، تست SFRA ما را در مقایسه شرایط فیزیکی یک سیم پیچ در فازهای مختلف در  موقعیت تپ مشابه کمک می­کند. همچنین قابلیت مقایسه ترانسفورماتورهای مختلف با طراحی یکسان را به ما می­دهد. تحلیل پاسخ فرکانسی پایین

1. سیم پیچی ها مانند یک مدار RLC ساده متشکل از مجموعه اندوکتانس و مقاومت سیم پیچ عمل می­کنند (در فرکانسهای پایین، کاپاسیتانس تقریبا مشابه مدار باز عمل می­کند.)
2. در فرکانسهای پایین، اندوکتانس سیم پیچ به وسیله مدار مغناطیسی هسته ترانسفورماتور، تعیین می­گردد. پاسخ فرکانسی بالا
3. در فرکانسهای بالا، سیم پیچی مانند مدارهای RLC عمل می­کند.
4. سیم پیچی ها نشان دهنده نقاط رزونانس بسیاری هستند.
5. پاسخ فرکانسی به حرکت سیم پیچی حساستر است.

اتصالات مختلف در حین تست SFRA

 نمونه دیتا شیت برای نتیجه تست SFRA

مقالات مرتبط :

تست پلاریته ترانسفورماتور قدرت (شرح + دیاگرام­ها)

چک لیست نگهداری ترانس قدرت- ترانس جریان- ترانس ولتاژ

تست های مدار باز و اتصال کوتاه در ترانسفورماتور قدرت

تست ترانسفورماتور | تستهای تایپ و تستهای روتین ترانسفورماتور

چک لیست نگهداری ترانس قدرت- ترانس جریان- ترانس ولتاژ

لینک زبان اصلی مقاله :

Sweep Frequency Response Analysis Test | SFRA Test