การวิเคราะห์ความล้มเหลวของฉนวนภายในอุปกรณ์ GIS และวิธีทดสอบฉนวน

สปายค์ตัวนำแรงดันสูง

ระหว่างการติดตั้งตัวนำแรงดันสูง การชนหรือขีดข่วนโดยไม่ตั้งใจสามารถทำให้เกิดสปายค์โลหะบนพื้นผิวของตัวนำได้ เช่นที่แสดงในรูปที่ 1 ในภาวะแรงดันไฟฟ้าความถี่ของระบบ สภาวะไอออนของสนามไฟฟ้าที่สูงบริเวณปลายสปายค์จะสร้างอนุภาคประจุไฟฟ้า ซึ่งอาจยับยั้งการปล่อยประจุบางส่วน (PD) หรือการแตกตัว อย่างไรก็ตาม ในภาวะแรงดันไฟฟ้ากระชาก กระบวนการไอออนที่เกิดจากสนามไฟฟ้าที่แรงไม่มีเวลาเพียงพอในการพัฒนา ทำให้ PD และการแตกตัวมีโอกาสเกิดขึ้นมากขึ้น

สารปนเปื้อนบนพื้นผิวฉนวน

ระหว่างการประกอบ GIS การทำความสะอาดที่หน้างานมักไม่เพียงพอ ทำให้ฝุ่นเข้าไปใน GIS และสะสมบนพื้นผิวของฉนวน ในบางกรณี กระบวนการผลิตที่ไม่ดีจะทิ้งเศษยางเหนียวบนฉนวน เหล่านี้มักทำให้เกิดการแตกตัวระหว่างการทดสอบทนแรงดันที่หน้างาน พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการแตกตัวมักจะกำจัดสารปนเปื้อนออก ทำให้ยากต่อการหาสารเหล่านี้บนพื้นผิวฉนวนหรือส่วนประกอบอื่น ๆ ระหว่างการวิเคราะห์หลังการแตกตัว รูปที่ 2 แสดงฉนวนที่เคยเกิดการแตกตัวที่หน้างาน โดยไม่มีความผิดปกติที่เห็นได้บนพื้นผิว

ส่วนประกอบโลหะหลวม

ระหว่างการขนส่งหรือการดำเนินงาน การสั่นสะเทือนเชิงกลสามารถทำให้ฝาป้องกัน อื่น ๆ รวมถึงสกรูยึดหลวม การติดต่อทางไฟฟ้าที่ไม่ดีในกรณีนี้จะทำให้เกิดการปล่อยประจุบางส่วน (PD) ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปสามารถพัฒนาเป็นอุบัติเหตุการแตกตัว รูปที่ 3 แสดงโครงสร้างการติดตั้งของฝาป้องกันที่มีแนวโน้มเกิดปัญหาเช่นนี้

ผงโลหะภายในตู้

ระหว่างการขนส่งหรือการดำเนินงาน การสั่นสะเทือนเชิงกลสามารถทำให้เกิดการเสียดสีระหว่างส่วนประกอบโลหะ ทำให้เกิดผงโลหะ หากการบำรุงรักษาระหว่างการติดตั้งไม่เพียงพอ อาจทำให้ฝุ่นหรืออนุภาคโลหะตกค้างบนพื้นผิวภายในตู้ นอกจากนี้ การปล่อยประจุบางส่วนเนื่องจากการติดต่อทางไฟฟ้าที่ไม่ดีสามารถทำให้เกิดอนุภาคโลหะหรือสารประกอบโลหะ รูปที่ 3 แสดงผงที่เกิดจากการปล่อยประจุจากการติดต่อที่ไม่ดีในฝาป้องกัน ระหว่างการดำเนินงาน การกระโดดของผงโลหะสามารถทำให้เกิดอุบัติเหตุการแตกตัวได้

วิธีทดสอบข้อบกพร่องฉนวนภายใน GIS
การทดสอบทนแรงดัน

การทดสอบทนแรงดันจำเป็นต้องทำระหว่างการส่งมอบและหลังการซ่อมใหญ่ DL/T 555-2004 แนวทางการทดสอบทนแรงดันและการทดสอบฉนวนของสวิตช์เกียร์ที่หุ้มด้วยโลหะและฉนวนแก๊สที่หน้างาน ระบุข้อกำหนดและวิธีการทดสอบที่หน้างาน [4] แรงดันสลับมีความไวต่ออนุภาคนำไฟฟ้าที่เสรีและสิ่งเจือปนอื่น ๆ ทำให้เหมาะสมสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่อง เช่น สารปนเปื้อนบนพื้นผิวฉนวน ส่วนประกอบโลหะหลวม และผงโลหะภายในตู้ แรงดันกระชากมีประสิทธิภาพในการตรวจสอบสารปนเปื้อนและโครงสร้างสนามไฟฟ้าที่ผิดปกติ ทำให้เหมาะสมสำหรับการตรวจจับสปายค์โลหะและผงโลหะภายใน

การทดสอบปล่อยประจุบางส่วน (PD)

ระหว่างการทดสอบทนแรงดันที่หน้างาน ควรทำการวัด PD พร้อมกัน วิธีการวัดสัญญาณ PD ด้วยกระแสพัลส์เป็นวิธีหลักที่ใช้ภายใต้แรงดันทดสอบความถี่ของระบบ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มักไม่สามารถตรวจจับข้อบกพร่อง เช่น สปายค์โลหะและผงโลหะภายใน ดังนั้น การวัด PD ระหว่างการทดสอบทนแรงดันกระชากเป็นสิ่งจำเป็น เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนในวงจรทดสอบภายใต้แรงดันกระชาก สามารถใช้วิธีการตรวจจับความถี่สูง ความถี่สูงมาก (UHF) หรือการตรวจจับด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง

การตรวจจับ PD ขณะทำงานและการตรวจสอบออนไลน์

สำหรับข้อบกพร่อง เช่น ส่วนประกอบโลหะหลวมและผงโลหะที่เกิดระหว่างการทำงาน ควรมีการตรวจจับ PD ขณะทำงานและการตรวจสอบออนไลน์อย่างแข็งขัน ขึ้นอยู่กับหลักการของเซ็นเซอร์ วิธีการตรวจจับขณะทำงานรวมถึงเทคนิค UHF และการตรวจจับด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง การตรวจจับขณะทำงานเหมาะสำหรับการตรวจสอบประจำ ในขณะที่การตรวจสอบออนไลน์เหมาะสำหรับการติดตามข้อบกพร่องที่ทราบแล้ว

บทสรุปและแนวโน้ม

ข้อบกพร่องฉนวนภายใน GIS แบ่งออกเป็นสี่ประเภทหลัก: สปายค์ตัวนำแรงดันสูง สารปนเปื้อนบนพื้นผิวฉนวน ส่วนประกอบโลหะหลวม และผงโลหะภายใน เพื่อป้องกันไม่ให้ข้อบกพร่องเหล่านี้พัฒนาเป็นความเสียหาย ควรทำการทดสอบฉนวนและการตรวจจับ PD ระหว่างการส่งมอบและการดำเนินงาน สำหรับข้อบกพร่องทั่วไป เช่น สปายค์โลหะและผงโลหะในการทดสอบส่งมอบ ควรให้ความสำคัญกับการตรวจจับ PD ภายใต้แรงดันกระชาก