No.275 ประจำเดือน ตุลาคม 2558

บริษัท เมเชอร์โทรนิกซ์ จำกัด

 

 "ปัญหา PD เราป้องกันความรุนแรงได้ เพียงตรวจหาสัญญาณบอกเหตุให้พบ"

 

 

 

 

 

  

UltraTEV และ UltraTEV Plus+™ เครื่องตรวจ PD แบบพกพา

ใช้ประเมินความรุนแรงด้วยการตรวจวัด Transient Earth Voltage และ Ultrasound

 

 

 

  

PD Hawk™ เครื่องค้นหา PD ภาคสนาม
ค้นหาจุดที่เกิด Internal Partial Discharge ด้วยการตรวจวัดสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

 

 

 

 

Ofil Scalar กล้องถ่ายภาพ UV
สำหรับค้นหาจุดที่เกิด Corona Discharge ด้วยภาพถ่ายย่าน Ultra Violet

 

 

 

 

 

หลายคนตั้งคำถามว่า ทำไมเมื่อใช้ Thermoscan ทุกปีในฝั่ง High Voltage แต่ยังคงเกิด Break Down อยู่อีก ? นั่นแปลว่าปัญหาที่เกิดขึ้นนั้นอาจมาจากสาเหตุอื่น ๆ ที่ Thermoscan หาไม่พบ เช่น ปัญหาเรื่อง Partial Discharge !

 

 

 

Partial Discharge คืออะไร ?

 

           Partial Discharge คือการคายประจุไฟฟ้า (Discharge) หรือเกิดประกายไฟ (Spark) เป็นสะพานเชื่อมต่อกันในบางส่วนของฉนวนที่อยู่ระหว่างตัวนำ 2 ขั้ว แต่ไม่เชื่อมถึงกันทั้งหมด เกิดขึ้นได้ในโพรงอากาศของฉนวนแข็ง, ในฟองอากาศของฉนวนเหลว, ในสารแขวนลอยที่ฝังตัวอยู่ในเนื้อฉนวน อันเนื่องมาจากขบวนการผลิต หรือ ในอากาศรอบขั้วไฟฟ้า  

 

           สำหรับ Partial Discharge (PD) ที่เกิดในอากาศหรือก๊าซ รู้จักกันในชื่อ Corona

 

 

 

ตัวอย่างความเสียหายจาก Partial Discharge ในอุปกรณ์และฉนวนไฟฟ้าแรงสูง

 

 

           Partial Discharge สามารถเกิดขึ้นได้กับทุกส่วนในระบบฉนวน เมื่อความเข้มสนามไฟฟ้าสูงเกินกว่าความทนทานต่อการเสียสภาพของวัสดุฉนวนในส่วนนั้น เป็นที่ยอมรับกันว่า Partial Discharge (PD) เป็นสาเหตุสำคัญของการเสื่อมสภาพและเสียหายของฉนวนไฟฟ้า จึงจำเป็นต้องมีขั้นตอนมาตรฐานในการตรวจสอบอุปกรณ์ที่ใช้กับไฟฟ้าแรงสูง ทั้งในโรงงานผลิต และในการใช้งานภาคสนาม

 

 

Partial Discharge เกิดขึ้นได้อย่างไร ?

 

           Partial Discharge เกิดขึ้นในโพรงอากาศ หรือ ฉนวนไฟฟ้าแรงสูงที่ชำรุด การชำรุดดังกล่าวเกิดได้จากหลายสาเหตุ

 

• จากการผลิต - ฉนวนไฟฟ้าชนิดวัสดุแข็ง ถูกออกแบบให้กระจายความเค้นทางไฟฟ้าอย่างสม่ำเสมอระหว่างตัวนำ แต่ในทางปฏิบัติ การผลิตจำนวนมากอาจมีบางชิ้นเกิดความบกพร่องที่ทำให้เกิดโพรงหรือช่องว่างเล็ก ๆ ในเนื้อของวัสดุ
• การติดตั้ง - เมื่อมีการประกอบหรือติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าในพื้นที่ทำงาน อาจผิดพลาดทำความเสียหายแก่ฉนวน ทำให้ความเป็นฉนวนลดลง หรือมีความเค้นทางไฟฟ้าที่ฉนวนเพิ่มขึ้น
• อายุการใช้งานและการเสื่อมสภาพ - โดยทั่วไปวัสดุฉนวนไฟฟ้าจะเสื่อมสภาพตามกาลเวลา พันธะทางเคมีภายในถูกทำลาย ขบวนการนี้จะทำให้ฉนวนอ่อนแอลง มีความทนทานต่อความเค้นทางไฟฟ้าลดลง แม้ในสภาพเงื่อนไขการทำงานปกติ
• ได้รับความเค้นสูงเกินไป - การลัดวงจร หรือโดนฟ้าผ่า เป็นการเพิ่มความเค้นให้ฉนวนจากกระแสหรือแรงดันเกิน ถึงแม้จะเกิดในช่วงเวลาสั้น ๆ แต่ความเค้นทางไฟฟ้าหรือความร้อนจากกระแสเกินที่เกิดขึ้น ก็สามารถทำความเสียหายถาวรแก่ฉนวนได้
• เสียหายขณะทำงาน - อุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งหลายอาจเกิดความเสียหายทางกายภาพในขณะใช้งานได้จากปัจจัยภายนอก เช่น สายเคเบิ้ลใต้ดินอาจเสียหายจากผู้รับเหมา, หน่วยงานอื่นที่ทำการขุดถนน หรือรถบรรทุกที่หนักเกินไปบนถนน

 

 

ทำไมจึงเกิด Partial Discharge ที่แรงดันทำงานปกติ ?

 

            ฉนวนไฟฟ้าที่ชำรุดหรือมีโพรงอากาศภายใน มีก๊าซที่ทำให้ความทนทานต่อการเบรกดาวน์ลดลงต่ำกว่าวัสดุที่อยู่รอบ ๆ นอกจากนี้ การที่มีก๊าซอยู่ภายในทำให้ความสม่ำเสมอของฉนวนลดลง มีผลให้ความเข้มสนามไฟฟ้าในโพรงอากาศสูงกว่าบริเวณรอบ ๆ ดังนั้นในการทำงานที่มีความเค้นที่ฉนวนตามปกติ แรงดันที่ปรากฏที่โพรงอากาศอาจจะสูงกว่าค่าเบรกดาวน์จนทำให้เกิดการเบรกดาวน์ทางไฟฟ้า หรือเกิด Partial Discharge ในโพรงอากาศ

 

 

ลักษณะการเกิด Partial Discharge ในโพรงอากาศของฉนวนไฟฟ้า

 

 

           การเกิด Partial Discharge แต่ละครั้งจะมีพลังงานถ่ายเทให้กับพื้นผิวฉนวนในลักษณะชนกระแทก เป็นเหตุให้เกิดความร้อนเพิ่มขึ้นเฉพาะจุด เป็นผลให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมี ทำให้ฉนวนเสียเป็นจุด ๆ และเกิดความบกพร่องขยายตัวมากขึ้น และอาจนำไปสู่การเกิดเบรกดาวน์อย่างสมบูรณ์ได้ ทำให้ฉนวนเสียหาย อายุการใช้งานของฉนวนจะสั้นลง

 

 

การตรวจวัด Partial Discharge

 

 

พลังงานรูปแบบต่าง ๆ ที่ปลดปล่อยออกมาจากการเกิด Partial Discharge

 

 

เมื่อเกิด Partial Discharge จะมีการปล่อยพลังงานออกมาเป็น

 

• การแพร่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในรูปของคลื่นความถี่วิทยุ, แสง และความร้อน
• การแพร่คลื่นเสียง ในย่านที่หูได้ยิน และย่านอัลตร้าโซนิก
• โอโซน และออกไซด์ของก๊าซไนโตรเจน (เมื่อผสมกับความชื้นในอากาศจะกลายสภาพเป็นกรดที่กัดกร่อนวัสดุและโลหะในจุดที่เกิด PD)

 

 

Partial Discharge และการแพร่ Transient Earth Voltage (TEV)

 

            เมื่อเกิด Partial Discharge ในฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง จะให้กำเนิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านความถี่วิทยุ สัญญาณความถี่วิทยุจะเดินทางผ่านวัสดุฉนวนหรืออุปกรณ์ได้ ถึงแม้ว่าการลดทอนจะสูงในแต่ละพื้นผิวและตัวกลางที่ผ่าน แต่ก็ยังมีพัลส์แม่เหล็กไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่เกิดจากการสปาร์กของ Partial Discharge ที่สามารถเหนียวนำออกไปยังโลหะที่อยู่โดยรอบ แต่มีสัดส่วนเพียงเล็กน้อยที่มีผลกับผิวด้านในของโครงตู้โลหะ ประจุไฟฟ้าขนาดเล็ก (ประมาณ 0.1 mV ถึง 1 V) สามารถเล็ดลอดผ่านลอยต่อของชิ้นส่วนโลหะ หรือประเก็นของสวิตช์ที่ใช้ก๊าซเป็นฉนวน และกลายเป็นแรงดันที่สูงขึ้นระหว่างผิวด้านนอกเทียบกับดิน

 

 

ปรากฏการณ์ Transient Earth Voltages (TEVs) ที่เกิดจากการสปาร์กของ Partial Discharge ที่สามารถเหนียวนำออกไปยังผิวของตู้โลหะที่ครอบอยู่

 

 

            พัลส์ของประจุดังกล่าวถูกค้นพบโดย EA Technology ในปี 1970 โดย Dr John Reeves และได้ตั้งชื่อให้กับปรากฏการณ์นี้ว่า Transient Earth Voltages (TEVs) ซึ่งสัญญาณ TEV นี้จะมีค่าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับสภาพของฉนวนชนิดเดียวกันที่วัดที่ระยะเท่ากันในอุปกรณ์ทุกชนิด

 

            การค้นพบ Transient Earth Voltage (TEVs) ทำให้มีเทคนิคในการตรวจเช็กสภาพของสวิตช์ชนิดเดียวกันจากผู้ผลิตเดียวกันโดยไม่ต้องรุกล้ำเข้าไปในตู้ที่ติดตั้ง ค่า TEV ที่วัดได้มีหน่วยเป็น dBmV และเป็นเครื่องมือที่ใช้ในเชิงเปรียบเทียบ ซึ่งในทางปฏิบัติ การตรวจวัดการเกิด Partial Discharge สามารถทำได้โดยการวางโพรบวัดที่ด้านนอกของสวิตช์เกียร์ที่กำลังทำงานอยู่ โดยไม่ต้องรุกล้ำเข้าไปภายในแต่อย่างใด

 

 

การตรวจจับแสง Ultra Violet จากการเกิด Corona Discharge

 

 

 

การแตกตัวของอากาศโดยรอบจุดที่เกิด PD ที่สังเกตได้จากกล้องถ่ายภาพ UV

 

 

            อีกปรากฏการณ์หนึ่งที่นิยมนำมาใช้ในการหาตำแหน่ง PD ก็คือการตรวจจับแสง UV ในขณะที่เกิดการแตกตัวของอากาศโดยรอบ PD จะเกิดการเปล่งแสงย่าน UV จึงใช้ UV Camera ที่พิจารณาจากรูปภาพที่เกิด Corona ซ้ำ ๆ โดยที่กล้องจะมีฟังก์ชั่นในการนับจำนวนการเกิด Corona

 

            ถ้ามีจำนวนที่มากก็อาจหมายถึงตำแหน่งที่เกิด PD นั้นเอง เนื่องจากตำแหน่งที่มีความหนาแน่นของ Corona จะทำให้ค่าความเป็นฉนวนไฟฟ้าของอากาศลดลง จนในที่สุดจะเกิด Arc Flash ตามมา

 

 

สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่เกิดจาก Partial Discharge

 

 

 

 

สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของการเกิด PD ที่สามารถตรวจจับได้
ด้วยเครื่องมือแต่ละชนิด

 

 

            Partial Discharge ก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ที่มีความถี่กระจายกว้างตั้งแต่ 3 MHz ถึง 3000 MHz โดยแบ่งย่อยออกได้ดังนี้

 

• ย่านที่เกิด TEV มีช่วงความถี่ 3-80 MHz โดยใช้เครื่องวัดรุ่น UltraTEV และ UltraTEV Plus+™
• การตรวจวัดด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ความถี่ 800 MHz โดยใช้เครื่องวัดรุ่น PD Hawk™
• ย่านที่เกิด Corona มีช่วงความถี่ 30-400 MHz โดยใช้กล้อง UV รุ่น Ofil Scalar

 

 

EA Technology UltraTEV ™
เครื่องตรวจ Partial Discharge แบบพกพา

 

 

            UltraTEV™ Detector เป็นอุปกรณ์เตือนภัยจาก Partial Discharge ในระบบไฟฟ้าแรงสูงที่ผู้ปฏิบัติงานทุกคนควรมีไว้เพื่อตรวจสอบความปลอดภัยก่อนปฏิบัติงานใด ๆ กับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงต่าง ๆ ว่ามีระดับของ Partial Discharge สูงจนเสี่ยงอันตรายหรือไม่ ทั้งยังเป็นอุปกรณ์ที่เตือนถึงปัญหา PD ที่มีความรุนแรงที่จะส่งผลให้ระบบหยุดได้

 

            โดย UltraTEV™ Detector ใช้เทคโนโลยีเซนเซอร์คู่ ตรวจจับทั้งคลื่นอัลตร้าโซนิคและ TEV, Transient Earth Voltage ไปพร้อมกัน แสดงผลเป็นไฟ LED 3 สี เขียว/เหลือง/แดง ในแต่ละสัญญาณที่ตรวจจับได้ แปลผลง่ายและแม่นยำ

 

 

 

Specification UltraTEV Detector™

 

 

EA Technology UltraTEV Plus+™
เครื่องตรวจประเมินระดับความรุนแรง Partial Discharge แบบพกพา

 

 

 

            UltraTEV Plus+™ เป็นอุปกรณ์ประเมินระดับความรุนแรงของการเกิด Partial Discharge ในระบบไฟฟ้าแรงสูงว่ามีระดับของ Partial Discharge อยู่ในระดับใด โดยแสดงผลเป็นกราฟแท่งสี เขียว เหลือง ส้ม แดง พร้อมทั้งตัวเลข dB จึงสามารถเห็นแนวโน้มความรุนแรงว่าเพิ่มขึ้นหรือไม่เมื่อตรวจวัดอย่างสม่ำเสมอ

 

 

 

           โดย UltraTEV™ Detector ใช้เทคโนโลยีเซนเซอร์คู่ ตรวจจับทั้งคลื่นอัลตร้าโซนิคและ TEV, Transient Earth Voltage ไปพร้อมกัน สามารถเปลี่ยนเซนเซอร์ได้หลายแบบทั้งจับคลื่นผ่านอากาศ และแบบสัมผัส ค้นหาตำแหน่งของปัญหาอย่างแม่นยำด้วยจานพาราโบลา และยืนยันสิ่งตรวจวัดด้วยการฟังเสียงผ่านชุดหูฟังคุณภาพสูง ฯลฯ

 

 

 

อุปกรณ์เสริมสำหรับการตรวจวัดด้วยอัลตร้าซาวด์

 

• ไมโครโฟนแบบปรับได้ยืดหยุ่น เข้าถึงได้ทุกที่ (รูป A)
• ไมโครโฟนแบบสัมผัส กรณีไม่มีช่องอากาศเปิด (รูป B)
• ไมโครโฟนพาราโบลิค สำหรับตรวจวัดระยะไกล  (รูป C)

 

 

Specification UltraTEV Plus+™  

 

 

EA Technology PD Hawk™
เครื่องค้นหาตำแหน่ง Internal Partial Discharge ภาคสนาม

 

 

            PD Hawk™ เป็นอุปกรณ์ค้นหาตำแหน่งที่เกิดปัญหา Internal Partial Discharge ในระบบไฟฟ้าแรงสูงภาคสนาม เช่น ตามสถานีไฟฟ้าย่อย เพื่อตรวจสอบว่าเกิดปัญหา Internal Partial Discharge ขึ้นที่อุปกรณ์ใดในระบบสายส่งแรงสูง โดย PD Hawk™ ใช้เทคโนโลยี Array Directional Antenna ตรวจจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านความถี่ 47–1000 MHz

 

 

            PD Hawk™ มีจอแสดงสเปกตรัมความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในทิศที่สแกนอยู่ พร้อมทั้งการใส่ Smart Filter เพื่อกรองสิ่งที่ไม่ใช่ปัญหา เช่น Corona Discharge ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ, คลื่นโทรศัพท์มือถือ ฯลฯ ออกไปให้เหลือแต่ Internal Partial Discharge แล้วจึงแสดงระดับความรุนแรงให้ผู้ใช้ทราบ นอกจากนี้ในขณะสแกนยังมี Headphones ให้ผู้ปฏิบัติงานฟังเสียงคลื่นรบกวนได้ด้วย

 

 

Frequency:

แสดงสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สแกนได้

 

 

Magnitude:

เมื่อ Filter เอาแต่เฉพาะคลื่น Internal Partial Discharge ออกมาแล้วแสดงระดับความรุนแรง

 

 

Pulse timing:

แสดงกราฟจังหวะการเกิด Partial Discharge Pulses เพื่อประเมินความรุนแรงของปัญหา

 

 

ตำแหน่งที่นิยมใช้ตรวจสอบ เช่น

 

• Instrument Transformer
• Circuit Breaker
• Disconnector
• Surge Arrester
• Cable Sealing End

 

 

 

หูฟังสำหรับฟังเสียงคลื่นรบกวนขณะสแกน พร้อมกระเป๋าบรรจุอุปกรณ์เพื่อการใช้งานภาคสนาม

 

 

ใช้เวลาในการตรวจสอบสถานีไฟฟ้าสั้นเพียงไม่กี่ขั้นตอน

 

 

 

 

• เปิดเครื่องสแกนหาสัญญาณความถี่วิทยุที่มาจากสถานีไฟฟ้า
• ตัดเอาความถี่ที่ไม่เกี่ยวข้องออก เช่น ความถี่วิทยุกระจายเสียง, ความถี่โทรทัศน์, ความถี่ Corona
• ดูค่าสูงสุดของสัญญาณและโฟกัสไปตำแหน่งนั้น
• หมุนตัวเครื่องรับเพื่อหาขั้วและตำแหน่งของสัญญาณแรงที่สุด
• ใช้ Pulse Mode เพื่อยืนยันว้าเป็นสัญญาณที่แพร่จาก PD
• บันทึกระดับความรุนแรงของ PD และตำแหน่งที่สัญญาณ PD แพร่ออกมา

 

 

Specifications PD Hawk

 

 

 

 

Ofil Scalar กล้องถ่ายภาพ UV
สำหรับค้นหา Corona Discharge สำหรับระบบไฟฟ้าแรงสูงภายในสถานที่

 

 

 

            Scalar เป็นกล้องถ่ายภาพ ที่สามารถซ้อนภาพปกติเข้ากับภาพที่เกิดจากการแผ่รังสี Ultra Violet เข้าไว้ในภาพเดียวกัน เพื่อระบุตำแหน่งที่เกิดปัญหาต่างๆ เช่น Corona Discharge ในระบบไฟฟ้า High และ Medium Voltage เหมาะสำหรับหน่วยงานบำรุงรักษาต่างๆ ที่ต้องดูแลอุปกรณ์ในระบบไฟฟ้าแรงสูง เช่น switchgear, feeder, Motor, Generator และอื่นๆ

 

            สิ่งสำคัญในการทำรายงานก็คือ การระบุตำแหน่งที่เกิดปัญหา เพื่อนำไปใช้ในการแก้ไขต่อไป ซึ่งตัวเครื่องจะนำภาพ UV และภาพจริงมาซ้อนเข้าด้วยกัน ทำให้ชี้ตำแหน่งได้อย่างชัดเจน รวมถึงสามารถบันทึกในรูปแบบภาพเคลื่อนไหวได้อีกด้วย

 

 

คุณสมบัติ

 

• ใช้งานง่ายเหลือเชื่อ
• น้ำหนักเบา
• ออกแบบเหมาะกระชับกับการใช้งาน
• แบตเตอรี่ทำงานได้ยาวนาน
• มีขอบเขตการมองเห็น (FOV) ที่กว้าง
• มีไฟฉายมากประโยชน์ในตัว
• กล้องบันทึกวิดิโอและภาพนิ่งในตัว
• เล่นภาพดูย้อนหลังได้
• จอแสดงผล LCD ความสว่างสูง
• เลือกสีแสดงผลของโคโรน่าได้
• โปรแกรมรูปแบบการทำงานได้
• ทนน้ำทนฝุ่นระดับ IP 54
• สมรรถนะสูง ราคาคุ้มค่า

 

 

ตัวอย่างการตรวจ Corona และจุดที่เกิด Partial Discharge ด้วยภาพถ่าย UV

 

 

 

เกิด Corona บริเวณผิวฉนวน แสดงจุดที่ฉนวนผิดปกติ

 

 

 

 สามารถระบุตำแหน่งที่ฉนวนมีปัญหา ในมอเตอร์แรงดันสูง สำหรับงานซ่อมบำรุง

 

 

 

เกิด Corona ระหว่างสายไฟ ซึ่งอาจสร้างความเสียหายรุนแรง

 

 

 

เกิด Corona ที่ฉนวนกับบัสบาร์ ทำให้เกิดรอยบนฉนวน ซึ่งอาจเสียหายรุนแรงได้ในอนาคต

 

 

Specifications Ofil DayCor^® Scalar

 

 

 

 

สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม ติดต่อ :     คุณธีระวัฒน์ 08-1555-3877,     คุณเนตรนภางค์ 089-895-4866

 

 

 

บริษัท เมเชอร์โทรนิกซ์ จำกัด 2425/2  ถนนลาดพร้าว ระหว่างซอย 67/2-69 แขวงสะพานสอง เขตวังทองหลาง กรุงเทพ ฯ 10310 โทร. 0-2514-1000; 0-2514-1234 แฟกซ์ 0-2514-0001; 0-2514-0003 Internet: http://www.measuretronix.com E-Mail : info@measuretronix.com