في عصرنا الحالي، تعتمد جميع القطاعات الصناعية تقريبًا (مثل قطاع الطاقة ومرافقها، والتعدين، والنفط والغاز، والتصنيع، والنقل، والاتصالات) على مصادر طاقة كهربائية موثوقة. ويمكن أن تتأثر موثوقية مصادر الطاقة بعوامل متنوعة، تشمل الفنية والبيئية والبشرية.
تُعد الأعطال الفنية عاملًا رئيسيًا في انقطاع التيار الكهربائي في القطاعات الصناعية، مما يؤدي غالبًا إلى خسائر تشغيلية ومالية فادحة. في الولايات المتحدة وحدها، يُكلف توقف المعدات الكهربائية الصناعات أكثر من 150 مليار دولار سنويًا (وفقًا لـ Bloomenergy). وعادةً ما تُعزى معظم الانقطاعات غير المخطط لها إلى مشكلات فنية مثل قواطع الدائرة المعطلة، تدهور العزل، أو البنية التحتية المتقادمة. ووفقًا لمسح أجرته شركة ABB، فإن الانقطاعات الكهربائية غير المخطط لها في المصانع قد تؤدي إلى خسائر إنتاجية تصل إلى 125,000 دولار في الساعة، مما يُبرز أهمية الصيانة الوقائية وتحديث الأنظمة لضمان الموثوقية.
يؤثر تفريغ الهالة على كفاءة خطوط الطاقة بعدة طرق ملموسة:
أ) فقدان الطاقة وانخفاض كفاءة الطاقة
تتراوح خسائر تفريغ كورونا من 0.1 إلى 2 كيلو واط لكل كيلومتر من خطوط الجهد العالي. ويمكن أن تُمثل ما يصل إلى 0.5% من إجمالي خسائر النقل، خاصةً في الشبكات القديمة أو سيئة الصيانة.
ب) تسارع تدهور العازل
يُنتج تفريغ الهالة الأوزون وأكاسيد النيتريك التي تُسبب تدهورًا كيميائيًا للعوازل؛ وبالتالي، يُمكن أن تُقصّر عمر العازل بنسبة 30-50%.
هناك طرق مُختلفة يُمكن استخدامها للكشف عن تفريغ الهالة؛ تشمل هذه الطرق عمليات الفحص اليدوية باستخدام الفحص البصري، والفحص عبر كاميرات الأشعة فوق البنفسجية (UV)، وأجهزة الكشف بالموجات فوق الصوتية، وأجهزة الكشف بالترددات الراديوية (RF)، وأجهزة الكشف الكيميائية، والتصوير الحراري. وقد أدى تطور تقنيات الطائرات بدون طيار إلى حلول فعّالة تعتمد على الطائرات بدون طيار. يمكن للطائرات بدون طيار حمل كاميرات وأجهزة استشعار متنوعة، مما يُتيح الكشف الدقيق عن بُعد عن نشاط الهالة دون مقاطعة التشغيل أو تعريض الأفراد لبيئات عالية الخطورة.
| الفوائد | حلول التصوير بالأشعة فوق البنفسجية | التحديات | التطبيقات | الصناعة |
|---|---|---|---|---|
| منع فشل العزل، تقليل الانقطاعات، وإطالة عمر المعدات |
|
| فحص المحولات، المحطات الفرعية، الخطوط، الكابلات والعوازل | الطاقة والمرافق |
| ضمان سلامة الرحلة، وتفادي الأعطال أثناء الطيران |
|
| فحص الأنظمة الكهربائية للطائرات | الطيران |
| منع التداخل، حماية معدات الاتصالات |
|
| فحص الهوائيات وأبراج الترددات الراديوية (RF) | الاتصالات |
| تجنب التوقفات غير المتوقعة وتحسين السلامة |
|
| اختبار المفاتيح الكهربائية، العوازل، والكابلات | التصنيع |
| تقليل الأعطال، تعزيز السلامة والموثوقية |
|
– تفريغ جزئي في مكونات المحطات الفرعية للجر. | فحص الخطوط العلوية ومحطات الجر الفرعية | السكك الحديدية والنقل |
| تقليل الأعطال، تعزيز السلامة والموثوقية |
|
| فحص الكابلات عالية الجهد وأنظمة البطاريات | السيارات (المركبات الكهربائية) |
| منع الاشتعال، وضمان التشغيل الآمن |
|
| فحص المحركات والمحولات في المناطق الخطرة | النفط والغاز |
| منع الاشتعال، وضمان التشغيل الآمن |
|
| فحص المحطات الفرعية التي تغذي منشآت التعدين | التعدين |
| منع الانقطاعات، الحفاظ على الجهوزية |
|
| مراقبة أنظمة الطاقة غير المنقطعة (UPS)، المفاتيح، والكابلات | مراكز البيانات |
| تقليل التوقفات، وزيادة إنتاجية الطاقة |
|
| فحص توصيلات توربينات الرياح والألواح الشمسية | الطاقة المتجددة |
كما ذُكر سابقًا، تُعدّ حلول التصوير بالأشعة فوق البنفسجية (سواء باستخدام الكاميرات المحمولة أو الكاميرات المثبتة على الطائرات بدون طيار) الأكثر كفاءة في الكشف عن تفريغ الهالة (كورونا). ومع ذلك، من المهم اختيار الجهاز المناسب والملائم للتطبيق المحدد.
على سبيل المثال، لإجراء عمليات تفتيش دقيقة للأجهزة الكهربائية الداخلية والخارجية خلال النهار، يُمكن استخدام كاميرات UVollé للكشف عن الهالة. وهي مناسبة لاختبار أجهزة الجهد العالي والمتوسط في الموقع، وللحصول على معلومات دقيقة حول التفريغ الجزئي للهالة، ولتسجيل مقاطع فيديو لتفريغ الهالة. تكشف كاميرات UVollé عن الأعطال المتعلقة بالجهد وتعرضها آنيًا.
من جهة أخرى، تُعدّ الحلول المعتمدة على الطائرات بدون طيار الحل الأنسب عند فحص البنى التحتية في المناطق التي يصعب الوصول إليها أو المناطق الخطرة. ومن أمثلة الكاميرات فوق البنفسجية المناسبة لهذا النوع من الحلول كاميرا DayCor® micROM HD Solar Blind UV، والتي صُممت خصيصًا لاكتشاف وتحديد مواقع تفريغ الكورونا والانبعاثات القوسية. تتميز هذه الكاميرا بحجمها الصغير وخفّتها، إضافة إلى زاوية الرؤية الواسعة وجودة التصوير العالية (HD). وبفضل الحماية الكهرومغناطيسية التي تتمتع بها، تضمن أداءً مثاليًا حتى في أصعب الظروف. كما أن سهولة دمجها مع الطائرات بدون طيار، وقدرتها على التوافق مع أنواع مختلفة من الحوامل الميكانيكية (gimbals) يعزز من عمليتها وتنوع استخداماتها.
في ظل المشهد الصناعي الحديث المتصل والمعتمد على الكهرباء، أصبح الاكتشاف المبكر لتفريغ الكورونا والحد منه أمرًا لا غنى عنه لضمان الموثوقية التشغيلية والسلامة والكفاءة. فهذه الظاهرة، التي غالبًا ما يُغفل عنها، تُشكّل مخاطر كبيرة على أنظمة الجهد العالي في مختلف القطاعات، بدءًا من مرافق الطاقة ووصولاً إلى الفضاء والاتصالات.
لقد أثبت التصوير بالأشعة فوق البنفسجية أنه الطريقة الأكثر فعالية لاكتشاف تفريغ الكورونا في الوقت الفعلي. سواء تم استخدامه عبر أجهزة محمولة للفحص الموضعي أو مدمجًا مع طائرات بدون طيار لمراقبة البنية التحتية عن بُعد وعلى نطاق واسع، فإن الكاميرات فوق البنفسجية توفر دقة لا مثيل لها وعرضًا مرئيًا مباشرًا لحوادث التفريغ. ويتيح دمج هذه التقنية ضمن إجراءات الصيانة الدورية والتشخيصية للشركات اعتماد نهج الصيانة التنبؤية، مما يعزز المرونة، ويقلل من وقت التوقف، ويمنع الأعطال المكلفة، ويحسن دورات حياة الأصول.
