หลักการของ Partial Discharge Detector คืออะไร?

Dec 23, 2025

การคายประจุบางส่วน (PD) คือการปล่อยประจุไฟฟ้าเฉพาะจุดที่เกิดขึ้นภายในวัสดุฉนวนหรือที่ส่วนต่อประสานระหว่างวัสดุฉนวนต่างๆ เมื่อความแรงของสนามไฟฟ้าเกินเกณฑ์ที่กำหนด เป็นปรากฏการณ์ทั่วไปในอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง และอาจทำให้ฉนวนเสียหายทีละน้อย ส่งผลให้อุปกรณ์ทำงานล้มเหลวและอาจเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยได้ เครื่องตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วนเป็นอุปกรณ์สำคัญที่ใช้ในการตรวจจับและวิเคราะห์สัญญาณการปล่อยประจุบางส่วน ซึ่งช่วยประเมินสภาพฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้า ในฐานะซัพพลายเออร์ของเครื่องตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วน ฉันจะเจาะลึกหลักการของเครื่องตรวจจับเหล่านี้ในบล็อกนี้

แนวคิดพื้นฐานของการคายประจุบางส่วน

ก่อนที่จะทำความเข้าใจหลักการของเครื่องตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วน จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทราบว่าการปล่อยประจุบางส่วนคืออะไร ในระบบฉนวนในอุดมคติ การกระจายสนามไฟฟ้ามีความสม่ำเสมอ และฉนวนสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้โดยไม่มีการคายประจุใดๆ อย่างไรก็ตาม ในสถานการณ์จริง เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น ข้อบกพร่องในการผลิต อายุ และความเครียดจากสิ่งแวดล้อม อาจมีช่องว่าง สิ่งเจือปน หรือการกระจายสนามไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอในฉนวน เมื่อความแรงของสนามไฟฟ้าในพื้นที่เหล่านี้ถึงค่าวิกฤติ ก๊าซหรือของเหลวในช่องว่างจะแตกตัวเป็นไอออน ส่งผลให้มีการคายประจุบางส่วน

การปล่อยประจุบางส่วนเป็นพัลส์ไฟฟ้าระยะสั้นที่สร้างผลกระทบทางกายภาพต่างๆ รวมถึงสัญญาณไฟฟ้า อะคูสติก แม่เหล็กไฟฟ้า และแสง สัญญาณเหล่านี้สามารถตรวจจับและวิเคราะห์เพื่อระบุการมีอยู่ ตำแหน่ง และความรุนแรงของการปล่อยบางส่วน

หลักการตรวจจับของเครื่องตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วน

หลักการตรวจจับทางไฟฟ้า

วิธีการตรวจจับทางไฟฟ้าเป็นหนึ่งในเทคนิคที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการตรวจจับการคายประจุบางส่วน ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าการปล่อยประจุบางส่วนจะสร้างพัลส์ไฟฟ้าที่สามารถวัดได้เป็นสัญญาณกระแสหรือแรงดันไฟฟ้า

วิธีตัวเก็บประจุแบบคัปปลิ้ง: ในวิธีนี้ ให้ต่อตัวเก็บประจุแบบคัปปลิ้งขนานกับวัตถุทดสอบ เมื่อมีการคายประจุบางส่วนในวัตถุทดสอบ การถ่ายโอนประจุทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวเก็บประจุแบบคัปปลิ้ง จากนั้นการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้านี้จะถูกตรวจพบโดยอิมพีแดนซ์การวัดที่เชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุแบบคัปปลิ้ง อิมพีแดนซ์ในการวัดจะแปลงการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าให้เป็นสัญญาณปัจจุบัน ซึ่งเครื่องตรวจจับจะขยายและประมวลผลเพิ่มเติม สัญญาณที่ตรวจพบสามารถใช้เพื่อกำหนดขนาดและความถี่ของการคายประจุบางส่วนได้ ตัวอย่างเช่นของเราHZJF - 9102 อุปกรณ์ทดสอบการปล่อยประจุบางส่วนแบบ Dual Channelใช้เทคโนโลยีการตรวจจับทางไฟฟ้าขั้นสูงพร้อมตัวเก็บประจุแบบคัปปลิ้งที่มีความแม่นยำสูงและการวัดอิมพีแดนซ์เพื่อตรวจจับสัญญาณการคายประจุบางส่วนอย่างแม่นยำ
วิธีการเชื่อมต่อโดยตรง: ในบางกรณี สามารถวัดกระแสคายประจุบางส่วนได้โดยตรงโดยการเชื่อมต่อวัตถุทดสอบเข้ากับเครื่องตรวจจับผ่านเส้นทางความต้านทานต่ำ วิธีนี้เหมาะสำหรับวัตถุทดสอบที่มีความจุค่อนข้างต่ำ วิธีการเชื่อมต่อโดยตรงสามารถให้การวัดกระแสคายประจุบางส่วนได้แม่นยำยิ่งขึ้น แต่ต้องพิจารณาอย่างรอบคอบเกี่ยวกับปัญหาการต่อลงดินและการรบกวน

หลักการตรวจจับเสียง

การตรวจจับเสียงเป็นอีกวิธีที่สำคัญในการตรวจจับการคายประจุบางส่วน เมื่อมีการคายประจุบางส่วนเกิดขึ้น มันจะสร้างคลื่นอัลตราโซนิกเนื่องจากการขยายตัวและการหดตัวอย่างรวดเร็วของก๊าซหรือของเหลวในช่องว่าง คลื่นอัลตราโซนิกเหล่านี้สามารถตรวจจับได้ด้วยเซ็นเซอร์เสียงที่วางอยู่บนพื้นผิวของวัตถุทดสอบ

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก: เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกที่ใช้ในเครื่องตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วนมักจะเป็นเซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริก เมื่อคลื่นอัลตราโซนิกกระทบกับองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก จะทำให้เกิดการเสียรูปทางกล ซึ่งจะสร้างสัญญาณไฟฟ้าตามสัดส่วนของความกว้างของคลื่นอัลตราโซนิก จากนั้นสัญญาณเสียงที่ตรวจพบจะถูกขยายและวิเคราะห์เพื่อระบุการมีอยู่และตำแหน่งของการปล่อยประจุบางส่วน การตรวจจับเสียงมีข้อดีคือไม่รุกราน และสามารถใช้เพื่อระบุตำแหน่งการปล่อยประจุบางส่วนในโครงสร้างที่ซับซ้อน ของเราHZ - 9003C เครื่องทดสอบการจ่ายประจุบางส่วนแบบมัลติฟังก์ชั่นแบบพกพาแบบพกพาติดตั้งเซ็นเซอร์เสียงความไวสูง ช่วยให้สามารถตรวจจับการคายประจุบางส่วนได้ที่ไซต์งานและแบบเรียลไทม์
ตำแหน่งการปล่อยเสียง: ด้วยการใช้เซ็นเซอร์เสียงหลายตัว ตำแหน่งของการปล่อยบางส่วนสามารถกำหนดได้โดยอิงตามความแตกต่างของเวลาที่มาถึง (TDOA) ของสัญญาณเสียงที่เซ็นเซอร์ต่างๆ วิธี TDOA คำนวณระยะห่างระหว่างแหล่งกำเนิดการคายประจุบางส่วนและเซ็นเซอร์แต่ละตัว จากนั้นใช้รูปสามเหลี่ยมเพื่อประมาณตำแหน่งของแหล่งกำเนิด

หลักการตรวจจับแม่เหล็กไฟฟ้า

การปล่อยประจุบางส่วนยังสร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความถี่วิทยุ (RF) อีกด้วย คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเหล่านี้สามารถตรวจจับได้ด้วยเซนเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้า เช่น เสาอากาศ

HZ-9003C Portable Handheld Multifunctional Partial Discharge Tester

การตรวจจับเสาอากาศ: เสาอากาศใช้เพื่อรับสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการปล่อยประจุบางส่วน จากนั้นสัญญาณที่ได้รับจะถูกขยายและวิเคราะห์เพื่อกำหนดลักษณะของการปล่อยประจุบางส่วน การตรวจจับแม่เหล็กไฟฟ้ามีข้อดีคือสามารถตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วนจากระยะไกลโดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรงกับวัตถุทดสอบ มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับการคายประจุบางส่วนในสวิตช์เกียร์ไฟฟ้าแรงสูงและหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง ของเราHZJF - 9104 เครื่องทดสอบการปล่อยประจุบางส่วนสี่ช่องสามารถติดตั้งเซนเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้มีความสามารถในการตรวจจับการคายประจุบางส่วนที่ครอบคลุม
การวิเคราะห์สเปกตรัมความถี่: สเปกตรัมความถี่ของสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับธรรมชาติของการปล่อยประจุบางส่วนได้ การปล่อยประจุบางส่วนประเภทต่างๆ อาจมีสเปกตรัมความถี่ที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถใช้เพื่อแยกแยะระหว่างแหล่งต่างๆ ของการปล่อยประจุบางส่วนและประเมินความรุนแรงได้

การประมวลผลและการวิเคราะห์สัญญาณ

เมื่อตรวจพบสัญญาณการคายประจุบางส่วนแล้ว จะต้องประมวลผลและวิเคราะห์เพื่อดึงข้อมูลที่เป็นประโยชน์

การขยายและการกรอง: สัญญาณที่ตรวจพบมักจะอ่อนมากและจำเป็นต้องขยายให้อยู่ในระดับที่ตรวจจับได้ ในขณะเดียวกันก็ใช้การกรองเพื่อกำจัดสัญญาณรบกวนและการรบกวนออกจากสัญญาณ ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน สูง และแบนด์พาสมักใช้เพื่อเลือกช่วงความถี่ที่สนใจ
การนับชีพจรและการวัดขนาด: จำนวนพัลส์การคายประจุบางส่วนและขนาดของพัลส์เป็นตัวแปรสำคัญในการประเมินความรุนแรงของการคายประจุบางส่วน การนับพัลส์สามารถใช้เพื่อติดตามกิจกรรมของการปล่อยประจุบางส่วนในช่วงเวลาหนึ่ง ในขณะที่การวัดขนาดสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานของเหตุการณ์การปล่อยประจุบางส่วนแต่ละรายการได้
เฟส - การวิเคราะห์การคายประจุบางส่วนที่แก้ไขแล้ว (PRPD): การวิเคราะห์ PRPD เป็นเครื่องมืออันทรงพลังสำหรับการวิเคราะห์การปล่อยประจุบางส่วน โดยจะพล็อตขนาดของพัลส์ดิสชาร์จบางส่วนเทียบกับมุมเฟสของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ การปล่อยประจุบางส่วนประเภทต่างๆ มีรูปแบบ PRPD ที่เป็นลักษณะเฉพาะ ซึ่งสามารถใช้เพื่อระบุแหล่งที่มาและประเภทของการปล่อยประจุบางส่วน

การใช้งานเครื่องตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วน

เครื่องตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วนใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงต่างๆ รวมถึงหม้อแปลงไฟฟ้า สวิตช์เกียร์ สายเคเบิล และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ด้วยการตรวจจับและติดตามการปล่อยประจุบางส่วน เครื่องตรวจจับเหล่านี้สามารถช่วยป้องกันความล้มเหลวของอุปกรณ์ ลดต้นทุนการบำรุงรักษา และปรับปรุงความน่าเชื่อถือของโครงข่ายไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้า: การตรวจจับการคายประจุบางส่วนถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง เนื่องจากการคายประจุบางส่วนอาจทำให้ฉนวนแตกและทำให้หม้อแปลงเสียหายได้ การทดสอบการคายประจุบางส่วนเป็นประจำสามารถตรวจพบสัญญาณเริ่มต้นของปัญหาฉนวน ทำให้สามารถบำรุงรักษาและเปลี่ยนใหม่ได้ทันเวลา
สวิตช์เกียร์: ในสวิตช์เกียร์ไฟฟ้าแรงสูง การปล่อยประจุบางส่วนอาจบ่งบอกถึงการเชื่อมต่อที่หลวม การเสื่อมสภาพของฉนวน หรือข้อบกพร่องอื่นๆ การตรวจจับการคายประจุบางส่วนในสวิตช์เกียร์สามารถช่วยรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้า

ติดต่อซื้อและให้คำปรึกษา

หากคุณสนใจเครื่องตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วนของเราหรือมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับการตรวจจับการปล่อยประจุบางส่วน โปรดติดต่อเรา ทีมงานมืออาชีพของเราพร้อมที่จะให้ข้อมูลผลิตภัณฑ์โดยละเอียดและการสนับสนุนทางเทคนิคแก่คุณ เราสามารถนำเสนอโซลูชันที่ปรับแต่งได้ตามความต้องการเฉพาะของคุณ เพื่อช่วยให้คุณตรวจจับและจัดการการคายประจุบางส่วนในอุปกรณ์ไฟฟ้าของคุณได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อ้างอิง

IEEE Std C57.127 - 2016, คู่มือ IEEE สำหรับการวัดการปล่อยประจุบางส่วนในหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังที่เติมของเหลว
IEC 60270:2000 เทคนิคการทดสอบไฟฟ้าแรงสูง - การวัดการปล่อยประจุบางส่วน
ทานากะ ต. และนากามูระ วาย. (2002) การวัดการปล่อยประจุบางส่วนและการวินิจฉัยฉนวนไฟฟ้า ธุรกรรม IEEE เกี่ยวกับไดอิเล็กทริกและฉนวนไฟฟ้า 9(6) 829 - 836