ในปัจจุบัน วิธีการหลักในการตรวจจับความผิดปกติของการคายประจุของหม้อแปลงไฟฟ้าคือการวัดระดับการคายประจุบางส่วน โดยมีวิธีการวัดปริมาณการคายประจุบางส่วนด้วยกระแสพัลส์ (ต่อไปจะเรียกว่าวิธีกระแสพัลส์) และวิธีการวัดการคายประจุบางส่วนด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (ต่อไปจะเรียกว่าวิธีอัลตราซาวนด์) วิธีกระแสพัลส์จำเป็นต้องตรวจจับโดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายในขณะที่อุปกรณ์ถูกตัดไฟ แม้ว่าสามารถวัดปริมาณการคายประจุได้เชิงปริมาณเพื่อกำหนดตำแหน่งทางไฟฟ้าของจุดคายประจุ แต่ไม่สามารถกำหนดตำแหน่งเชิงพื้นที่ของจุดคายประจุได้ และการตรวจจับต้องทำในสภาวะที่ตัดไฟ ดังนั้น การดำเนินการตรวจจับการคายประจุบางส่วนด้วยอัลตราซาวนด์แบบทันทีและออนไลน์บนหม้อแปลงไฟฟ้า และการทำงานร่วมกับรายการทดสอบฉนวนอื่นๆ (เช่น การวิเคราะห์ก๊าซโครมาโตกราฟีของน้ำมัน การวัดอุณหภูมิอินฟราเรดระยะไกล เป็นต้น) เพื่อวิเคราะห์สถานะฉนวนของหม้อแปลงไฟฟ้าและกำหนดลักษณะของข้อบกพร่องของฉนวนได้ทันเวลาจึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ
1 หลักการทดสอบการคายประจุบางส่วนด้วยอัลตราซาวนด์
การคายประจุบางส่วนของสื่อฉนวนมีสองประเภท: การคายประจุภายในฟองอากาศ; การทะลุของสื่อที่ความแรงสนามไฟฟ้าสูง สื่อฉนวนบางชนิดที่หล่อและอัดขึ้นรูปมีแนวโน้มที่จะเกิดช่องว่างอากาศหรือฟองอากาศ ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของอากาศน้อยกว่าของสื่อแข็ง และความแรงสนามไฟฟ้าแปรผกผันกับค่าคงที่ไดอิเล็กตริก ดังนั้น ช่องว่างอากาศหรือฟองอากาศในสื่อจึงเป็นแหล่งกำเนิดของการคายประจุบางส่วน; เมื่อสนามไฟฟ้าท้องถิ่นสูงเกินไป จะทำให้เกิดการทะลุของไดอิเล็กตริกที่จุดอ่อนของฉนวน การคายประจุบางส่วนทั้งสองประเภทข้างต้นมักเกิดขึ้นพร้อมกันหรือเหนี่ยวนำซึ่งกันและกันในกรณีส่วนใหญ่
เมื่อเกิดการคายประจุบางส่วนที่แรงดันทดสอบ (หรือแรงดันใช้งาน) ของหม้อแปลงไฟฟ้า จะมีปรากฏการณ์ทางกายภาพต่างๆ เกิดขึ้นร่วมกัน เช่น พัลส์ไฟฟ้า คลื่นเสียงความถี่สูง แสง ความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ตราบใดที่มีการคายประจุบางส่วนภายในหม้อแปลงไฟฟ้า ต้องเกิดการรบกวนทางไฟฟ้าความถี่สูงและจะแพร่กระจายไปยังวงจรไฟฟ้าทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับมัน สามารถตรวจจับการคายประจุบางส่วนของหม้อแปลงไฟฟ้าได้เชิงปริมาณโดยรับสัญญาณการคายประจุจาก อุปกรณ์ทดสอบ ที่เชื่อมต่อกับขั้วต่อของอุปกรณ์ ในเวลาเดียวกัน ตราบใดที่มีการคายประจุบางส่วน ในกระบวนการคายประจุ พร้อมกับการเกิดการคายประจุ พร้อมกับการปล่อยเสียงแบบระเบิด คลื่นเสียงความถี่สูงจะถูกสร้างขึ้น และสื่อจะแพร่กระจายไปยังสื่อโดยรอบอย่างรวดเร็ว และเมื่อแปลงคลื่นเสียงที่ติดตั้งบนผนังภายนอกของถังหม้อแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ก็สามารถวัดระดับการคายประจุบางส่วนในหม้อแปลงไฟฟ้าได้ นี่คือวิธีการวัดการคายประจุบางส่วนด้วยอัลตราซาวนด์ของหม้อแปลงไฟฟ้า
เมื่อเกิดการคายประจุบางส่วนภายในหม้อแปลงไฟฟ้า คลื่นเสียงความถี่สูงจะแพร่กระจายผ่านสื่อต่างๆ (น้ำมัน-กระดาษ, แผ่นกั้น, ขดลวด, น้ำมัน เป็นต้น) พร้อมกับการปล่อยพลังงานเสียง สัญญาณอัลตราซาวนด์แพร่กระจายไปยังภายนอกถังหม้อแปลงผ่านสื่อ เช่น กระดาษแข็งฉนวนหรือน้ำมันฉนวน ด้วยความเร็วหนึ่ง และแพร่กระจายในรูปแบบของคลื่นทรงกลม คลื่นเสียงความถี่สูงผ่านสื่อฉนวนและไปถึงเซ็นเซอร์บนผนังของหม้อแปลง มีสองวิธี: วิธีหนึ่งคือการแพร่กระจายโดยตรง นั่นคือ คลื่นตามยาวของคลื่นเสียงความถี่สูงผ่านสื่อฉนวน น้ำมันหม้อแปลงไฟฟ้า ฯลฯ ไปยังผนังด้านในของถังน้ำมัน และผ่านแผ่นเหล็กไปถึงเซ็นเซอร์; อีกวิธีหนึ่งคือส่งผ่านไปยังผนังด้านในของถังน้ำมันโดยคลื่นตามยาว และขอบด้านหลังของแผ่นเหล็กแพร่กระจายไปยังเซ็นเซอร์ตามคลื่นตามขวาง ซึ่งเป็นคลื่นผสม เส้นทางการแพร่กระจายของคลื่นเสียงความถี่สูงแสดงในรูปที่ 1 แหล่งกำเนิด S สร้างคลื่นเสียงความถี่สูง SA เป็นคลื่นตามยาว และ SBA กับ SCA เป็นคลื่นผสม
คลื่นเสียงความถี่สูงมีพลังทะลุทะลวงสูง แต่จะทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของรูปคลื่นบ้างเมื่อทะลุผ่านสื่อต่างๆ การบิดเบี้ยวนี้เกิดจากการลดทอนของแอมพลิจูดเป็นหลัก ตารางที่ 1 แสดงความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นเสียงความถี่สูงในสื่อต่างๆ และอัตราการลดทอนสัมพัทธ์เมื่อเทียบกับน้ำมันหม้อแปลงไฟฟ้า
แม้ว่าคลื่นเสียงความถี่สูงจะเดินทางในแผ่นเหล็กได้เร็วกว่าในน้ำมันหม้อแปลงไฟฟ้ามาก แต่การลดทอนของคลื่นเสียงความถี่สูงในแผ่นเหล็กมีมาก ดังนั้น แอมพลิจูดของคลื่นตรงที่ไปถึงเซ็นเซอร์จึงมากกว่าของคลื่นผสมมาก
อันตรายร้ายแรงจากการคายประจุบางส่วน (PD) เป็นที่ทราบกันดี อย่างไรก็ตาม การตรวจสอบ PD ในพื้นที่สูง ระยะไกล และมองไม่เห็น มักมีประสิทธิภาพน้อยกว่า ดังนั้น การใช้อัลตราซาวนด์สำหรับทดสอบการคายประจุบางส่วนจึงเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพ ด้วยช่วงการตรวจจับสูงสุดถึง 30 เมตร สามารถครอบคลุมอุปกรณ์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ ช่วยให้ระบุจุดผิดพลาดของการคายประจุบางส่วนได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ พร้อมทั้งรักษาความปลอดภัยของเจ้าหน้าที่ทดสอบ วิธีนี้ช่วยแก้ไขข้อจำกัดสำคัญของการทดสอบด้วยอินฟราเรดที่ทำได้เฉพาะในสภาพที่มองเห็น และยังมีต้นทุนที่คุ้มค่า เหมาะสำหรับบริษัทซ่อมบำรุงไฟฟ้าที่คำนึงถึงงบประมาณ
เครื่องตรวจสอบการคายประจุบางส่วน GTPD-3 เป็นอุปกรณ์ตรวจจับที่สามารถวินิจฉัยความผิดปกติของสายไฟฟ้าโดยการเก็บรวบรวมและวิเคราะห์สัญญาณอัลตราซาวนด์ผิดปกติจากสายไฟฟ้า นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับการตรวจหาการคายประจุบางส่วนของฉนวน, ปลายสายเคเบิล, ฉนวนหุ้มแรงดันสูง, CT\PT, ล่อฟ้า, สวิตช์ ฯลฯ อุปกรณ์นี้ช่วยระบุตำแหน่งและประเภทของความเสี่ยงจากความผิดปกติในสายไฟฟ้าและอุปกรณ์ขณะที่ยังจ่ายไฟอยู่
บริษัท คิงรัน ทรานสฟอร์เมอร์ อินสตรูเมนท์ จำกัด
เครื่องทดสอบหม้อแปลงเพิ่มเติมจากคิงรัน
