วิธีการทดสอบใดบ้างที่รับประกันความน่าเชื่อถือของบุชชิงแบบ GIS

ความน่าเชื่อถือของไบชิง GIS ของท่านส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพโดยรวมและความปลอดภัยของระบบสวิตช์เกียร์แบบฉนวนด้วยก๊าซ ไบชิงที่มีข้อบกพร่อง ฉนวนกันซึม GIS อาจทำให้ฉนวนไฟฟ้าเสื่อมประสิทธิภาพ ลดประสิทธิภาพในการดำเนินงาน และก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการหยุดทำงานที่ส่งผลต้นทุนสูงทั่วทั้งเครือข่ายการจ่ายไฟฟ้าของท่าน การเข้าใจและนำวิธีการทดสอบที่เหมาะสมไปปฏิบัติเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของไบชิง GIS ตลอดอายุการใช้งานจริง บทความนี้จะกล่าวถึงโปรโตคอลการทดสอบที่สำคัญ ซึ่งหน่วยงานสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าและสถานประกอบการภาคอุตสาหกรรมใช้ในการตรวจสอบประสิทธิภาพของไบชิง GIS และป้องกันไม่ให้เกิดความล้มเหลวอย่างไม่คาดฝันในสภาพแวดล้อมแรงดันสูง

การทดสอบบุชชิงระบบ GIS ประกอบด้วยขั้นตอนพิเศษหลายขั้นตอนที่ประเมินคุณลักษณะด้านไฟฟ้า ความร้อน และเชิงกลภายใต้สภาวะการใช้งานที่จำลองและจริง กระบวนการทดสอบเหล่านี้สอดคล้องกับมาตรฐานสากล เช่น ข้อกำหนดของ IEC และ IEEE เพื่อให้มั่นใจว่าบุชชิงระบบ GIS ทุกตัวจะผ่านเกณฑ์ประสิทธิภาพที่เข้มงวดก่อนติดตั้งและระหว่างช่วงการบำรุงรักษาตามปกติ การดำเนินการทดสอบบุชชิงระบบ GIS อย่างเป็นระบบช่วยลดความเสี่ยงของการล้มเหลว ยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ และรักษาความสอดคล้องกับมาตรฐานความปลอดภัยของอุตสาหกรรม แนวทางการตรวจสอบและยืนยันบุชชิงระบบ GIS อย่างครอบคลุมนี้ช่วยคุ้มครองการลงทุนของท่านและรับประกันความน่าเชื่อถือของระบบจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง

การทดสอบด้านไฟฟ้าของประสิทธิภาพบุชชิงระบบ GIS

การประเมินความแข็งแรงฉนวนภายใต้แรงดันสูง

การทดสอบความต้านทานฉนวนเป็นหนึ่งในการประเมินที่สำคัญที่สุดสำหรับระบบบุชชิ่ง GIS ทุกระบบ การทดสอบนี้จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าอย่างค่อยเป็นค่อยไปผ่านโครงสร้างฉนวนของบุชชิ่ง เพื่อกำหนดค่าแรงดันที่ทำให้เกิดการลัดวงจรและค่าแรงดันสูงสุดที่บุชชิ่งสามารถทนได้ วิศวกรดำเนินการประเมินบุชชิ่ง GIS ภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการที่ควบคุมอย่างเข้มงวด โดยเฝ้าสังเกตสัญญาณของการปล่อยประจุบางส่วนหรือการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้า ซึ่งอาจบ่งชี้ถึงข้อบกพร่องภายใน บุชชิ่ง GIS ต้องรักษาสมบัติฉนวนให้คงที่ตลอดช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ระบุไว้ รวมทั้งระยะปลอดภัยที่กำหนดไว้โดยทั่วไปคือ 150 เปอร์เซ็นต์ของแรงดันไฟฟ้าในการใช้งานจริง สำหรับการทดสอบรับรองก่อนส่งมอบจากโรงงาน

การตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วนระหว่างการทดสอบปลอกแบบ GIS ช่วยเปิดเผยข้อบกพร่องระดับจุลภาคในวัสดุฉนวน ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างรุนแรงในอนาคต อุปกรณ์ทดสอบสมัยใหม่สามารถวัดขนาด ความถี่ และมุมเฟสของการปล่อยประจุ เพื่อประเมินระดับความรุนแรงของความผิดปกติภายในได้อย่างแม่นยำ ปลอกแบบ GIS ที่มีกิจกรรมการปล่อยประจุบางส่วนสูงเกินไปจะถูกปฏิเสธในการทดสอบที่โรงงาน จึงป้องกันไม่ให้หน่วยงานที่มีปัญหาเข้าสู่การติดตั้งจริงในสนาม แนวทางเชิงป้องกันนี้ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายให้กับหน่วยงานสาธารณูปโภคจากการเปลี่ยนแปลงฉุกเฉินและเหตุการณ์ด้านความปลอดภัยที่เกิดจากความล้มเหลวของฉนวน

การวิเคราะห์ความต้านทานฉนวนและความชื้น

การวัดค่าความต้านทานฉนวนให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสภาพโดยรวมของคุณสมบัติทางไฟฟ้าของไบชิง GIS และความสามารถในการต้านทานการแทรกซึมของความชื้น ช่างเทคนิคใช้มิเตอร์เมกะโอห์มในการทดสอบไบชิง GIS ที่แรงดันไฟฟ้าเฉพาะ ซึ่งมักจะเป็น 500 โวลต์ หรือ 1000 โวลต์ ขึ้นอยู่กับระดับแรงดันของไบชิง ผลลัพธ์ที่ได้จะถูกเปรียบเทียบกับค่าอ้างอิงมาตรฐานสำหรับไบชิง GIS แบบเดียวกัน เพื่อระบุสัญญาณผิดปกติหรือการเสื่อมสภาพ ค่าความต้านทานฉนวนที่ต่ำในไบชิง GIS อาจบ่งชี้ถึงการปนเปื้อน การดูดซึมความชื้น หรือความเสียหายภายในที่จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขทันที

การวิเคราะห์ปริมาณน้ำในวัสดุฉนวนของบูชชิงระบบ GIS ใช้วิธีไทเทรตแบบคาร์ล ฟิชเชอร์ ซึ่งเป็นเทคนิคทางเคมีที่แม่นยำในการวัดระดับความชื้นทั้งในส่วนของฉนวนแข็งและส่วนของของเหลวใด ๆ ความชื้นเกินขีดจำกัดในบูชชิงระบบ GIS จะทำให้สมบัติทางไฟฟ้าเสื่อมลง และเร่งกระบวนการเสื่อมสภาพ การกำหนดขั้นตอนการทดสอบระบุค่าความชื้นสูงสุดที่ยอมรับได้สำหรับบูชชิงแต่ละชนิด เพื่อให้มั่นใจว่าจะมีการติดตั้งเฉพาะบูชชิงที่ผ่านการอบแห้งอย่างเหมาะสมเท่านั้น การควบคุมความชื้นนี้มีความสำคัญยิ่งโดยเฉพาะกับบูชชิงระบบ GIS ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง หรือในพื้นที่ที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างมาก

ขั้นตอนการทดสอบด้านความร้อนและเชิงกล

การประเมินการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบวงจร

การทดสอบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิใช้ยืนยันว่าบุชชิงแบบ GIS สามารถระบายความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำได้อย่างปลอดภัย โดยไม่เกินขีดจำกัดอุณหภูมิที่ออกแบบไว้ ซึ่งจะนำกระแสโหลดมาใช้กับบุชชิงแบบ GIS เป็นระยะเวลาหนึ่งอย่างต่อเนื่อง ขณะเดียวกันก็ตรวจวัดอุณหภูมิที่ผิวและแกนกลางอย่างต่อเนื่องด้วยเทอร์โมคัปเปิลและเซนเซอร์อินฟราเรด บุชชิงแบบ GIS ต้องแสดงสมรรถนะทางความร้อนที่มีเสถียรภาพ โดยอุณหภูมิจะต้องคงที่อยู่ต่ำกว่าข้อกำหนดสูงสุดที่ออกแบบไว้ การทดสอบนี้รับประกันว่ากระแสไฟฟ้าในภาวะการใช้งานปกติจะไม่ก่อให้เกิดจุดร้อนหรือเร่งการเสื่อมสภาพของฉนวนอันเนื่องมาจากความเครียดจากความร้อน

การทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบเป็นวงจร คือ การนำบุชชิงของระบบ GIS ไปผ่านการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซ้ำๆ เพื่อเลียนแบบการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลและสภาวะการใช้งานที่แตกต่างกัน บุชชิงของระบบ GIS จะถูกทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิระหว่างขีดจำกัดสุดขั้ว โดยปกติจะเริ่มจากการแช่เย็นอย่างเต็มที่ แล้วจึงนำไปใช้งานภายใต้กระแสไฟฟ้าที่ทำให้เกิดความร้อน ซึ่งดำเนินการซ้ำหลายรอบ การประเมินบุชชิงของระบบ GIS ด้วยวิธีนี้สามารถระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้น เช่น ความล้มเหลวเชิงกล ปัญหาความสมบูรณ์ของซีล หรือการแยกตัวของวัสดุ ซึ่งอาจเกิดจากอัตราการขยายตัวเนื่องจากความร้อนที่ไม่เท่ากัน หน่วยงานที่ผ่านการทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบเป็นวงจรนี้ แสดงให้เห็นถึงโครงสร้างเชิงกลที่แข็งแรงและสาระสำคัญของวัสดุที่เข้ากันได้ดี ซึ่งจำเป็นต่อความน่าเชื่อถือในระยะยาวเมื่อใช้งานจริง

ความต้านทานต่อแรงเครื่องจักรและการสั่นสะเทือน

การทดสอบการสั่นสะเทือนเชิงกลช่วยให้มั่นใจว่าฉนวนแบบ GIS จะยังคงมีความแข็งแรงทางโครงสร้างเมื่อต้องรับแรงสั่นสะเทือนระหว่างการใช้งานจริง ซึ่งเกิดจากเหตุการณ์เปิด-ปิดวงจร กระแสลัดวงจร และแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ฉนวนแบบ GIS จะถูกติดตั้งบนโต๊ะสั่นสะเทือนแล้วสัมผัสกับความถี่และแอมพลิจูดที่จำลองสภาวะการทำงานจริงของระบบไฟฟ้า วิศวกรจะตรวจสอบฉนวนแบบ GIS อย่างต่อเนื่องเพื่อหาสัญญาณของการคลายตัวเชิงกล การเคลื่อนตัวของขั้วต่อ หรือความล้าของโครงสร้างในระหว่างการทดสอบนี้ ฉนวนแบบ GIS ที่มีการออกแบบอย่างแข็งแกร่งจะต้องสามารถทนต่อการเปิด-ปิดวงจรได้นับพันครั้ง รวมทั้งแรงแม่เหล็กไฟฟ้าชั่วคราว โดยไม่เกิดการคลายตัวของขั้วต่อหรือการเคลื่อนตัวภายใน

การทดสอบแรงอัดและแรงดึงเชิงกลของวัสดุปลอกแบบ GIS ให้ข้อมูลเกี่ยวกับความแข็งแรงของวัสดุ ความยืดหยุ่น และจุดที่วัสดุล้มเหลวภายใต้สภาวะความเครียดสูงสุด การทดสอบเหล่านี้ยืนยันว่าส่วนตัวฉนวนของปลอกแบบ GIS ซึ่งทำจากพอร์ซเลนหรือวัสดุคอมโพสิตสามารถทนต่อแรงกระแทกเชิงกล แรงที่เกิดขึ้นระหว่างการติดตั้ง และแรงที่เกิดจากการบำรุงรักษาตามปกติได้โดยไม่แตกร้าวหรือแยกชั้น ปลอกแบบ GIS ที่ผ่านการทดสอบเชิงกลอย่างครอบคลุมแสดงถึงคุณภาพในการผลิตที่เหนือกว่าและความทนทานสูงสำหรับการใช้งานจริงในสนามเป็นระยะเวลายาวนานหลายทศวรรษ

การทดสอบเพื่อรับรองที่โรงงานและการตรวจสอบในสถานที่

ระเบียบวิธีการทดสอบเพื่อรับรองที่โรงงาน

การทดสอบรับรองที่โรงงาน (FAT) คือชุดการตรวจสอบและยืนยันความสมบูรณ์ทั้งหมดที่ดำเนินการก่อนที่ไจเอส บุชชิง (GIS bushing) จะออกจากโรงงานผลิต ไจเอส บุชชิง ทุกตัวจะผ่านการตรวจสอบด้านไฟฟ้า ความร้อน กลศาสตร์ และมิติ ตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง เช่น IEC 60137 สำหรับบุชชิงแบบคาปาซิทีฟ หรือข้อกำหนด API 5L สำหรับการใช้งานพิเศษ ไจเอส บุชชิง แต่ละตัวจะมีเอกสารประกอบอย่างละเอียด ได้แก่ รายงานผลการทดสอบ ภาพถ่ายความร้อน และเส้นโค้งประสิทธิภาพ ซึ่งจะถูกจัดเก็บไว้เป็นส่วนหนึ่งของประวัติทางเทคนิคถาวรของอุปกรณ์ ผลลัพธ์ FAT แบบครอบคลุมเหล่านี้ทำให้ผู้ซื้อมั่นใจได้ว่า ไจเอส บุชชิง แต่ละตัวสอดคล้องกับข้อกำหนดในสัญญาและรับประกันประสิทธิภาพตามที่ระบุ

รายงานการทดสอบก่อนส่งมอบ (FAT) สำหรับบุชชิงระบบ GIS ประกอบด้วยค่าการวัดพื้นฐานที่ใช้ในการทดสอบภาคสนามในอนาคต เพื่อระบุแนวโน้มการเสื่อมสภาพตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ ข้อกำหนดในการจัดซื้อควรระบุอย่างชัดเจนว่าต้องมีเอกสารการทดสอบที่โรงงานครบถ้วนสำหรับบุชชิงระบบ GIS ก่อนยอมรับการส่งมอบ เอกสารดังกล่าวมีคุณค่าอย่างยิ่งต่อการวิเคราะห์หาสาเหตุของปัญหา การเรียกร้องสิทธิภายใต้การรับประกัน และการวางแผนบำรุงรักษาตลอดระยะเวลาการให้บริการของบุชชิงระบบ GIS องค์กรที่บังคับใช้ข้อกำหนด FAT อย่างเข้มงวดสำหรับการจัดซื้อบุชชิงระบบ GIS ทั้งหมด จะประสบปัญหาความล้มเหลวในสนามน้อยลง และบรรลุผลลัพธ์ที่ดีกว่าในการจัดการสินทรัพย์ระยะยาว

การเดินระบบและการทดสอบบำรุงรักษาเป็นระยะที่สถานที่ติดตั้ง

การทดสอบการส่งมอบฉนวนแบบ GIS หลังติดตั้งเสร็จสิ้น เพื่อยืนยันว่าสภาพแวดล้อมในสนามไม่ได้ก่อให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์ระหว่างการขนส่งหรือขั้นตอนการติดตั้ง ซึ่งการทดสอบที่สำคัญ ได้แก่ การวัดค่าความต้านทานฉนวน การวิเคราะห์ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ และการเปรียบเทียบค่าความจุกับข้อมูลการทดสอบจากโรงงาน หากพบว่าค่าที่วัดได้จากฉนวนแบบ GIS นั้นมีความเบี่ยงเบนอย่างมีนัยสำคัญจากค่าอ้างอิงที่วัดไว้ที่โรงงาน อาจจำเป็นต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนก่อนนำเข้าสู่การจ่ายไฟ การทดสอบการส่งมอบหน้างานนี้ช่วยป้องกันความล้มเหลวในระยะเริ่มต้น ซึ่งหากตรวจพบเพียงหลังจากที่ฉนวนแบบ GIS เข้าสู่การใช้งานตามปกติแล้ว จะส่งผลร้ายแรงอย่างยิ่ง

การทดสอบการบำรุงรักษาเป็นระยะของบุชชิงแบบ GIS ตลอดอายุการใช้งานจะช่วยให้ตรวจพบสัญญาณเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับการเสื่อมสภาพหรือปัญหาที่กำลังเกิดขึ้น ซึ่งจำเป็นต้องมีการดำเนินการแก้ไข การทดสอบความต้านทานฉนวน ค่าแฟกเตอร์กำลัง และแนวโน้มค่าความจุทุกหนึ่งหรือสองปี จะช่วยระบุรูปแบบการรั่วซึมของความชื้น การปนเปื้อน หรือการเสื่อมสภาพของวัสดุในบุชชิงแบบ GIS ก่อนที่ปัญหาเหล่านั้นจะลุกลามจนถึงระดับวิกฤต การทดสอบบุชชิงแบบ GIS ภาคสนามสามารถทำได้โดยใช้อุปกรณ์พกพาในช่วงเวลาที่กำหนดไว้สำหรับการบำรุงรักษา องค์กรผู้ให้บริการไฟฟ้าที่ดำเนินการโปรแกรมการทดสอบบุชชิงแบบ GIS อย่างเข้มงวดเป็นระยะ ๆ จะสามารถยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์และหลีกเลี่ยงความล้มเหลวอย่างรุนแรงที่อาจทำให้การจ่ายไฟฟ้าแก่ลูกค้าสำคัญหยุดชะงัก

คำถามที่พบบ่อย

ตัวชี้วัดหลักใดบ้างที่บ่งชี้ว่าบุชชิงแบบ GIS จำเป็นต้องได้รับการทดสอบหรือเปลี่ยนใหม่

ตัวบ่งชี้เชิงภาพ เช่น รอยร้าว ชิ้นส่วนเซรามิกหลุดลอก ความเสียหายของซีล หรือการรั่วของน้ำมัน แสดงว่าไกส์บูชชิง (GIS bushing) จำเป็นต้องได้รับการประเมินทันที ตัวบ่งชี้ด้านไฟฟ้า ได้แก่ ค่าการปล่อยประจุบางส่วน (partial discharge) ที่สูงผิดปกติ ความต้านทานฉนวนที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ หรือค่าแฟกเตอร์กำลัง (power factor) ที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับแนวโน้มในอดีต ตัวบ่งชี้ด้านความร้อน เช่น จุดร้อนที่ตรวจพบจากการสแกนด้วยกล้องอินฟราเรด หรืออุณหภูมิผิวที่สูงขึ้นภายใต้สภาวะกระแสโหลด บ่งชี้ถึงปัญหาภายในไกส์บูชชิง (GIS bushing) การปรากฏร่วมกันของสัญญาณเตือนใด ๆ ทั้งเชิงภาพ เชิงไฟฟ้า หรือเชิงความร้อน จำเป็นต้องดำเนินการทดสอบอย่างครอบคลุม เพื่อพิจารณาว่าไกส์บูชชิง (GIS bushing) ยังสามารถปฏิบัติงานต่อไปได้อย่างปลอดภัยหรือไม่ หรือจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่

ควรดำเนินการทดสอบไกส์บูชชิง (GIS bushing) บ่อยแค่ไหนในระบบไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่

สถานที่ใช้พลังงานส่วนใหญ่และโรงงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ดำเนินการทดสอบบูชชิ่งระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) อย่างครอบคลุมทุกสองปี สำหรับการใช้งานที่สำคัญเป็นพิเศษอาจมีการทดสอบทุกปีหรือทุกสองครั้งต่อปี ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและระดับความเครียดจากการปฏิบัติงาน บูชชิ่งระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) ที่ติดตั้งใหม่จำเป็นต้องผ่านการทดสอบในขั้นตอนการส่งมอบก่อนจ่ายไฟ และต้องมีการทดสอบบำรุงรักษาครั้งแรกภายในสิบสองเดือนหลังเริ่มใช้งานจริง ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ละอองเกลือจากทะเล ฝุ่นละอองจากโรงงานอุตสาหกรรม ความชื้นสูง หรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรง อาจจำเป็นต้องลดช่วงเวลาการทดสอบบูชชิ่งระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) ให้ถี่ขึ้น โปรแกรมการบำรุงรักษาควรรวมการวิเคราะห์น้ำมันตามปกติสำหรับบูชชิ่งระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) ที่ใช้น้ำมันเป็นสื่อ และการสำรวจภาพความร้อนเป็นประจำเพื่อตรวจจับปัญหาที่กำลังเกิดขึ้นก่อนถึงรอบเวลาการบำรุงรักษาที่กำหนดไว้

วิธีการทดสอบภาคสนามสามารถให้ระดับความเชื่อมั่นเทียบเท่ากับการทดสอบรับรองก่อนส่งมอบจากโรงงานสำหรับบูชชิ่งระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) ได้หรือไม่

การทดสอบในสนามของฉนวนแบบ GIS ให้ข้อมูลแนวโน้มที่ยอดเยี่ยมและสัญญาณเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับการเสื่อมสภาพ แต่ไม่สามารถจำลองเงื่อนไขการทดสอบในโรงงานได้ครบถ้วนทั้งหมด เนื่องจากข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมและอุปกรณ์ การทดสอบในโรงงานสำหรับฉนวนแบบ GIS รวมถึงการทดสอบที่ทำให้เกิดความเสียหาย ภาวะแวดล้อมสุดขั้ว และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องตลอดระยะเวลาที่กำหนด ซึ่งไม่สามารถดำเนินการกับอุปกรณ์ที่ติดตั้งแล้วได้อย่างปลอดภัย อย่างไรก็ตาม การทดสอบในสนามเป็นระยะของฉนวนแบบ GIS ผ่านการวัดค่าความต้านทานฉนวน การวิเคราะห์ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ และการตรวจสอบการปล่อยประจุบางส่วน ให้ข้อมูลเพียงพอในการติดตามแนวโน้มสภาพและระบุปัญหาได้ก่อนที่จะเกิดความล้มเหลวขั้นวิกฤติอย่างชัดเจน การผสานข้อมูลการรับรองจากโรงงานเข้ากับการทดสอบในสนามอย่างเป็นระบบ จะสร้างโปรแกรมการตรวจสอบวงจรชีวิตโดยรวม เพื่อความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของฉนวนแบบ GIS