การบำรุงรักษาและการจัดการ Busbar Insulator

1. ก. คืออะไร ฉนวนบัสบาร์ และเหตุใดจึงสำคัญ?

อัน ฉนวนบัสบาร์ เป็นองค์ประกอบสำคัญในระบบจำหน่ายไฟฟ้า โดยทั่วไปจะทำจากทองแดงหรืออลูมิเนียม และใช้เพื่อรองรับและแยกบัสบาร์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ฉนวนเหล่านี้ป้องกันข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า เช่น การลัดวงจร ความโค้ง และการรั่วไหล โดยการแยกตัวนำที่มีไฟฟ้าและชิ้นส่วนโลหะที่ต่อสายดินอย่างปลอดภัย

วัสดุทั่วไป ได้แก่ อีพอกซีเรซิน พอร์ซเลน และโพลีเมอร์คอมโพสิต ซึ่งได้รับการเลือกใช้เนื่องจากมีความแข็งแรงและความทนทานเป็นฉนวนสูง การออกแบบจะแตกต่างกันไป เช่น ทรงกระบอก ทรงกรวย หรือหน้าแปลน ขึ้นอยู่กับระดับแรงดันไฟฟ้า การสัมผัสสิ่งแวดล้อม และความเค้นเชิงกล

ฉนวนบัสบาร์ทำหน้าที่สองอย่าง: รับประกันความเป็นฉนวนไฟฟ้าและให้ความเสถียรทางกลในสวิตช์เกียร์ ตู้ควบคุม และแผงหน้าปัด ออกแบบมาให้ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะความร้อน ความชื้น การสั่นสะเทือน และการกัดกร่อน

การบำรุงรักษาที่เหมาะสมและการเลือกฉนวนคุณภาพสูงถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความปลอดภัยของระบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งาน เช่น แผงสวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ ตู้ UPS และบัสดักส์อุตสาหกรรม การละเลยสิ่งนี้อาจนำไปสู่ความล้มเหลวก่อนเวลาอันควรหรือการหยุดทำงานของการปฏิบัติงาน

คู่มือนี้นำเสนอขั้นตอนการปฏิบัติสำหรับการตรวจสอบ การทดสอบ และการป้องกันฉนวนบัสบาร์เพื่อยืดอายุการใช้งานและลดอันตรายทางไฟฟ้า

2. การตรวจสอบตามปกติของฉนวนบัสบาร์

การตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอมีความจำเป็นมาก สามารถตรวจสอบและแก้ไขปัญหาได้ทันท่วงที ในขั้นตอนนี้ เราสามารถใช้การตรวจสอบด้วยสายตาเป็นประจำเพื่อดูว่ารูปลักษณ์โดยรวมของฉนวนนั้นดีหรือไม่ และตำแหน่งของฉนวนและบัสบาร์นั้นถูกต้องหรือไม่ หากพบว่าฉนวนบัสบาร์แตก ผิดรูป หรือมีอายุในระหว่างการตรวจสอบ เราควรเปลี่ยนฉนวนให้ทันเวลาเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถเป็นฉนวนที่ดีและรองรับบัสบาร์ได้ ที่ในเวลาเดียวกัน สามารถเสริมการเชื่อมต่อที่หลวมระหว่างบัสบาร์และฉนวนได้เพื่อให้แน่ใจว่าฉนวนบัสบาร์มีการสัมผัสกับบัสบาร์ได้ดีและให้ฉนวนที่มีประสิทธิภาพ

3. การทดสอบประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของฉนวนบัสบาร์

ความสมบูรณ์ทางไฟฟ้าเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่สำคัญที่สุดสำหรับฉนวนบัสบาร์ บทบาทหลักของมันคือการป้องกันการไหลของกระแสที่ไม่ต้องการระหว่างบัสบาร์และโครงสร้างที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าโดยรอบ ซึ่งอาจนำไปสู่การเกิดประกายไฟ อุปกรณ์เสียหาย หรือระบบขัดข้อง

เทคนิคการทดสอบมาตรฐาน

วิธีการทั่วไปในการประเมินประสิทธิภาพของฉนวนคือการทดสอบความต้านทานของฉนวน ซึ่งโดยทั่วไปจะดำเนินการโดยใช้ Megger (เครื่องทดสอบฉนวน) การทดสอบนี้วัดความต้านทานของฉนวนต่อกระแสรั่วไหล:

• สำหรับระบบแรงดันไฟฟ้าต่ำ (สูงถึง 1,000V) ให้ใช้ Megger DC 500V โดยมีความต้านทานขั้นต่ำที่ยอมรับได้โดยทั่วไป ≥ 100 MΩ
• สำหรับระบบไฟฟ้าแรงปานกลางถึงสูง จะใช้ Megger 2500V หรือ 5kV และความต้านทานควรเกิน ≥ 1000 MΩ

เกณฑ์มาตรฐานความต้านทานเหล่านี้สอดคล้องกับ ไออีซี 61439 สำหรับชุดสวิตช์เกียร์และ ANSI/IEEE C37.23 สำหรับการกำหนดค่าบัสที่หุ้มด้วยโลหะ

เคล็ดลับ: ทำความสะอาดพื้นผิวของฉนวนรองรับบัสบาร์เสมอก่อนการทดสอบเพื่อขจัดฝุ่นหรือความชื้นที่อาจบิดเบือนการอ่าน

ข้อมูลเชิงลึกการวินิจฉัยที่สำคัญ

ความต้านทานของฉนวนที่ลดลงอาจบ่งบอกถึง:

• การเสื่อมสภาพจากความร้อนหรือการเสื่อมสภาพของรังสียูวีในฉนวนอีพอกซีหรือโพลีเมอร์
• การปนเปื้อนบนพื้นผิวจากเกลือ ฝุ่น หรือความชื้น โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมชายฝั่งหรืออุตสาหกรรม
• ช่องว่างหรือรอยแตกภายในซึ่งอาจนำไปสู่การคายประจุบางส่วน
• ความเค้นทางกลหรือการติดตั้งที่ไม่เหมาะสม ส่งผลให้ไดอิเล็กทริกแตกตัวเมื่อเวลาผ่านไป

การตั้งค่าการทดสอบขั้นสูงอาจรวมถึง:

• การทดสอบดัชนีโพลาไรเซชัน (PI) เปรียบเทียบการอ่านค่าความต้านทาน 1 นาทีและ 10 นาทีเพื่อประเมินอายุของฉนวน
• การวัดความต้านทานที่แก้ไขด้วยอุณหภูมิ เพื่อให้มั่นใจว่าผลการทดสอบสะท้อนถึงสภาวะโลกแห่งความเป็นจริง

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการทดสอบทางไฟฟ้า

1. ปลดและแยกวงจรบัสบาร์
2. ทำความสะอาดพื้นผิวของฉนวนและจุดสัมผัสขั้วต่อ
3. เชื่อมต่อสาย Megger ระหว่างบัสบาร์และกราวด์
4. ใช้แรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 60 วินาทีแล้วบันทึกความต้านทาน
5. บันทึกข้อมูลเพื่อการวิเคราะห์แนวโน้ม

เกินความต้านทาน: การคายประจุบางส่วนและการทดสอบไดอิเล็กทริก

ในขณะที่การทดสอบของ Megger จะตรวจสอบฉนวนระดับพื้นผิว การทดสอบการคายประจุบางส่วน (PD) จะระบุช่องว่างหรือข้อบกพร่องภายในด้วยกล้องจุลทรรศน์ การทดสอบ PD มีความสำคัญในบัสบาร์แบบเคลือบหรือหลายชั้นที่ใช้ในระบบพลังงานหมุนเวียน เครื่องชาร์จ EV และตู้อินเวอร์เตอร์ประสิทธิภาพสูง

นอกจากนี้ การทดสอบ Hi-Pot (ศักย์ไฟฟ้าสูง) ยังเกี่ยวข้องกับการใช้ไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งปกติจะเป็นแรงดันไฟฟ้าใช้งาน 2x บวก 1kV เพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของไดอิเล็กตริกบนแผงกั้นฉนวน ตัวอย่างเช่น:

• ระบบ 480V อาจต้องมีการทดสอบ Hi-Pot ที่ 1960V DC (480V × 2 + 1000V)

บล็อกฉนวนบัสบาร์ที่มีประสิทธิภาพดีไม่ควรแสดงการพังหรือกระแสรั่วไหลผิดปกติ

4. การตรวจสอบการเชื่อมต่อฉนวนบัสบาร์

ความเสถียรของฉนวนบัสบาร์สามารถรับประกันฉนวนที่ดีระหว่างบัสบาร์และส่วนประกอบไฟฟ้าอื่น ๆ และรับประกันการทำงานของระบบ ดังนั้นเราควรตรวจสอบการยึดฉนวนบัสบาร์และการเชื่อมต่อกับบัสบาร์เป็นประจำ และตรวจสอบว่าฉนวนบัสบาร์และตัวยึดหลวม เคลื่อนย้าย หรือสึกกร่อนหรือไม่ หากพบปัญหาใดๆ จะต้องจัดการให้ทันเวลา เสริมกำลัง หรือทำความสะอาดเพื่อให้แน่ใจว่าฉนวนบัสบาร์สามารถทำงานได้ที่ดีที่สุด.

5. Busbar Insulators ป้องกันการกัดกร่อน

การป้องกันการกัดกร่อนของฉนวนบัสบาร์มีความสำคัญมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง แรงดันสูง หรือสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ฉนวนบัสบาร์อาจถูกสึกกร่อนได้ง่ายจากสภาพแวดล้อมเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของฉนวน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบและป้องกันฉนวนบัสบาร์อย่างสม่ำเสมอจากการกัดกร่อน นี่คือปัจจัยสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถให้ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนได้อย่างเสถียร ดังนั้นหากพบสิ่งสกปรกหรือฝุ่นละอองบนพื้นผิวของตัวเครื่องฉนวนในระหว่างการตรวจสอบจะต้องทำความสะอาดให้ทันเวลา สำหรับผู้ที่พื้นผิวบางส่วนลอกออกหรือชั้นป้องกันการกัดกร่อนเสียหาย ควรใช้ชั้นป้องกันการกัดกร่อนใหม่ทันเวลา หรือควรเปลี่ยนฉนวนบัสบาร์ใหม่

6. ฉนวนบัสบาร์: การตรวจสอบอุณหภูมิ

ตามสูตรทางคณิตศาสตร์ต่อไปนี้สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและความต้านทาน ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในวิทยาศาสตร์กายภาพและวัสดุศาสตร์ (R_T0 รับ 100MΩ, e คือฐานของลอการิทึมธรรมชาติ) เราคำนวณการเปลี่ยนแปลงของฉนวนบัสบาร์ด้วยอุณหภูมิ:

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของวัสดุฉนวน (β)	อุณหภูมิ (℃)	ค่าความต้านทาน R_T (MΩ)
0.04	20	100
	25	81.8
	30	67.0
	35	54.8
	40	44.9

จะเห็นได้ว่าประสิทธิภาพของฉนวนของฉนวนบัสบาร์จะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10°C ค่าความต้านทานของฉนวนจะลดลง 32.9% เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 20°C ค่าความต้านทานของฉนวนจะลดลง 55.1% ดังนั้นเราจึงต้องใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบอินฟราเรดหรือเทอร์โมมิเตอร์อื่นๆ เป็นประจำเพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของฉนวนบัสบาร์ โดยเฉพาะในระบบโหลดกระแสสูง เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปของฉนวนทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของฉนวนและลดประสิทธิภาพของฉนวน หากพบว่าอุณหภูมิของฉนวนบัสบาร์สูงเกินไป ให้ใช้มาตรการฉุกเฉิน เช่น การลดภาระ การตรวจสอบว่าจุดสัมผัสดีหรือไม่ และการปรับปรุงการระบายความร้อนสามารถดำเนินการได้เพื่อความปลอดภัยและเสถียรภาพของระบบ

7. การทำความสะอาดและการเปลี่ยนฉนวนบัสบาร์

การรักษาพื้นผิวของฉนวนบัสบาร์ให้สะอาดสามารถยืดอายุการใช้งานและรักษาเสถียรภาพของประสิทธิภาพได้ เมื่อเวลาผ่านไป ฉนวนบัสบาร์จะถูกปนเปื้อนด้วยฝุ่น เกลือ หรือสารมลพิษอื่น ๆ ในสิ่งแวดล้อม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำความสะอาดบล็อกฉนวนไฟฟ้าแรงต่ำเป็นประจำ คุณสามารถใช้ผ้าขี้ริ้วสะอาดหรือแปรงเล็กๆ กับผงซักฟอกระดับมืออาชีพเพื่อทำความสะอาดได้ หลีกเลี่ยงการใช้ผงซักฟอกที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือผงซักฟอกที่อาจทำให้พื้นผิวเคลือบของฉนวนเสียหายได้ สำหรับฉนวนนั้นไม่สามารถทำความสะอาดได้และส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของฉนวน เราจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ เพื่อให้ฉนวนบัสบาร์สามารถทำงานได้ดีที่สุด และปกป้องความปลอดภัยของบัสบาร์และส่วนประกอบทางไฟฟ้าอื่น ๆ

8. เอกสารประกอบ

การเก็บถาวรบันทึกการบำรุงรักษาแต่ละรายการถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการจัดการการปฏิบัติงานในระยะยาว การจัดหาบันทึกและการสนับสนุนข้อมูลที่จำเป็น และการจัดเตรียมความรู้เชิงปฏิบัติสำหรับการฝึกอบรมและการศึกษาในภายหลัง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าหลังการบำรุงรักษาแต่ละครั้ง ชิ้นส่วนบำรุงรักษา ปัญหาที่พบ มาตรการแก้ไข และผู้รับผิดชอบจะได้รับการบันทึกโดยละเอียดตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง

9. การฝึกอบรมและการศึกษา

ช่างเทคนิคควรได้รับการฝึกอบรมอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมระบบบัสบาร์ การระบุสัญญาณการเสื่อมสภาพในฉนวน การใช้เครื่องมือทดสอบอย่างถูกต้อง (เช่น เครื่องทดสอบความต้านทานฉนวน เครื่องถ่ายภาพความร้อน) และมาตรฐานความปลอดภัย เช่น ไออีซี 61439- การยกระดับทักษะเป็นประจำจะสนับสนุนการติดตั้งที่ปลอดภัย การวินิจฉัยที่เชื่อถือได้ และการแก้ไขข้อผิดพลาดที่เร็วขึ้น

10. การตรวจสอบอัจฉริยะของฉนวนบัสบาร์

ขณะนี้ระบบขั้นสูงนำเสนอการตรวจสอบแบบเรียลไทม์สำหรับฉนวนไฟฟ้าที่สำคัญโดยใช้เซ็นเซอร์แบบฝังหรืออุปกรณ์ IoT โมดูลเหล่านี้ติดตาม:

• อุณหภูมิพื้นผิว
• กระแสไฟรั่ว
• ความชื้นหรือฝุ่นสะสม

ด้วยการรวมข้อมูลดังกล่าวเข้ากับแพลตฟอร์ม SCADA หรือ EMS วิศวกรของโรงงานสามารถคาดการณ์ความล้มเหลวของฉนวนได้ก่อนที่จะเกิดข้อผิดพลาด การตรวจสอบอัจฉริยะช่วยเพิ่มอายุการใช้งานและความปลอดภัยของสินทรัพย์ในศูนย์ข้อมูล ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ และแผงสวิตช์ประสิทธิภาพสูง

บทสรุป

ฉนวนบัสบาร์ไม่ได้เป็นเพียงชิ้นส่วนแบบพาสซีฟเท่านั้น แต่ยังเป็นองค์ประกอบด้านความปลอดภัยและประสิทธิภาพที่สำคัญในระบบจำหน่ายไฟฟ้าทั้งหมด ตั้งแต่สวิตช์บอร์ดแบบโมดูลาร์ไปจนถึงการเดินสายไฟของบัสบาร์ จะต้องได้รับการตรวจสอบและบำรุงรักษาประสิทธิภาพอย่างสม่ำเสมอ

ด้วยการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอ การจัดการอุณหภูมิ เอกสารที่เหมาะสม และการฝึกอบรมอย่างมืออาชีพ คุณสามารถยืดอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของส่วนประกอบฉนวนบัสบาร์ของคุณได้อย่างมาก การใช้การตรวจสอบอัจฉริยะและการทดสอบมาตรฐาน IEC ถือเป็นก้าวต่อไปของระบบไฟฟ้าอัจฉริยะที่ปราศจากข้อผิดพลาด

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ฉนวนบัสบาร์คืออะไร?

ตอบ: ฉนวนบัสบาร์เป็นอุปกรณ์ฉนวนที่ใช้ในการรองรับและแก้ไขบัสบาร์ ซึ่งทำหน้าที่แยกทางไฟฟ้าและป้องกันการลัดวงจรของสาย

ถาม: ควรบำรุงรักษาฉนวนบัสบาร์บ่อยแค่ไหน?

ตอบ: โดยทั่วไป เราแนะนำให้ตรวจสอบและบำรุงรักษาทุกๆ 3-6 เดือน หากสภาพแวดล้อมรุนแรงเป็นพิเศษ ควรเพิ่มความถี่ในการตรวจสอบเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่มั่นคงของฉนวนบัสบาร์

ถาม: วัสดุของฉนวนบัสบาร์คืออะไร?

ตอบ: วัสดุของฉนวนบัสบาร์โดยทั่วไปคือเซรามิก แก้ว อีพอกซีเรซิน โพลีเมอร์ (วัสดุคอมโพสิต) ฯลฯ

--- จบ ---