Power Quality Analyser

Metrel MI 3210 METREL MI 3201

ความมั่นใจและความปลอดภัยในการใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เราจะต้องใช้งานอย่างต่อเนื่อง คือสิ่งที่สำคัญของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีฉนวนเป็นตัวป้องกันตัวเราออกจากอันตราย เป็นเหตุผลที่เราจำเป็นต้องวัดและวิเคราะห์ค่าฉนวน การวัดค่าฉนวนสามารถทำในขั้นตอนการติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า หรือหลังจากนั้นในระหว่างการซ่อมบำรุงตามเวลาหรือการซ่อมแซมแก้ไข ซึ่งการวัดฉนวนทำได้ง่ายและเป็นขั้นตอน

 

          ฉนวนไฟฟ้าคือคุณสมบัติอย่างหนึ่งของวัสดุที่ใช้ ป้องกันการสัมผัสจากตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าหรือความร้อน การวิเคราะห์ความเสื่อมสภาพของฉนวนไฟฟ้าทำได้โดยการ วัดค่าความต้านทานฉนวน คุณลักษณะจำเพาะของความเป็น ฉนวนมีแนวโน้มเปลี่ยนแปลงไปตามระยะเวลา ซึ่งจะเลวร้าย เมื่อหมดสภาพหรือฉีกขาด ปรากฏการทางกายภาพที่มีผลต่อ คุณลักษณะของฉนวน เช่น ปัญหาความร้อน , ความสกปรก, ความชื้น, ความเค้นทางกลและความเค้นทางไฟฟ้า, การแพร่ กระจายพลังงานสูงและอื่นๆ การติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่ เลวร้าย โดยเฉพาะที่มีอุณหภูมิสูงมากยิ่งและปนเปื้อนสาร เคมี มีผลให้เกิดการเสื่อมสภาพไปเรื่อยๆ ฉนวนจะเริ่มพังและมีกระแสรั่วไหล ซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิดอันตรายหลายๆ อย่างตามมา

 

หลักการพื้นฐานตามกฎของโอห์ม


I  =  U / R

          เมื่อ       I   คือ  กระแส,         คือ  แรงดัน,        R  คือ  ความต้านทาน

          ถึงแม้ตามสูตรข้างต้นกระแสจะไม่เปลี่ยนแปลงตาม เวลา แต่ในการวัดค่าฉนวนในทางปฏิบัติจริงแสดงให้เห็นว่า กระแสมีการเปลี่ยนไปตามเวลา พฤติกรรมของกระแสดัง กล่าวมีสาเหตุมาจากปรากฏการณ์ต่างๆที่เกิดกับตัววัสดุฉนวน เมื่อได้รับแรงดันไฟฟ้า สามารถแสดงเป็นโมเดลทางไฟฟ้า ของฉนวนได้ดังรูป


การตรวจวดและวเคราะหคาฉนวนไฟฟา 1

โมเดลทางไฟฟ้าของฉนวนแสดงความต้านทานและความเก็บ ประจุ, กระแสที่แยกผ่านและกระแสรวม

 

U Applied test voltage
Riss1 & Riss2 Surface leakage resistances
Riso Insulation resistance
Ciso Insulation capacitance
Rpi Polarization resistance
Cpi Polarization capacitance

กระแสรวมทั้งหมด Itot มาจากกระแสที่แยกย่อยทั้ง 4 ส่วน 

 

Itot Total current
IRiss Surface leakage current
IRiso Insulation leakage current
IRCpi Polarization absorption current
ICiso Capacitance charging current
 

การตรวจวดและวเคราะหคาฉนวนไฟฟา 2

แผนภาพของ กระแส/เวลา สำหรับแหล่งกำเนิดแรงดันที่เป็นจริง

           ในทางปฏิบัติ เครื่องมือวัดฉนวนไฟฟ้าไม่ได้มีแหล่ง กำเนิดแรงดันอุดมคติภายใน ซึ่งขณะเริ่มต้นกำลังไฟฟ้าทั้งหมด จะถูกใช้ชาร์จตัวเก็บประจุ Ciso ในช่วงสั้นๆ ทำให้แรงดันที่ขั้ว ต่อลดลงด้วยสาเหตุดังกล่าว

การตรวจวดและวเคราะหคาฉนวนไฟฟา 3

แผนภาพของ กระแส/เวลา สำหรับแหล่งกำเนิดแรงดันอุดมคติ

          เมื่อแรงดันไฟฟ้า DC ถูกจ่ายให้ฉนวนไฟฟ้าทันทีทันใด กระแสทดสอบจะเริ่มต้นด้วยค่าที่สูง แล้วค่อยๆลดลงตามเวลาและคงที่อยู่ที่ค่าหนึ่ง แต่กระแสรั่วไหลนี้จะไม่เปลี่ยนแปลงตาม เวลาและกระแสนี้นี่เองจะเป็นปัจจัยหลักที่จะใช้ตัดสินคุณภาพของ ฉนวนไฟฟ้า

 

วิธีการการทดสอบฉนวนไฟฟ้า

          การทดสอบฉนวนไฟฟ้าสามารถทำได้หลายวิธี เพื่อตรวจวัด คุณลักษณะเฉพาะของฉนวนเพื่อเป็นตัวบ่งชี้ปัญหาได้ล่วงหน้า

 

DC voltage testing and AC voltage testing (ทดสอบด้วยแรงดันไฟฟ้า DC และแรงดันไฟฟ้า AC)

          การทดสอบด้วยด้วยแรงดันไฟฟ้า AC เหมาะกับการ ตรวจสอบการทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าของฉนวน ส่วนการทดสอบ ด้วยแรงดัน DC เหมาะกับการตรวจวัดเชิงคุณภาพของฉนวน

 

Spot reading test (การทดสอบแบบอ่านค่าเป็นจุด)

          เป็นวิธีที่ง่ายและรวดเร็วในการทดสอบความต้านทาน ฉนวนไฟฟ้า แต่หากวัดด้วยวิธีนี้อย่างเดียวก็ให้ผลหยาบๆเพียง ว่าฉนวนไฟฟ้าดีหรือแย่เพียงใด วิธีทดสอบก็เพียงต่อเครื่องวัด เข้ากับฉนวนที่จะทดสอบ แล้วจ่ายแรงดันทดสอบที่เวลาคงที่ค่า หนึ่ง โดยทั่วไปมักอ่านค่าหลัง 1 นาที ก็ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ

การตรวจวดและวเคราะหคาฉนวนไฟฟา 4

แผนภาพของ กระแส/เวลา สำหรับการทดสอบแบบอ่านค่าเป็นจุด (spot reading test)


          การทดสอบแบบอ่านค่าเป็นจุดนี้จะทำได้ก็ต่อเมื่อ อุณหภูมิของฉนวนจะต้องสูงกว่าอุณหภูมิหยดน้ำค้าง (
dew point)

 

Time rise method / polarization index / dielectric absorption ratio (วิธีเพิ่มเวลา / ดัชนีโพลาไรเซชัน / อัตราส่วนการ ซึมซับไดอิเล็กตริก)

          เมื่อแรงดันทดสอบถูกจ่ายให้กับฉนวนไฟฟ้าที่ชำรุดจะ ทำให้ค่า Riso ตกลงและเพิ่มกระแสรั่วไหล IRiso กระแสซึมซับ จะถูกแทนด้วยกระแสรั่วไหลที่มีค่าสูงในฉนวน กระแสรั่วไหลใน ฉนวนจะมีค่าคงที่และมีค่าความต้านทานที่ต่ำ ฉนวนไฟฟ้าที่ดีจะ แสดงค่าความต้านทานที่สูงขึ้นเมื่อผ่านเวลาไปช่วงหนึ่ง ซึ่งเกิด จากการซึมซับของฉนวน ผลของการซึมซับจะคงอยู่นานมากกว่า เวลาที่ใช้ในการชาร์จค่าความจุในฉนวนไฟฟ้า

การตรวจวดและวเคราะหคาฉนวนไฟฟา 5

แผนภาพเวลาของการทดสอบฉนวนที่ดีและที่แย่ ด้วยวิธีเพิ่ม เวลา (time rise method)

          ผลลัพธ์ที่ได้ของการวัดแบบนี้คือค่าดัชนีโพลาไรเซชัน ( polarization index - PI) ซึ่งเป็นค่าอัตราส่วนของความ ต้านทานที่ถูกวัดใน 2 ช่วงเวลา (โดยทั่วไปอัตราส่วนเป็นค่า 10 นาที กับค่า 1 นาที ที่การวัดต่อเนื่อง)

PI  =  Rtot (10min) / Rtot (1min)

 
PI value Tested material status
1 - 1.5 Not acceptable (older types)
2 – 4 (typically 3) Considered as good
4 (very good insulation) Modern type of goodinsulation systems

 

          ผลลัพธ์ของวิธีนี้ไม่ขึ้นกับอุณหภูมิและวิธีนี้ยังให้ข้อมูล สรุปครบถ้วนโดยไม่ต้องเปรียบเทียบกับค่าทดสอบในอดีต

          อัตราส่วนการซึมซับไดอิเล็กตริก ( Dielectric absorption ratio - DAR) คล้ายกับวิธีดัชนีโพลาไรเซชัน ที่แตกต่างกัน ก็คือช่วงเวลาในการเก็บค่าผลลัพธ์ ที่มักใช้เวลา 30 วินาที (หรือ 15 วินาที) และ 1 นาที

 

DAR =  Rtot (1min) / Rtot (30s)

DAR value Tested material status
< 1 Bad insulation
1 ≤ DAR ≤ 1.25 Acceptable insulation
> 1.4 Very good insulation

 

Dielectric discharge (ไดอิเล็กตริก ดิสชาร์จ)

          ถ้ากระแสโพลาไรเซชัน IRCpi มีค่าต่ำเมื่อเทียบกับค่า อื่นๆ การวัดค่าดัชนีโพลาไรเซชัน (PI) ทำได้ยาก ต้องเปลี่ยนมา ใช้วิธีทดสอบไดอิเล็กตริกดิสชาร์จ (DD) แทน ซึ่งจะทำหลังจาก การวัดความต้านทานฉนวนเรียบร้อยแล้ว โดยทั่วไปวัสดุฉนวน จะยังคงต่ออยู่กับแรงดันทดสอบเป็นเวลา 10-30 นาที แล้วทำ การดิสชาร์จก่อนทำการทดสอบด้วยวิธี DD หลังจาก 1 นาที กระแสดิสชาร์จจะถูกวัด เพื่อหาค่าประจุของการซึมซับซ้ำของ วัสดุฉนวน กระแสซึมซับซ้ำที่สูงแสดงถึงฉนวนที่มีการปนเปื้อน (ส่วนใหญ่เนื่องมาจากความชื้น)

 

DD =  Idis (1min) / U Ciso

Idis (1min) discharging current measured 1 min after the voltage was switched off
U test voltage
Ciso capacitance of tested object
DD value Tested material status
> 4 Bad
2 - 4 Critical
< 2 Good

การตรวจวดและวเคราะหคาฉนวนไฟฟา 6

แผนภาพ กระแส/เวลา ของการทดสอบฉนวนที่ดีและที่แย่ ด้วย วิธีไดอิเล็กตริกดิสชาร์จ (DD)


          วิธีทดสอบแบบไดอิเล็กตริกดิสชาร์จมีประโยชน์มาก สำหรับการทดสอบฉนวนแบบหลายชั้น (
multi-layer)

 

 สินค้าที่เกี่ยวข้องกับการตรวจวัด ได้แก่

MI 3210         MI 3201        

 

MI 2077

MI 3210 MI 3201 MI 2077