หลักการทดสอบและข้อควรระวังในการใช้เครื่องทดสอบความต้านทานการต่อลงดินแบบกริดขนาดใหญ่

การทดสอบความต้านทานดินของระบบกราวด์สถานีไฟฟ้าย่อย

I. ภาพรวม

ในปีที่ผ่านมา สถานีไฟฟ้าย่อยหลายแห่งประสบกับ อุบัติเหตุขยายสถานีและความเสียหายของอุปกรณ์ ซึ่งส่วนใหญ่มีสาเหตุมาจาก ฟ้าผ่า และมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับ ความต้านทานดินของระบบกราวด์ที่ไม่ผ่านเกณฑ์

ระบบกราวด์ทำหน้าที่ทั้งเป็น กราวด์สำหรับการทำงาน และ กราวด์สำหรับการป้องกัน เมื่อความต้านทานดินสูงเกินไป อาจเกิดอันตรายดังต่อไปนี้:

• ระหว่างเกิดข้อผิดพลาดที่กราวด์:
  แรงดันออฟเซ็ตที่จุดนิวทรัลเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลให้แรงดันระหว่างเฟสที่ปกติกับจุดนิวทรัลเกินขีดจำกัดของฉนวนและทำลายอุปกรณ์

• ระหว่างเกิดฟ้าผ่าหรือเหตุการณ์กระแสเกิน:
  กระแสขนาดใหญ่สร้างแรงดันตกค้างสูง เป็นภัยคุกคามต่ออุปกรณ์ใกล้เคียงผ่านแบ็กแฟลชโอเวอร์ ระดับการป้องกันฟ้าผ่าที่มีประสิทธิภาพของตัวนำและอุปกรณ์ลดลง นำไปสู่ความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น

• สำหรับความปลอดภัยของบุคลากร:
  ความต้านทานดินที่มากเกินไปเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานและเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงในสถานีไฟฟ้าย่อย

เมื่อเวลาผ่านไป เนื่องจาก ผลกระทบจากการกัดกร่อนของดิน ต่ออุปกรณ์กราวด์ ทำให้เกิดการกัดกร่อน เพิ่มความต้านทานดินและส่งผลต่อการทำงานที่ปลอดภัย ดังนั้น การตรวจสอบเป็นประจำ และ การวัดความต้านทานดินอย่างแม่นยำ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

อย่างไรก็ตาม การทดสอบระหว่างการทำงานของหม้อแปลงมักได้รับผลกระทบจาก:

• การรบกวนจากกระแสของระบบกราวด์ที่มีไฟฟ้า

• การรบกวนซึ่งกันและกันระหว่างสายทดสอบ

เนื่องจากความต้านทานดินของระบบกราวด์ขนาดใหญ่มักมีค่า ต่ำกว่า 0.5 Ω แม้การรบกวนเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดขนาดใหญ่ การทดสอบที่ไม่แม่นยำอาจนำไปสู่ การวินิจฉัยข้อผิดพลาดที่คลาดเคลื่อน หรือ การปรับปรุงใหม่ที่ไม่จำเป็น ส่งผลให้เกิดค่าใช้จ่ายและความเสี่ยงเพิ่มเติม

จากงานวิจัยเชิงปฏิบัติและประสบการณ์ภาคสนาม ต่อไปนี้สรุป หลักการ วิธีการ และข้อควรระวัง ในการทดสอบความต้านทานดินสำหรับระบบกราวด์สถานีไฟฟ้าย่อย

II. หลักการและวิธีการทดสอบความต้านทานดิน

2.1 หลักการพื้นฐาน

อิมพีแดนซ์กราวด์ของอุปกรณ์กราวด์ถูกกำหนดโดยการวัดความต่างศักย์และกระแสที่ไหลผ่าน
เพื่อลดข้อผิดพลาดในการวัด อิเล็กโทรดกระแส (C) ควรวางให้ห่างจาก อุปกรณ์กราวด์ที่กำลังทดสอบ (G) มากที่สุด

ระยะการจัดวางโดยทั่วไป:

2.2 วิธีความต่างศักย์ตก

ในวิธีนี้ อุปกรณ์กราวด์และอิเล็กโทรดทดสอบจะจัดวางดังแสดงด้านล่าง:

สัญลักษณ์:

• G — อุปกรณ์กราวด์ที่กำลังทดสอบ

• C — ขั้วกระแส

• P — อิเล็กโทรดศักย์

• D — เส้นทแยงมุมหลักของอุปกรณ์กราวด์

• dcG — ระยะห่างระหว่าง C กับขอบของ G

• x — ระยะห่างระหว่าง P กับขอบของ G

• I — กระแสทดสอบ

• U — ความต่างศักย์ที่วัดได้

ขั้นตอนการทดสอบ:

1. ป้อนกระแส I ระหว่าง G และ C.

2. เลื่อนอิเล็กโทรดศักย์ P ออกห่างจาก G ทุกๆ 50–200 ม.

3. บันทึกความต่างศักย์ U ที่แต่ละจุด.

4. พล็อตเส้นโค้ง U–x; ส่วนราบ (ความชันเป็นศูนย์) แสดงถึงที่ราบศักย์.

5. อิมพีแดนซ์กราวด์คำนวณได้จาก:
   [
   Z = \frac{U_m}{I}
   ]

6. หากส่วนราบไม่ชัดเจน (เนื่องจากสัญญาณรบกวนใต้ดินหรือคัปปลิง) ให้เพิ่มระยะห่างของวงจรกระแสหรือใช้วิธีการยืนยันอื่น.

2.3 วิธีสามขั้ว (วิธีกระแส-โวลต์มิเตอร์)

นี่เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปที่สุด มีสองรูปแบบ:

(ก) วิธีเส้นตรง

• สายกระแสและสายศักย์จัดวางในทิศทางเดียวกัน.

• dcG เป็นไปตามการจัดวางวงจร (โดยทั่วไป 4–5 × D).

• dPG = (0.5 ~ 0.6) dcG.

• เลื่อนอิเล็กโทรดศักย์ P สามครั้ง แต่ละครั้ง 5 % ของ dcG.

  • หากผลลัพธ์แตกต่างกัน ≤ 5 % ให้ใช้ค่าเฉลี่ยเป็นค่าสุดท้าย.

หมายเหตุ:
สำหรับอุปกรณ์กราวนด์ขนาดใหญ่ วิธีนี้ไม่ค่อยเหมาะสม
หากหลีกเลี่ยงไม่ได้ ให้วางสายกระแสและสายศักย์ให้ห่างกันมากที่สุด เพื่อลดการเหนี่ยวนำร่วม

(b) วิธีทำมุม

• สายกระแสและสายศักย์ทำมุม θ (ปกติ 30°–45°)

• dcG ≈ 4–5 D, dPG ≈ dcG.

• ค่าที่วัดได้สามารถแก้ไขได้โดยใช้:
  [
  Z = Z'' / \cos(\theta)
  ]
  โดยที่ Z'' คืออิมพีแดนซ์ที่วัดได้

หากความต้านทานดินสม่ำเสมอ แนะนำให้ใช้ การเดินสายแบบสามเหลี่ยมหน้าจั่ว (dcG = dpG = 2 D, θ ≈ 30°) เพื่อความแม่นยำที่ดีขึ้น

2.4 วิธีใช้เครื่องทดสอบความต้านทานกราวนด์

เมื่อใช้ เครื่องทดสอบความต้านทานกราวนด์ หลักการเดินสายจะคล้ายกับวิธีสามขั้ว

จุดต่อ:

1. E — ต่อกับกริดกราวนด์ที่ทดสอบ

2. P1 — ต่อกับกริดกราวนด์ที่ทดสอบ (ปกติจะลัดกับ E)

3. P2 — โพรบวัดแรงดัน; ความยาว = 0.618 × ความยาวสายกระแส

4. C — สายกระแส; ความยาว = 4–5 × ความยาวแนวทแยง (D)

สำหรับความต้านทานกราวนด์ ≤ 0.5 Ω แนะนำ ไม่ให้ลัด E และ P1.
เพื่อลดอิทธิพลของความต้านทานสาย/จุดต่อ และเพิ่มความแม่นยำในการวัด

III. ข้อควรระวังและความสำคัญในการทดสอบ

1. สภาพแวดล้อม:
   ความต้านทานกราวนด์ได้รับผลกระทบสูงจาก ความชื้นในดิน.
   ควรทำการทดสอบ:

   • ในช่วง ฤดูแล้ง และดิน ไม่แข็งตัว.

   • หลีกเลี่ยงการทดสอบทันทีหลัง ฝนตก หิมะ หรือฟ้าผ่า.

2. ความถูกต้องของข้อมูล:
   การวัดที่แม่นยำให้พื้นฐานที่เชื่อถือได้สำหรับการบำรุงรักษาและการวางแผนแก้ไข

3. ความสำคัญด้านความปลอดภัย:
   การรักษาความต้านทานกราวนด์ให้ได้มาตรฐานช่วยป้องกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ:

   • อันตรายจาก แรงดันก้าวและแรงดันสัมผัส,

   • ความล้มเหลวของฉนวนอุปกรณ์,

   • อุบัติเหตุไฟฟ้าดูดบุคคล.

ดังนั้น การทดสอบเป็นประจำจึงช่วยรับประกัน การทำงานที่ปลอดภัยและเสถียร ของอุปกรณ์สถานีย่อย และสร้าง สภาพแวดล้อมการทำงานที่ปลอดภัย สำหรับบุคลากร

IV. ตัวอย่าง: เครื่องทดสอบความต่อเนื่องสายลงดิน JYD (10 A)

เครื่องทดสอบความต่อเนื่องสายลงดิน JYD หรือที่รู้จักในชื่อ เครื่องทดสอบความต้านทานการต่อลงดินแบบกริดขนาดใหญ่ ใช้เทคโนโลยีแหล่งจ่ายไฟขั้นสูง
เป็นเครื่องมือพกพาอัตโนมัติสูง ออกแบบมาเพื่อวัดค่าความต้านทานขณะทำงาน ระหว่างสายลงดินของอุปกรณ์สถานีย่อยต่างๆ

คุณสมบัติหลัก:

• กระแสไฟออกสูงสุด 10 A

• ความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำสูง

• เหมาะสำหรับการตรวจสอบความต้านทานกริดลงดินขนาดใหญ่และการทดสอบความต่อเนื่อง

V. สรุป

ความต้านทานการต่อลงดินของกริดลงดินสถานีย่อยเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญเพื่อให้มั่นใจใน:

• การป้องกันอุปกรณ์

• ความปลอดภัยจากฟ้าผ่าและกระแสลัดวงจร

• ความปลอดภัยของบุคลากร

ผ่านการทดสอบอย่างเป็นระบบโดยใช้วิธี การตกศักย์, สามขั้ว หรือ เครื่องทดสอบ และโดยการปฏิบัติตามการจัดเตรียมการทดสอบและข้อควรระวังด้านสิ่งแวดล้อมที่เหมาะสม สถานีย่อยสามารถตรวจสอบสภาพการต่อลงดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตรวจจับการกัดกร่อนหรือการเสื่อมสภาพได้ตั้งแต่เนิ่นๆ และรักษาการทำงานที่เชื่อถือได้