เนื้อหาวันที่ : 2011-03-09 15:36:29 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 32891 views

การทดสอบค่าความต้านทานฉนวนไฟฟ้า

สายไฟฟ้าทั้งหมดที่อยู่ภายในโรงงานจะประกอบด้วยฉนวนไฟฟ้า ทองแดงหรืออะลูมิเนียมซึ่งใช้เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า แต่ฉนวนทางไฟฟ้าจะทำงานตรงกันข้ามกับตัวนำไฟฟ้า ทั้งนี้ฉนวนไฟฟ้าจะเป็นตัวต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้า

ร.ศ.ธนบูรณ์ ศศิภานุเดช
สาขาครุศาสตร์ไฟฟ้า คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรม
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี

สายไฟฟ้าทั้งหมดที่อยู่ภายในโรงงานไม่ว่าจะเป็นของ มอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า สวิตช์ หม้อแปลงไฟฟ้า ทั้งหมดเหล่านี้จะประกอบด้วยฉนวนไฟฟ้า ทองแดงหรืออะลูมิเนียมซึ่งใช้เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า แต่ฉนวนทางไฟฟ้าจะทำงานตรงกันข้ามกับตัวนำไฟฟ้า ทั้งนี้ฉนวนไฟฟ้าจะเป็นตัวต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้า

ฉนวนที่ใช้หุ้มอยู่ล้อมรอบตัวนำนั้น เหมือนกับท่อน้ำประปาดังแสดงในรูปที่ 1 ความดันของน้ำนั้น เป็นเหตุให้น้ำไหลไปตามท่อดังรูปที่ 1 (a) ถ้าหากท่อน้ำเกิดรั่ว ก็จะสูญเสียปริมาณน้ำ และจะทำให้สูญเสียความดันน้ำ
 
              

รูปที่ 1 เปรียบเทียบการรั่วของน้ำ (a) กับการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้า (b)

ถ้าเปรียบเทียบสาเหตุนี้เทียบกับการไหลของกระแสไฟฟ้าไปตามตัวนำทองแดงดังรูปที่ 1(b) จะมีกระแสบางส่วนรั่วไหลผ่านฉนวนลงดินเป็นจำนวนเล็กน้อย (A) ด้วยเหตุนี้จึงสามารถทดสอบค่าความเป็นฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้า โดยการป้อนแรงดันไฟฟ้าที่สูงเพียงพอที่จะให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านฉนวนไฟฟ้า กระแสที่ไหลผ่านฉนวนไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อยนั้นก็เพราะมีฉนวนไฟฟ้าที่ดี แต่จะเป็นปัญหาต่อเมื่อฉนวนไฟฟ้าเสื่อมสภาพลง

1. ฉนวนไฟฟ้าที่ดีคืออะไร ? ฉนวนไฟฟ้าที่ดี คำนี้เป็นผลมาจากค่าความต้านทานฉนวนไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าสูง เป็นคำที่ใช้อธิบายวัสดุฉนวนไฟฟ้าที่ดี ดังนั้นต้องหาวิธีที่เหมาะสมในการวัดค่าความต้านทาน การตรวจสอบค่าความต้านทานของฉนวน ตามระยะช่วงเวลาสามารถตรวจสอบการเสื่อมสภาพของฉนวนได้จากกฏของโอห์ม
        R = E/I
        R = ความต้านทานหน่วยเป็นโอห์ม ()
        E = แรงดันไฟฟ้าหน่วยเป็นโวลต์ (V)
         I = กระแสไฟฟ้าหน่วยเป็นแอมแปร์ (A)

อย่างไรก็ตามค่าความต้านทานของฉนวนไฟฟ้าจะมีค่าสูงมาก อาจจะสูงเป็นเมกะโอห์ม (Megohm) หรือ M (106 ) กิกะโอห์ม (Gigohm) หรือ G (109 ) หรือ เทราโอห์ม (Tera ohm) หรือ T (1012 )

2. อะไรที่ทำให้ฉนวนไฟฟ้าแย่ลง ? ความเสียหายของฉนวนไฟฟ้าเกิดจากความเสียหายทางกล การสั่น ความร้อนหรือความเย็นสูงเกิน, สิ่งสกปรก, น้ำมัน, ไอกัดกร่อน, ความชื้นหรือเปียก, ถูกเจาะ, แตกร้าว สิ่งเหล่านี้เป็นสาเหตุทำให้เกิดความต้านทานฉนวนต่ำลง ก็จะเป็นเหตุให้เกิดกระแสไฟฟ้ารั่วไหล

ในบางครั้งความต้านทานของฉนวน อาจจะตกลงอย่างรวดเร็ว ทั้งนี้อาจเนื่องมาจาก อุปกรณ์ไฟฟ้านั้นถูกน้ำท่วม  แต่โดยปกติทั่วไปความต้านทานที่ค่อย ๆ ตกลงอย่างต่อเนื่องย่อมส่งสัญญาณเตือนถึงความเสียหายในที่สุด ถ้าความต้านทานฉนวนไฟฟ้ายิ่งแย่ลง ย่อมเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้ารั่วไหล ซึ่งทำให้เป็นอันตรายต่อบุคคลที่อาจจะสัมผัสกับแรงดันไฟฟ้า หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าและเกิดไฟไหม้เสียหายได้

3. เราจะวัดค่าความต้านทานฉนวนไฟฟ้าได้อย่างไร ? เครื่องวัดความเป็นฉนวนเมกเกอร์ (Megger Insulation Tester) เป็นเครื่องวัดชนิดพกพา สามารถอ่านค่าความต้านทานฉนวนได้โดยตรง โดยมีย่านวัดการเป็นฉนวนที่ดี  ย่านเมกะโอห์ม (M) กิกะโอห์ม (G) หรือ เทราโอห์ม  (T)

เครื่องวัดความเป็นฉนวนเมกเกอร์ เป็นเครื่องมือวัดย่านความต้านทานสูง ๆ โดยมีการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง  (DC) อยู่ภายใน โดยมีขนาดแรงดันเลือกย่านได้ 500 V, 1,000 V, 2,500 V หรือ 5,000 V เครื่องวัดจะประกอบด้วยขดลวดแรงดัน และขดลวดกระแสแล้วอ่านค่าจริงออกมาเป็นโอห์ม วิธีการวัดดังกล่าวเป็นการวัดแบบไม่ทำลาย  จึงไม่เป็นเหตุให้ฉนวนไฟฟ้าเสียหาย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับเครื่องวัด อาจเป็นชนิดใช้มือหมุน เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ดังรูปที่ 2 กระแสที่ไหลในวงจรจ่ายมาจากแรงดัน 500 VDC หรือมากกว่า แล้ววัดค่าออกมาเป็นโอห์ม ดังรูปที่ 3 ย่านวัดซ้ายมือสุด 20 k  จนถึง เป็นย่านอ่านความต้านทานสูง
    

รูปที่  2  เครื่องมือวัดความเป็นฉนวนเมกเกอร์แบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดมือหมุน (500 VDC หรือมากกว่านั้น)
 

รูปที่ 3 สเกลย่านการวัดเครื่องวัดความเป็นฉนวนเมกเกอร์ ย่านขวามือสุด 0.1 เป็นย่านค่าความต้านทานต่ำ ส่วนย่านซ้ายมือสุด 20 k ถึง  หรือย่านความต้านทานสูง

รูปที่ 4 เครื่องวัดความเป็นฉนวนเมกเกอร์แบบดิจิตอล

4. ทำไมต้องมีการทดสอบค่าความต้านทานฉนวนไฟฟ้า ?
โดยปกติการทดสอบค่าความต้านทานฉนวนไฟฟ้า ก็เพื่อเป็นการป้องกันการเกิดไฟฟ้าดูด (Electrical Shocks) เพื่อเป็นการป้องกันบุคคล และเป็นการลดหรือจำกัดการหยุดการทำงาน การทดสอบค่าความต้านทานฉนวนไฟฟ้าเป็นการตรวจจับการเสื่อมของฉนวน แล้วบันทึกลงในตารางการซ่อมแซม เช่น ทำความสะอาดด้วยสุญญากาศ, ทำความสะอาดด้วยไอน้ำ, การทำให้แห้งและการพันขดลวดใหม่ มันจะเป็นการช่วยการประเมิณคุณภาพของการซ่อม ก่อนที่อุปกรณ์ไฟฟ้าจะถูกนำกลับไปใช้งานอีกครั้งหนึ่ง

5. อุปกรณ์ไฟฟ้าอะไรที่ต้องทดสอบการเสื่อมของฉนวน ?
* หม้อแปลงไฟฟ้า (ขั้วต่อไฟฟ้ากับกราวด์)
* มอเตอร์ไฟฟ้า (ขั้วต่อไฟฟ้ากับกราวด์)
* สวิตช์เกียร์ และเซอร์กิตเบรกเกอร์
* สวิตช์บอร์ด และศูนย์ควบคุมมอเตอร์
* สายเคเบิล
* ฉนวนและบุชชิ่ง

การทดสอบเพื่อการบำรุงรักษา จะช่วยให้ฉนวนยังคงมีคุณภาพ พื้นฐานหลักในการทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้า คือการทดสอบฉนวนมอเตอร์, ทดสอบฉนวนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และทดสอบฉนวนหม้อแปลง หรืออื่น ๆ
เครื่องมืออะไรที่จำเป็นในการทดสอบ ค่าความต้านทานฉนวนไฟฟ้า ?
* เมกะโอห์มมิเตอร์ (Megohm Meter) โดยทดสอบตามเวลา
* ตรวจจับอุณหภูมิ (Thermometer) 
* มิเตอร์วัดความชื้น (Humidity Meter) ไม่จำเป็นต้องใช้มิเตอร์วัดความชื้นเมื่อใช้ทดสอบกับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีอุณหภูมิเหนือจุดน้ำค้าง

6. ผลของตัวประกอบจากการอ่านค่าความต้านทานฉนวนไฟฟ้า
การวัดค่าความต้านทานฉนวนไฟฟ้า เป็นการป้อนแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) จากเครื่องวัดความเป็นฉนวนเมกเกอร์ กับผลของกระแสที่ไหลผ่านไปในเนื้อของฉนวน (R=E/I) ดังรูปที่ 5 แสดงไดอะแกรมของการทดสอบการไหลของกระแสในฉนวน ผลรวมกระแส (Total Current) เป็นผลจาก 3 องค์ประกอบ ดังรูปที่ 7
        

รูปที่  5  ไดอะแกรมการทดสอบการไหลของกระแสในฉนวน

ก. กระแสประจุคาปาซิแตนซ์ (Capacitance Charging Current) เป็นกระแสเริ่มต้นประจุกระแสไฟฟ้าสูงสุดเกิน 100 A ในเวลาสั้น ๆ 0.22 วินาที เมื่อประจุแรงดันจนเต็ม ค่ากระแสจะลดลงอย่างรวดเร็ว ดังรูปที่ 6 และรูปที่ 7

รูปที่ 6 เกิดค่ากระแสประจุคาปาซิแตนซ์ (IC)

รูปที่ 7 เส้นโค้งที่แสดงองค์ประกอบของกระแสเมื่อทดสอบฉนวนไฟฟ้าด้วยไฟฟ้า DC

ข. กระแสซึมซับ (Absorption Current) เป็นกระแสไหลเพื่อจัดโมเลกุลของวัสดุจะเริ่มต้นในเวลาช้ากว่ากระแสประจุคาปาซิแตนซ์ ดังรูปที่ 8 และเส้นโค้งในรูปที่ 7 ค่ากระแสซึมซับในช่วงจัดเรียงโมเลกุล 40 ?A 0.36 วินาที เมื่อเรียงโมเลกุลเรียบร้อยกระแสซึมซับจะลดลงอย่างช้า ๆ แต่ใช้เวลานานกว่ากระแสประจุคาปาซิแตนซ์
        

รูปที่ 8 กระแสซึมซับเพื่อจัดโมเลกุลของวัสดุ และจัดเรียงขั้วให้ถูกต้อง

ค. กระแสรั่วไหล (Leakage Current) เกิดจากอิเล็กตรอนไหลผ่านความต้านทานฉนวนไฟฟ้า ถ้าเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีกระแสรั่วไหลจะค่อย ๆ เพิ่มสูงขึ้น แล้วก็จะคงตัวอยู่ตลอด ดังรูปที่ 7

7. มาตรฐานแรงดันทดสอบ
 มาตรฐานแรงดันทดสอบดังแสดงในตารางที่ 1
 ตารางที่ 1 มาตรฐานแรงดันทดสอบด้วยไฟฟ้ากระแสตรง (DC)


8. วิธีการทดสอบความต้านทานฉนวนไฟฟ้า
เวลาที่ใช้วัดมีผลต่อความต้านทานฉนวนไฟฟ้า เราสามารถใช้เครื่องวัดฉนวนไฟฟ้า อ่านค่าการวัดได้ 3 วิธี
8.1 การทดสอบอ่านค่าลงเป็นจุด ๆ (Spot Reading Test) หรือ การทดสอบอ่านค่าเวลาสั้น (Short Time Reading) วิธีนี้ทำการต่อเครื่องวัดฉนวนไฟฟ้าเมกเกอร์คร่อมขนานกับฉนวนของขดลวดเครื่องจักรกลไฟฟ้า ทั้งนี้จะทำการจ่ายแรงดันทดสอบคงที่ในระยะเวลาหนึ่ง แล้วทำการอ่านบันทึกค่า ดังรูปที่ 9 โดยปกติจะใช้เวลาเริ่มทำการทดสอบ จนถึง 60 วินาที ค่าความต้านทานแต่ละจุดจะเพิ่มค่าขึ้นตามเวลา

 

รูปที่ 9  เส้นโค้งแสดงความต้านทานฉนวนไฟฟ้าตามเวลา ตามวิธีการทดสอบอ่านค่าลงเป็นจุด ๆ

ก. สิ่งที่ต้องคำนึงถึงในการทดสอบ ด้วยวิธีนี้นอกจากต้องมีเครื่องวัดฉนวนไฟฟ้าเมกเกอร์แล้วยังต้องมีเครื่องวัดอุณหภูมิ โดยปกติจะกำหนดอุณหภูมิมาตรฐานที่ 20 oC และเครื่องวัดความชื้น (ไม่จำเป็นต้องมีเครื่องวัดความชื้นก็ได้ถ้าอุณหภูมิอุปกรณ์ไฟฟ้าทดสอบเหนือจุดน้ำค้าง ) ระยะเวลาการทดสอบ โดยปกติจะอ่านและบันทึกค่าหลังจาก 60 วินาที ผลที่ได้จะเปรียบเทียบกับค่าที่บันทึกในอดีต ที่ระยะเวลาทดสอบเดียวกัน

ข. การแปลผล ในการแปลผลที่ถูกต้อง การทดสอบอ่านค่าลงเป็นจุด ๆ จะต้องให้สอดคล้องกับผลบันทึกที่เป็นจากผลในอดีต ทั้งนี้เพื่อหาผลจากข้อสรุปนำมาใช้เป็นประโยชน์ การทดสอบดังกล่าวเหมือนกับการทดสอบด้วยแรงดันไฟฟ้าภายในเวลาเดียวกัน ทั้งนี้ต้องอยู่ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความชื้น นำค่าความต้านทานของฉนวนไฟฟ้าเหล่านี้มาพล็อตเป็นกราฟจากประวัติจากอดีตจนปัจจุบัน ดังรูปที่ 10 และรูปที่ 12

รูปที่ 10 แสดงตัวอย่างค่าความต้านทานฉนวนไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงจากอดีตจนถึงปัจจุบัน

อุปกรณ์ไฟฟ้า A แม้ว่าช่วงแรก ๆ ค่าความต้านทานจะสูงมาก แต่หลังจากนั้น ค่าความต้านทานฉนวนเริ่มลดลงแต่ละปีไปเรื่อย ๆ ย่อมเป็นการส่งสัญญาณอันตราย
อุปกรณ์ไฟฟ้า B แม้ว่าค่าความต้านทานจะมีต่ำกว่า แต่เมื่อใช้งานไปเรื่อย ๆ ค่าความต้านทานฉนวนค่อนข้างเสถียร แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ไฟฟ้ามีการบำรุงรักษาอย่างดี

รูปที่ 11 การต่อเครื่องวัดฉนวนไฟฟ้าเมกเกอร์ วัดความต้านทานของฉนวนไฟฟ้าเทียบกับท่อโลหะ (กราวด์)

รูปที่ 12 แสดงตัวอย่างค่าความต้านทานฉนวนไฟฟ้าของมอเตอร์เปลี่ยนแปลงจากอดีตจนปัจจุบัน

จุด A ผลการใช้งานตามอายุ และฝุ่นสกปรกแสดงให้เห็นค่าความต้านทานฉนวนเริ่มลดลง
จุด B เส้นกราฟตกลงเป็นปลายแหลมชี้ให้เห็นว่าฉนวนไฟฟ้ามีความเสียหาย
จุด C ค่าความต้านทานฉนวนไฟฟ้า หลังจากซ่อมมอเตอร์ AC การพันขดลวดใหม่
ดังนั้นจุด B จะชี้ให้เห็นการสูญเสียค่าความเป็นฉนวนไฟฟ้า อันมีสาเหตุมาจากความชื้น, ฝุ่นสกปรก หรืออื่น ๆ จากเส้นกราฟปลายแหลมที่ตกลงมาชี้ให้เห็นว่าฉนวนมีความเสียหาย

8.2 วิธีการทดสอบเวลา-ความต้านทาน (Time–resistance Testing Method)
การทดสอบวิธีนี้จะไม่คำนึงถึงอุณหภูมิ เป็นการวัดค่าการซึมซับของฉนวนที่ดี เมื่อเปรียบเทียบกับฉนวนที่ชื้นหรือมีสิ่งสกปรกปนเปื้อนในเวลาเดียวกัน ดังรูปที่ 13 ฉนวนไฟฟ้าที่ดี จะแสดงให้เห็นค่าความต้านทานเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง (กระแสซึมซับต่ำดังเส้นโค้ง A) อ่านค่าความต้านทานฉนวนไปตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น (30 วินาที - 10นาที)

สาเหตุดังกล่าวเกิดจากกระแสซึมซับ โดยแสดงการเริ่มประจุไปจนถึงระยะเวลานานขึ้น เมื่อประจุเต็มกระแสจะลดลง โดยที่ความต้านทานจะสูงขึ้นเรื่อย ๆ จึงจะเรียกว่าเป็นฉนวนที่ดี แต่ถ้าฉนวนมีความชื้นหรือสกปรก ค่ากระแสรั่วไหลจะสูงขึ้น ความต้านทานจะลงลงจนอยู่ที่ค่าค่อนข้างคงที่ (เส้นโค้ง B)

รูปที่ 13 ตัวอย่างเส้นโค้งที่แสดงผลการซึมซับทางไดอิเล็กตริก เมื่อทำการทดสอบวิธีเวลา–ความต้านทาน

การทดสอบค่าเวลา–ความต้านทานจะไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของอุปกรณ์ไฟฟ้า ความต้านทานจะสูงขึ้นก็ต่อเมื่อฉนวนสะอาดและแห้ง ไม่ว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าจะเล็กหรือใหญ่ จะมีค่าเดียวกัน เราสามารถเปรียบเทียบมอเตอร์หลาย ๆ ตัว ในรูปที่ 14 แสดงผลการเปรียบเทียบผลการทดสอบเวลา 60 วินาที ฉนวนที่ดี ความต้านทานจะมีค่าสูงกว่า เมื่อเทียบกับเวลา 30 วินาที  

รูปที่ 14 เส้นโค้งพล็อตเทียบเวลา-ความต้านทานเทียบกับฉนวนดี DAR =3.5 และฉนวนอาจจะมีปัญหา DAR =1.0

ก. อัตราส่วนการซึมซับไดอิเล็กตริก (Dielectric Absorption Ratio) หรือ DAR เป็นอัตราส่วน 2 ค่าเวลาความต้านทานฉนวนที่ 60 วินาทีกับ 30 วินาที (60/30) เราเรียกว่าอัตราส่วนการซึมซับไดอิเล็กตริก โดยคุณภาพของฉนวนตามอัตราส่วนในตารางที่ 2

ข. ดัชนีโพลาไรเซชัน (Polarization Index) หรือดัชนีการจัดเรียงขั้ว ดังรูปที่ 8 หรือ เรียกค่าย่อ ๆ ว่า PI ค่านี้เป็นเป็นอัตราส่วน 2 ค่าเวลาความต้านทานฉนวนที่ 10 นาทีกับ 1 นาที (อัตราส่วน10/1 - นาที) ทั้งนี้คุณภาพฉนวนยังดีอยู่หรือไม่ ดังในตารางที่ 2 และตารางที่ 3

  ตารางที่ 2 สภาพของฉนวนกำหนดจากค่า DAR และค่า PI*


* ค่าเหล่านี้เป็นเพียงค่าประมาณการท่านั้น ต้องอาศัยประสบการณ์และข้ออื่น ๆ ประกอบ

ตารางที่ 3 ค่า PI ต่ำสุดของมอเตอร์ไฟฟ้า AC และ DC (มาตรฐาน IEEE 43-2000 และ IEEE 1-2000)

เส้นโค้ง D ค่า PI = 900 M/180 M (10/1-นาที) = 5 จากตารางที่ 2 เป็นค่าฉนวนดีเยี่ยม
เส้นโค้ง E ค่า PI = 140 M/100 M (10/1-นาที) = 1.4 จากตารางที่ 2 ฉนวนอาจจะมีปัญหา
รูปที่ 15 แสดงตัวอย่างการทดสอบค่า PI ของมอเตอร์ไฟฟ้า ขนาด 350 HP

ตารางที่ 4 ข้อพิจารณาในการทดสอบค่า DAR และค่า PI

8.3 วิธีทดสอบแรงดันเป็นขั้น(Step Voltage Test method)
วิธีนี้จำเป็นต้องใช้แรงดันหลายระดับจากเครื่องวัดความต้านทานฉนวนเมกเกอร์ จ่ายแรงดัน 2 ระดับ หรือมากกว่านั้น ในสัดส่วน 1 ถึง 5 เช่น 500V ถึง 2,500 V ในเวลา 60 วินาที แล้วสังเกตดู เมื่อป้อนแรงดันสูงกว่า ปรากฏว่าค่าความต้านทานฉนวนลดลง เป็นสิ่งเตือนว่าฉนวนเริ่มมีปัญหา

รูปที่ 16 เส้นโค้งการทดสอบแรงดันเป็นขั้น

ดังในรูปที่ 16 เป็นตัวอย่างแสดงการทดสอบในตอนแรกป้อนแรงดันต่ำ (500 V) ภายหลังจากการคายประจุแล้ว ทำการป้อนค่าแรงดันที่สูง (2,500V) ถ้าเกิดค่าความแตกต่างความต้านทานฉนวนของ 2 ระดับแรงดันการทดสอบ ทั้งนี้ถ้าแสดงให้เห็นว่าค่าความต้านทานฉนวน เมื่อป้อนแรงดันที่สูงกว่า กับมีความต้านทานฉนวนต่ำกว่า ย่อมเป็นผลชี้เตือนในอนาคตว่าฉนวนเริ่มมีปัญหา

การทดสอบแรงดันเพิ่มขึ้นใช้เวลาอันสั้น ๆ แต่สามารถทำนายว่าฉนวนอาจมีความชื้น หรือสกปรกต้องทำการบำรุงรักษา ดังรูปที่ 17 อย่างไรก็ตามผลของความมีอายุฉนวน หรือความเสียหายทางกล การทำความสะอาดและทำให้ฉนวนแห้ง ไม่ช่วยให้แก้ปัญหาดังกล่าวได้

                  รูปที่ 17 กราฟแสดงก่อนและหลังการบำรุงรักษามอเตอร์ไฟฟ้า

เส้นโค้ง 1 ก่อนบำรุงรักษา เริ่มต้นป้อนแรงดัน 1 kV ค่าความต้านทานฉนวน 240 M จนถึง 5 kV ค่าความต้านทานฉนวนลดลงเหลือ 60 M แสดงว่าฉนวนมีปัญหา

เส้นโค้ง 2 หลังการบำรุงรักษา (มอเตอร์ไฟฟ้าตัวเดียวกัน ทำความสะอาดและเข้าเตาอบ) ค่าความต้านทานฉนวน  640 M (1 kV 60 sec.), 700 M (2.5 kV 60 sec.)  และ 720 M (5 kV 60 sec.) ค่าความต้านทานฉนวนสูงขึ้นเรื่อย ๆ แสดงว่าฉนวนอยู่ในสภาพดี

9. ผลของอุณหภูมิเมื่อทำการทดสอบความต้านทานฉนวนไฟฟ้า
 ความต้านทานของวัสดุฉนวนจะลดลง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อย่างไรก็ตามการใช้วิธีการทดสอบเวลา-ความต้านทาน และวิธีการทดสอบแรงดันเป็นขั้นจะไม่มีผลต่ออุณหภูมิ

ผลที่ได้จะเป็นการเปรียบเทียบค่าที่อ่านได้จากการวัดค่าความต้านทานฉนวนที่อุณหภูมิในเวลานั้น เทียบกับอุณหภูมิมาตรฐาน (20 oC) ดังนี้
Kt = เป็นค่าแฟกเตอร์ชดเชยดังนี้คือ ทุก ๆ อุณหภูมิ 10 oC ที่เพิ่มขึ้น ค่าความต้านทานจะลดลงเป็น 2 เท่า หรือถ้าทุก ๆ อุณหภูมิ 10 oC ที่ลดลง ค่าความต้านทานจะเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า

อย่างไรก็ตามวัสดุฉนวนแต่ละชนิดจะมีความแตกต่างกันต่ออุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงซึ่งสามารถหาจากตารางที่ 5ค่าแฟกเตอร์อุณหภูมิมาตรฐาน (Temperature Correction Factor) ซึ่งเป็นแฟกเตอร์ที่อุณหภูมิมาตรฐาน (20 oC) ใช้ได้กับมอเตอร์ไฟฟ้าและหม้อแปลง สำหรับสายเคเบิล ใช้กับอุณหภูมิมาตรฐาน (15.6 oC) ค่าแฟกเตอร์อุณหภูมิมาตรฐานจากสมการดังนี้
                                      Kt x RReading = RCorrected Temperature 20 oC         
 เช่นมอเตอร์ไฟฟ้า ฉนวนคลาส A อ่านค่าความต้านทานฉนวนได้ 2 M 40 oC (ที่ขดลวด) ค่าความต้านทานฉนวนตามมาตรฐาน (20 oC) จะมีค่าเท่าใด ?

จากตารางที่ 5 อ่านค่าอุณหภูมิ 40 oC ความต้านทานฉนวนคลาส A ค่าแฟกเตอร์อุณหภูมิมาตรฐานเท่ากับ 4.8 ค่าความต้านทานฉนวนตามมาตรฐาน (20 oC) จะมีค่าเท่ากับ 9.6 M  ในรูปที่ 18 และรูปที่ 19 แสดงค่าค่าความต้านทานฉนวน
     Kt x RReading = RCorrected Temperature 20 oC
     4.8 x 2 M = 9.6 M

ตารางที่ 5 ค่าแฟกเตอร์อุณหภูมิมาตรฐาน  (Corrected Temperature 20oC)*         

* แฟกเตอร์อุณหภูมิมาตรฐาน 20 oC สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าและหม้อแปลง ส่วนแฟกเตอร์อุณหภูมิมาตรฐาน 15.6 oC สำหรับสายเคเบิล

 

   รูปที่ 18  เป็นค่าความต้านทานฉนวนของมอเตอร์ที่ไม่ได้มีการแก้ไขให้เป็นอุณหภูมิมาตรฐาน 20 oC

     

รูปที่ 19 เป็นค่าความต้านทานฉนวนของมอเตอร์ที่แก้ไขเป็นอุณหภูมิมาตรฐาน 20 oC ทั้งหมดแล้วของมอเตอร์ที่อ่านได้ทั้งไม่ได้มีการแก้ไขและมีการแก้ไขให้เป็นอุณหภูมิมาตรฐานที่ 20 oC

10. ผลของความชื้น
การเพิ่มขึ้นของความชื้นในอากาศโดยรอบ มีผลต่อความต้านทานฉนวน เนื่องจากผลของความชื้น แต่จะไม่มีผลต่อค่าความต้านทานฉนวนที่อ่านได้ในกรณีที่อุปกรณ์ไฟฟ้ามีอุณหภูมิเหนือจุดน้ำค้าง (Dew Point Temperature) แต่ถ้าอุปกรณ์ไฟฟ้ามีอุณหภูมิที่จุดน้ำค้าง จะมีไอน้ำในอากาศจะกลั่นตัวกลายเป็นของเหลวเหตุดังกล่าวย่อมเป็นผลต่อค่าความต้านทานฉนวน ดังนั้นการทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อความถูกต้องจึงต้องทดสอบที่อุณหภูมิเหนือจุดน้ำค้าง

เอกสารอ้างอิง
1. AEMC Instrument, Understanding Insulation Resistance Testing, Technical Assistance (800) 343-1391, http://www.aemc.com
2. Megger "A Stitch in Time", The Complete Guide to Electrical Insulation Testing, Copyright 2006, http://www.megger.com.
3. Fluke Corporation, Insulation resistance testing, http://www.fluke.com

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด