เรื่องที่ควรทราบเกี่ยวกับการทดสอบค่าความเป็นฉนวนไฟฟ้า

รูปที่ 1 กราฟบันทึกประวัติค่าความต้านทานฉนวนของมอเตอร์ A

ลือชัย ทองนิล

ในระบบไฟฟ้าถือว่าฉนวนไฟฟ้ามีความสำคัญมาก เพราะอาจเป็นสาเหตุของอันตรายจากไฟฟ้าทั้งกับชีวิต และทรัพย์สิน ระบบไฟฟ้าและบริภัณฑ์ไฟฟ้าอาจใช้งานไม่ต่อเนื่องหรือไม่สามารถใช้งานได้ ดังนั้นการทดสอบค่าความเป็นฉนวนไฟฟ้าจะช่วยให้สามารถตรวจหาการเสื่อมสภาพของฉนวนไฟฟ้า ซึ่งจะสามารถวางโปรแกรมการบำรุงรักษาได้ เช่น การดูดฝุ่นทำความสะอาด การทำให้แห้ง หรือการที่จะต้องพันขดลวดใหม่ เป็นต้น และการทดสอบยังใช้ในการวิเคราะห์คุณภาพของการซ่อมบำรุงก่อนที่จะนำอุปกรณ์กลับไปใช้งานต่อ หรือเพื่อการตรวจรับงานด้วย บทความนี้เป็นหลักการทดสอบและการวิเคราะห์ผลค่าความเป็นฉนวนไฟฟ้าสำหรับฉนวนแห้งเช่นขดลวดมอเตอร์ หม้อแปลง และสายไฟฟ้า เป็นต้น

วิธีวัดหรือทดสอบค่าความต้านทานฉนวน

มีหลายวิธีในการวัดหรือทดสอบค่าความต้านทานฉนวน แต่ละวิธีมีข้อดีและข้อด้อยต่างกัน วิธีที่นิยมใช้ทั่วไป มีดังนี้

1. วิธีทดสอบแบบอ่านค่าเดียว ในการทดสอบแบบนี้จะใช้เครื่องวัดชนิดเมกโอห์มมิเตอร์ (megohmmeter) ต่อคร่อมฉนวนของขดลวดหรือสิ่งที่ต้องการทดสอบ จ่ายแรงดันไฟฟ้าเป็นระยะเวลาที่แน่นอน ปกติจะเป็นเวลา 30 หรือ 60 วินาทีและอ่านค่า การทดสอบด้วยวิธีนี้จะใช้ได้เฉพาะเมื่ออุณหภูมิของขดลวดของอุปกรณ์ที่ต้องการวัดสูงกว่าจุดกลั่นตัวของไอน้ำเท่านั้น ในการวัดต้องบันทึกค่าอุณหภูมิของขดลวดไว้ด้วย เพื่อที่ให้สามารถปรับค่าตัวเลขที่อ่านเป็นค่าที่อุณหภูมิฐานคือ 20OC

การอธิบายผลที่วัดได้ ปกติค่าที่วัดได้จะเทียบกับค่ามาตรฐานของบริภัณฑ์นั้นซึ่งอาจเป็นค่าที่ผูผลิตกำหนด หรือค่าตามที่กำหนดในมาตรฐานฯ ต่าง ๆ เป็นการเปรียบเทียบว่าสูงหรือต่ำกว่าเท่านั้น แต่จะไม่สามารถบอกถึงคุณภาพของฉนวนไฟฟ้าได้ ใน NFPA 70B “Recommended Practice for Electrical Equipment Maintenance” แนะนำค่าความต้านทานฉนวนสำหรับเครื่องจักรกลชนิดหมุนสำหรับการอ่านค่าที่เวลา 60 วินาทีไว้ว่า

ในการหาคุณภาพของฉนวนจำเป็นต้องมีข้อมูลในอดีตประกอบ ซึ่งต้องเป็นการวัดที่เงื่อนไขเดียวกันและที่อุณหภูมิฐานเดียวกัน วิธีที่ดีคือเขียนลงกราฟเพื่อแสดงแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงดังในรูปที่ 1 ซึ่งจะเห็นว่าค่าความเป็นฉนวนที่วัดได้ลดลงทุกปี แต่ในปี 2557 แสดงการลดลงอย่างรวดเร็ว และถึงแม้ว่าค่าที่ได้จะสูงกว่าค่ามาตรฐานก็ตาม แต่จะสามารถพยากรณ์ได้ว่าฉนวนนี้จะใช้งานได้อีกไม่นาน จำเป็นต้องวางแผนบำรุงรักษา

2. วิธีทดสอบแบบเวลา-ความต้านทาน วิธีนี้เป็นการทดสอบที่ไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ โดยปกติแล้วจะสามารถให้คำตอบเลยได้โดยไม่ต้องอาศัยค่าที่บันทึกจากการทดสอบในอดีต วิธีนี้อาศัยหลักการพื้นฐานของ absorption effect ของฉนวนที่ดีเปรียบเทียบกับความชื้นและความสกปรกของฉนวน ทำง่าย ๆ โดยการอ่านค่าความต้านทานฉนวนที่เวลาต่าง ๆ แล้วจดบันทึกค่ามีเขียนเป็นเส้นกราฟ ตามที่แสดงในรูปที่ 2 ข้อได้เปรียบสำหรับวิธีการทดสอบแบบนี้คือจะให้ภาพที่ชัดเจนกว่า

การทดสอบแบบเวลา-ความต้านทาน ไม่ขึ้นกับขนาดของอุปกรณ์ การเพิ่มขึ้นของค่าความต้านทานของฉนวนที่สะอาดและแห้งจะเกิดในลักษณะเดียวกันไม่ว่ามอเตอร์จะมีขนาดใหญ่หรือเล็กก็ตาม จากเหตุผลดังกล่าวจะทำให้เราสามารถเปรียบเทียบมอเตอร์ต่าง ๆ และสร้างเป็นค่ามาตรฐานขึ้นใหม่ได้โดยไม่ต้องคำนึงถึงขนาดแรงม้าของมอเตอร์

ฉนวนที่ดีจะแสดงค่าความต้านทานที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและต่อเนื่อง (ดูเส้นฉนวน A) สำหรับเส้นฉนวน B ค่าความต้านทานจะเพิ่มขึ้นช้ากว่าแสดงถึงคุณภาพฉนวนที่แย่กว่า

รูปที่ 2 แสดงความสัมพันระหว่างค่าความต้านทานฉนวนกับเวลา

ก. Dielectric Absorption Ratio (DAR) เป็นการหาอัตราส่วนของค่าความต้านทานที่เวลา 60 วินาทีกับ 30 วินาที เรียกสั้น ๆ ว่า DAR ซึ่งถ้าฉนวนดีค่าความต้านทานที่วัดได้จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว อัตราส่วนที่ได้จึงสูงกว่า เป็นวิธีหนึ่งในการประเมินสภาพของฉนวน

ข. Polarization Index (PI) เป็นการหาอัตราส่วนของค่าความต้านทานที่เวลา 10 นาทีกับ 1 นาที จะสามารถหาคุณภาพของฉนวนได้โดยไม่ต้องอาศัยค่าในอดีตเช่นกัน วิธีนี้เป็นที่นิยมใช้กันอย่างกว้างขวาง ใน IEEE 43-2000, "Recommended Practice for Testing insulation Resistance of Rotating Machinery." กำหนดค่าต่ำสุดของ PI สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับไว้สำหรับ Class A เท่ากับ 1.5, class B เท่ากับ 2.0, และClass C เท่ากับ 2.0 และใน NFPA 70B แนะนำค่าไว้ดังนี้

การวัดหรือทดสอบค่าความต้านทานฉนวนของบริภัณฑ์ไฟฟ้าเป็นสิ่งที่ช่างหรือวิศวกรไฟฟ้าปฏิบัติเป็นประจำ แต่เมื่อวัดได้แล้วจำเป็นต้องวิเคราะห์หรืออธิลายผลที่ได้จากการวัดให้ถูกต้องด้วย จากทั้ง 3 วิธีที่กล่าวข้างต้นจะสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับงานบำรุงรักษาและการตรวจสอบก่อนการใช้งานได้ และในทางปฏิบัติอาจใช้หลายวิธีประกอบกันก็ได้

 

ที่มา : EITPRBlog

Rate this item
(0 votes)
Login to post comments