93
1

RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

1

Page 2: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

2

การออกแบบขวตอสายเคเบลแรงดนสงเพอใชทดสอบหาคา

ดสชารจบางสวนและพลงงานสญเปลาไดอเลกตรก

ของสายเคเบล XLPE ขนาดแรงดน24 kV

ภาควชาวศวกรรมไฟฟา คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร

หองปฏบตการวศวกรรมไฟฟาแรงสง

Page 3: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

3

การออกแบบขวตอสายเคเบลแรงดนสงเพอใชทดสอบหาคา

ดสชารจบางสวนและพลงงานสญเปลาไดอเลกตรก

ของสายเคเบล XLPE ขนาดแรงดน24 kV

ภาควชาวศวกรรมไฟฟา คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร

หองปฏบตการวศวกรรมไฟฟาแรงสง

Page 4: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

4

ลำาดบหวขอในการนำาเสนอ1. บทนำา

2. ทฤษฎพนฐานการเกดดสชารจบาง สวน (PD) 3. การออกแบบและสราง . . Cables

Terminator

5 . การทดสอบหาคา PD ของสายเคเบลXLPE 24 kV 6. การทดสอบหาคา Dielectric Loss ของ

สายเคเบล XLPE 24 kV7. บทสรป

4. การวเคราะหคา PD, C & tan Cables ของ Terminator

Page 5: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

5

บทท1 บทนำา

Page 6: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

6

1. บทนำา1.1 ความเปนมาและความสำาคญ

ของงานวจย 1) เพอการศกษาดานวศวกรรมไฟฟาแรงสง ในเรอง Partial Discharge

และ Dielectric Loss ทเกดขนภายในโครงสรางของฉนวนของสายเคเบล

2) งานวจยนจะเปนแนวทางใชในการออกแบบขวตอสายเคเบลแรงดนสง สำาหรบหองปฏบตการทางวศวกรรมไฟฟาแรงสง

3) งานวจยนยงเปนสวนหนงทชวยลดงบประมาณทสงในการนำาเขาขวตอ สายเคเบลแรงดนสงทผลตจากตางประเทศ

Page 7: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

7

1. บทนำา1.2 ความมงหมายและวตถประสงคของการศกษา

เนองจากประเทศไดมการพฒนาระบบสงจายกำาลง ไฟฟามากมาย สายเคเบลใตดนหรอ Underground

Cable จงเปนสวนหนงของระบบ การทดสอบหาคา PD และCapacitance and Dissipation Factor เพอคำานวณหาคาDielectric Loss

Page 8: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

8

1. บทนำา1.2 ความมงหมายและวตถประสงคของการศกษา

“ การตรวจสอบหาคา PD” ทเกดขนภายในสายเคเบลไมสามารถมองดวยตาเปลาไดเนองจากเปนลกษณะ

ของการเกดดสชารจภายในเนอฉนวน (Internal discharge)

Page 9: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

9

Power cables insulation defectsPower cables insulation defects

ตวอยางความเสยหายทเกดขนกบPower Cable

IEEE Dielectric&Insulation Magazine 1999

Page 10: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

10

แนวความคดทใชในการทำาวจย

565,000 บาท

303,000 บาท

590,000 บาท

Page 11: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

11

Page 12: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

12

Page 13: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

13

Page 14: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

14

Page 15: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

15

Page 16: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

16

เปรยบเทยบกบหลกการของงานวจยทมอยเดม

การใชฉนวนเหลวในการลดความเครยดสนาม

ไฟฟา

การใชฉนวนกาซในการลดความเครยดสนาม

ไฟฟา

Page 17: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

17

1. ออกแบบและสรางขวตอสายเคเบลแรงดนสง XLPE ทพกดแรงดน 24 kV/240 Sq.mm 2. วเคราะหหาคา PD และ Dielectric Loss ทขวตอ

สายเคเบล (High-Voltage Cable Terminator) 3 . วเคราะหหาคา PD และ Dielectric Loss ของสาย

เคเบลแรงดนสง XLPE 24 kV/240 Sq.mm

Page 18: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

18

บทท 2ทฤษฎพนฐานและ

การเกดดสชารจบาง สวน (PD)

Page 19: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

19

2. ทฤษฎพนฐานและการเกดดสชารจบาง สวน (PD)

2.รปท 1 สวนตางๆ ของสายเคเบลแรงสงฉนวนXLPE [21]

Page 20: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

20

2. ทฤษฎพนฐานการเกดดสชารตบางสวน(PD)

ลกษณะของไดอเลกตรกของฉนวนในสายเคเบลทมโพรงอากาศ

Page 21: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

21

2. ทฤษฎพนฐานการเกดดสชารตบางสวน(PD)

(A)

(B)

(C)

3 การเกดดสชารจแบง ลกษณะคอ(A) External Discharge หรอ Corona Discharge(B) Surface Discharge (C) Internal Discharge หรอPartial Discharge

Page 22: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

22

2. ทฤษฎพนฐานการเกดดสชารตบางสวน(PD)

cb

bAB

CCCVV

*

*Q=C Vc

Page 23: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

23

2. ทฤษฎพนฐานการเกดดสชารตบางสวน(PD)

bV คอแรงดนเบรคดาวนของโพรงอากาศหรอแกปrV คอแรงดนหลงการเบรคดาวนของโพรงอากาศหรอแกปvV คอคายอดของแรงดนครอมโพรงอากาศหรอแก ปถาไมมการเกดของPD เลย

ซงเทากบ )]CC/(C[ cbb เทาของคายอดของแรงดนครอมวสดทดสอบ

Page 24: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

24

วงจรพนฐานสำาหรบการตรวจจบดสชารจบางสวน

U คอแหลงจายแรงดนสง Ct คอวสดทดสอบCk คอตวเกบประจคบปลง Zm คออมพแดนซวดA คอวงจรขยายสญญาณ CRT คอภาคแสดงผลZ คอตวกรอง

Page 25: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

25

วงจรพนฐานสำาหรบการตรวจจบดสชารจบางสวน

ตามมาตรฐาน IEC Publication No. 270

2.10รปท วงจรทดสอบ ( )ดสชารจบางสวนแบบ ก ตามมาตรฐานIEC 270 [6] 18หนา

Page 26: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

26

การจำาแนกชนดของดสชารจบางสวนในสายเคเบล

) ง คารบอนแทรกภายในไดอเลกตรก) ค เศษวสดและสงเจอปนภายในไดอเลกตรก

) ข รอยแตกภายในไดอเลกตรก) ก โพรงอากาศทเกดขนในไดอเลกตรก

(ก) (ค)

(ข)(ง)

Page 27: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

27

การควบคมสนามไฟฟาของสายเคเบล

Cut end of ouster conducting layer

Inner conducting layer when present

Insulation XLPE CO

C1

Conductor

Surface element

Semiconductor

0

1CCEdUa

เมอUa คอแรงดนเรมตนของการเบรคดาวนระหวางฉนวนกบชนตวนำาทถกตดออก

C1 คอคาคาปาซแตนซระหวางชนตวนำาทถกตดออกไปกบฉนวน C0 คอคาคาปาซแตนซระหวางฉนวนกบตวนำา Ed คอคาความเครยดสนามไฟฟาเบรคดาวนทปลายชนของตวนำาทถกตดออก

Page 28: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

28

การควบคมสนามไฟฟาของสายเคเบลการกระจายสนาม

ไฟฟาเมอใช Stress cone

การกระจายสนามไฟฟาเมอใช

High Permittivity

Material

Page 29: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

29

การควบคมสนามไฟฟาของสายเคเบล

2.รปท 28 การแกไขสนามไฟฟาแบบRefractive stress control 2.รปท 27 การแกไขสนามไฟฟาแบบCapacitive stress control

รปท 2.27 รปท 2.28

Page 30: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

30

บทท 3การออกแบบและ

สราง H.V.Cables

Terminator

Page 31: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

31

3. การออกแบบและสราง . . Cables Terminator

สวนประกอบของขวตอสายเคเบล แรงดนสง แบงออกเปนดงน...

1. ขวตอตวนำาสายเคเบลแรงดนสง XLPE2. ฐานรองรบขวตอตวนำาสายเคเบล

3. ทออะคลลคใส 4. ฝาปดชดทอสอบขวตอสาย

เคเบลและ เกจวดคาความดน

5. ชดลดคาความเครยดสนามไฟฟา

Page 32: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

32

3. การออกแบบและสราง . . Cables Terminator

1. ขวตอตวนำาสายเคเบลแรงดนสง XLPE

Page 33: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

33

2. ฐานรองรบขวตอตวนำาสายเคเบล

3. การออกแบบและสราง . . Cables Terminator

Page 34: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

34

3. การออกแบบและสราง H.V. Cables Terminator

3.33 รปท องคประกอบการคำานวณสนามไฟฟาทสายเคเบลในลกษณะทรงกระบอกแกนรวม

XLPE, = 3.2 cm

r1 r2 r3C’1C’2

E2max

E1max

PVC, = 4.2 cm

Conductor, = 2.0cm

XLPE = 2.5

PVC = 5.0

3.8.3 การออกแบบคำานวณคาสนามไฟฟาขวตอตวนำาสายเคเบลแรงดนสง

Page 35: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

35

3. การออกแบบและสราง . . Cables Terminator

วธการคำานวณหาคา C1 และC2 ในฉนวนชนXLPE และPVC

1C =121

rrn

2

และ 2C =232

rrn

2

ฉะนนคาปาซแตนซผล ลพท คอ

resC = 2121CCC.C

=12

223

1

21

rrnr

rn2

Page 36: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

36

3. การออกแบบและสราง . . Cables Terminator

ความเครยดสนามไฟฟาในชนฉนวนทรศม r x 3.37 คำานวณไดจากความสมพนธของสมการท คอ

xrE = xxr2Q

= xx

res

rUC

2.

=

12

223

1xx

21

rrnr

rnrU

(ความเครยดสนามไ ฟฟาใ นช นฉนวนท รศมของตวน ำา Conductor) คอ 1rE

1rE = 11

resr2

U.C = )cm0.1(x)5.2(x2

)Volt000,24(x)F922.25( = 39,6058 Volt/cm = 39.6058 kV/cm

ความเครยดสนามไ ฟฟาใ นช นฉนวนท รศมของฉนวน XLPE คอ 2rE

2rE = 22

resr2

U.C = )cm6.1(x)0.5(x2

)Volt000,24(x)F922.25( = 12,376 Volt/cm = 12.3760 kV/cm

Page 37: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

37

3. การออกแบบและสราง . . Cables Terminator

ฉ ะ น น ค ว าม เค ร ยด ส น าม ไ ฟ ฟ า ส งส ด ใน ฉ น ว น แต ล ะ ช น จ ะ เก ด ข น ท ร ศ ม น อ ยท ส ด ข อ งช น น น 3ด งแส ด งใน ร ป .33 1 ค อ ใน ฉ น ว น ช น E max เก ด ข น ท r = r 1 , = 1

12

223

11

2

11rr

max1

rrnr

rnr

U E

= )0.1()6.1(n)0.5()6.1(

)1.2(n)5.2()cm0.1(000Volt)(5.0)x(24,

= 39.6170 kV /cm

2 แ ล ะ ใ น ฉ น ว น ช น E max เก ด ข น ท r = r 2 , = 2

12

223

12

1

22rr

max2

rrnr

rnrU E

= )0.1(

)6.1(n)0.5()6.1()1.2(n)5.2()cm6.1(

000Volt)(2.5)x(24, = 12.3803 kV /cm

Page 38: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

38

3. การออกแบบและสราง . . Cables Terminator

3รปท.34 คาปาซเตอรทรงกระบอกแกนรวมมชนฉนวนซอนของสายเคเบลa) แรงดนกระจายในชนฉนวนของสายเคเบลr1, r2, ….,rnb) สนามไฟฟากระจายในชนฉนวนของสายเคเบล r1, r2, ….,rn

E

U

a

b

E(r)U(r)

r1r 2r 3r 4r 5r 6r

E 1max

E 2 max E 3 max E 4 max E 5max

Page 39: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

39

3. การออกแบบและสราง . . Cables Terminator

3. ทออะคลลคใส

3รปท .35 สายเคเบลแรงดนสงในขวตอสายรอบนอกมฉนวนเปนอากาศ

สายเคเบลแรงดนสงทปลอกสายเหลอเพยงXLPE เสนผานศนยกลาง3.2 cm

ผวนอกของขวตอสายททำาจากอะคล 13.0 ใสเสนผานศนยกลาง cm

ฉนวนกาซทใชภายในขวตอสายคอ อากาศและ กาซออกซเจน

Page 40: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

40

เนองจากตองการใหเหนภายในเพราะหากใชเปนทอ PVC ทบหากเกดเบรคดาวนจะไมสามารถมองเหน 3.37 ภายในทอไดแสดงดงรปท ( 0.6 0.12 0.13 )ยาว เมตร รศมใน เมตร รศมนอก เมตร

3.37รปท ทอ 13 อะคลลคใสขนาดเสนผาศนยกลาง เซนตเมตร

Page 41: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

41

3. การออกแบบและสราง . . Cables Terminator

4. ฝาปดชดทอสอบขวตอสายเคเบลและเกจวดคาความดน

Page 42: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

42

3. การออกแบบและสราง . . Cables Terminator

4. ฝาปดชดทอสอบขวตอสายเคเบลและเกจวดคาความดน

Page 43: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

43

3. การออกแบบและสราง . . Cables Terminator

5. ชดลดคาความเครยดสนามไฟฟา

Page 44: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

44 H.V. Cables Terminator 24

kV 240 Sq.mm.

Page 45: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

45

H.V. Cables Terminator

Page 46: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

46

บทท 4การวเคราะหหา

คา PD ของ Cables

Terminator

Page 47: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

47

4. การวเคราะหหาคา PD ของ CablesTerminator

วทยานพนธนไดกำาหนดขอบเขตของคาดสชารจบางสวนท เกดขนกบขวตอสายเคเบล โดยอางองจากขวตอสายเคเบลแรงดน

สงทใชในงานอตสาหกรรมและหองปฎบตการทางวศวกรรมไฟฟา แรงสง ผวจยจงขออางองจากขอมลการทดสอบมาตราฐานคาดส

ชารจบางสวนทPD 1 pC ในTechnical Data ของCable Test Termination KEV Series จากบรษท HAEFELY TRENCH

ประเทศSwitzerland

Page 48: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

48

4. การวเคราะหหาคา PD ของ CablesTerminator

4.2.1 ขนตอนการทดสอบขวตอสายเคเบล

Type A

Type B

Type C

Type D

Page 49: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

49

4. การวเคราะหหาคา PD ของ CablesTerminator

4.6รปท วงจรการทดสอบหาคาดสชารจบางสวน(PD) 24 ทขวตอสายเคเบลแรงดนสง kV

Cable Terminator Testing

Air Insulation

High-Voltage Line

Zf

CHV

CLV

PD

HV Testing Transformer 100 kV

AC, 0-220 V

HVAC, 100 kV

PD

TE-571

Page 50: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

50

Page 51: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

51

4.3.1 คา PD ของขวตอสายเคเบลแรงดนสงทไมมสายเคเบลตอและไมมฝาปด

Type A

Page 52: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

52

4.3.2 คา PD ของขวตอสายเคเบลแรงดนสงทไมมสายเคเบลตอและมฝาปด

Type B

Page 53: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

53

4.3.3 คาดสชารจบางสวนของขวตอสายเคเบลแรงดนสงทไมมสายเคเบลตอและไมมฝาปดพรอมกบชดลดโคโรนาดสชารจ

Type C

Page 54: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

54

4.3.4 คาดสชารจบางสวนของขวตอสายเคเบลแรงดนสงทไมมสายเคเบลตอและมฝาปดพรอมกบชดลดโคโรนาดสชารจ

Type D

Page 55: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

55

4.4 การวเคราะหคาพลงงานสญเปลาไดอเลกตรกทขวตอสายเคเบลกำาลงสญเสยไดอเลก ตรกของวสดหรออปกรณใดๆ ทใชงานกบแรงดนกระแสสลบสามารถ

คำานวณหรอประมาณคาทแรงดนใชงานU ใดๆ ไดจากสมการ Pd = *C*U*2tan

รปท 4.15 วงจรวดคาคาปาซแตนซและแฟกเตอรพลงงานสญเปลาไดอเลกตรก

II

III IV

I

CapacitanceStandard 100 pF

Capacitanceของขวตสายเคเบล

High-Voltage AC Source

280Type 9a

Page 56: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

56

4.1ตารางท การทดสอบคาDielectric Loess 1 ( )ของขวตอสายเคเบลแรงดนสงหวท ไมปดฝา

Sensitivity Ucontrol(kV)

Utest( kV)

f(Hz)

Cx test( pF)

tan Dielectric Loss(W)

12

11.311.3

12.2612.21

49.849.8

106.89107.74

1.832 x 10-3

1.860 x 10-392.42193.810

คาเฉลย 11.3 12.24 49.8 107.56 1.847x 10-3 93.115123

22.622.622.4

24.6124.6224.44

49.949.849.8

108.42108.60109.70

1.824 x 10-3

1.845 x 10-3

1.886 x 10-3

376.085381.357388.043

คาเฉลย 22.53 24.55 49.83 108.91 1.851 x 10-3 381.828123

33.533.533.5

36.6836.6836.67

49.849.849.8

108.42108.60108.47

1.838 x 10-3

1.847 x 10-3

1.875 x 10-3

841.866847.393858.741

คาเฉลย 33.5 36.70 49.83 108.49 1.853 x 10-3 849.333

Page 57: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

57

4.ตารางท 2 การทดสอบคาDielectric Loess 1 ( )ของขวตอสายเคเบลแรงดนสงหวท ปดฝา

Sensitivity Ucontrol(kV)

Utest( kV)

f(Hz)

Cx test( pF)

tan Dielectric Loss(W)

12

10.910.9

11.8111.81

49.949.9

108.5108.6

1.892 x 10-3

1.845 x 10-389.90487.751

คาเฉลย 10.9 11.81 49.9 107.55 1.867 x 10-3 88.827123

22.022.022.0

23.9323.9223.92

49.949.849.8

108.80108.68109.70

1.859 x 10-3

1.875 x 10-3

1.886 x 10-3

363.683366.102371.706

คาเฉลย 22.0 23.92 49.83 108.34 1.851 x 10-3 367.163123

33.433.433.7

36.5936.3536.29

49.849.849.8

109.61109.80108.47

1.827 x 10-3

1.824 x 10-3

1.835 x 10-3

841.866830.932823.093

คาเฉลย 33.5 36.35 49.83 108.74 1.853 x 10-3 831.963

Page 58: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

58

4.ตารางท 3 การทดสอบคาDielectric Loess ของขวตอสายเคเบลแรงดนสงหวท2 ( )ไมปดฝา

Sensitivity Ucontrol(kV)

Utest( kV)

f(Hz)

Cx test( pF)

tan Dielectric Loss(W)

12

11.211.2

12.2612.21

49.849.8

106.89107.74

1.832 x 10-3

1.860 x 10-392.58094.321

คาเฉลย 11.2 12.24 49.8 107.56 1.847x 10-3 93.450123

22.622.622.4

24.6124.6224.44

49.949.849.8

108.42108.60109.70

1.824 x 10-3

1.845 x 10-3

1.886 x 10-3

376.021381.311385.600

คาเฉลย 22.53 24.55 49.83 108.91 1.851 x 10-3 380.977123

33.433.533.4

36.6836.6836.67

49.849.849.8

108.42108.60108.47

1.838 x 10-3

1.847 x 10-3

1.875 x 10-3

842.012844.870852.154

คาเฉลย 33.4 36.70 49.83 108.49 1.853 x 10-3 846.345

Page 59: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

59

4.ตารางท 4 การทดสอบคาDielectric Loess ของขวตอสายเคเบลแรงดนสงหวท2 ( )ปดฝา

Sensitivity Ucontrol(kV)

Utest( kV)

f(Hz)

Cx test( pF)

tan Dielectric Loss(W)

12

11.311.3

12.2612.21

49.849.8

106.89107.74

1.832 x 10-3

1.860 x 10-391.54293.100

คาเฉลย 11.3 12.24 49.8 107.56 1.847x 10-3 92.321123

22.622.622.4

24.6124.6224.44

49.949.849.8

108.42108.60109.70

1.824 x 10-3

1.845 x 10-3

1.886 x 10-3

376.085381.357388.043

คาเฉลย 22.53 24.55 49.83 108.91 1.851 x 10-3 381.828123

33.533.533.5

36.6836.6836.67

49.849.849.8

108.42108.60108.47

1.838 x 10-3

1.847 x 10-3

1.875 x 10-3

839.255852.264853.698

คาเฉลย 33.5 36.70 49.83 108.49 1.853 x 10-3 848.405

Page 60: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

60

4. การวเคราะหหาคา PD ของ CablesTerminator

วเคาะหไดวาคาดสชารจทเกดขนกบขวตอสายเคเบลแรงดนสงม คาทวดไดอยท PD = 0 pC หรอมคาใกลเคยงมาตราฐาน PD 1 pC

ตามมาตราฐานของบรษททใชอางองในขอมลทางเทคนคของขวตอ สายเคเบลแรงดนสงทใชในงานทดสอบสายเคเบลแรงดนสง

สำาหรบคาพลงงานสญเปลาไดอเลกตรกของขวตอสายนนไมมในขอมลอางองของบรษทแตกสามารถหาคาไดตามหลกการทดสอบหาคาคาปาซแตนซและแฟกเตอรพลงงาน

สญเปลาไดอเลกตรกซงสรปไดวาการเกดพลงงานสญเสยมคาใกลเคยงกนเกอบทกแบบ

สรป

Page 61: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

61

บทท 5การทดสอบหา

คา PD ของสาย เคเบล XLPE

24 kV

Page 62: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

62

5. การทดสอบหาคา PD ของสายเคเบลXLPE 24 kV

IEC Standard Publication No. 270, Second edition,“Partial Discharge Measurements” 1981.

IEC Standard Publication No. 885-3, First edition,“Electrical test methods for electric cables. Part 3: Test methods for partial discharge measurement lengths of extruded power cable” 1988.

IEC Standard Publication No. 60502-1, First edition,“Power cable with extruded insulation and their accessories for rated voltage from 1 kV up to 30 kV” 1998.

Page 63: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

63

5. การทดสอบหาคา PD ของสายเคเบลXLPE 24 kV

5. PD Analysis TE-571

1.Capacitor Voltage Divider 2. High-Voltage Transformer 100 kV

4. Coupling Capacitor Transformer 3. Coupling Quadruple

6. Termination Testing High-Voltage Cable Unit

7. Calibration Type 451

1

2

3

4

5

6

7

รปท 5.4 การทดสอบวดคาดสชารจบางสวน(PD)ในขวตอสายเคเบลแรงดนสง XLPE 24 kV

Page 64: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

64

5. การทดสอบหาคา PD ของสายเคเบลXLPE 24 kV

PD TE-571

AKV

HV-CABLE XLPE: 12/20 (24 kV)

High-Voltage Cable Terminator 24 kV(Gas Insulation)

Partial Discharge Analyzer TE-571

High-Voltage Testing Transformer AC, 100 kV/50

Hz

Capacitance Standard 100 kV

รปท 53. วงจรการทำางานของการทดสอบหาคาดสชารจบางสวน(PD) ทเกดขนในสายเคเบลแรงดนสง XLPE ขนาดแรงดน 24 kV 240 Sq. mm.

Page 65: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

65

5. การทดสอบหาคา PD ของสายเคเบลXLPE 24 kV

ในการทดสอบสายเคเบลทขวตอสายเคเบลใชแรงดนในการทดสอบทระดบแรงดนสง12 kV, 24 kV 36 และ kV โดยแบงลกษณะของฉนวนทใชในการทดสอบดงน

1) (ฉนวนกาซคออากาศAir) อดอากาศท0.5 bar2) (ฉนวนกาซคออากาศAir) อดอากาศท1.0 bar3) (ฉนวนกาซคออากาศAir) อดอากาศท1.5 bar4) (ฉนวนกาซคออากาศAir) อดอากาศท2.0 bar5) (ฉนวนกาซคออากาศAir) อดอากาศท2.5 bar6) (ฉนวนกาซคออากาศAir) อดอากาศท3.0 bar7) (ฉนวนกาซคอออกซเจนOxygen) อดอากาศท0.5 bar8) (ฉนวนกาซคอออกซเจนOxygen) อดอากาศท1.0 bar9) (ฉนวนกาซคอออกซเจนOxygen) อดอากาศท1.5 bar10) (ฉนวนกาซคอออกซเจนOxygen) อดอากาศท2.0 bar11) (ฉนวนกาซคอออกซเจนOxygen) อดอากาศท2.5 bar12) (ฉนวนกาซคอออกซเจนOxygen) อดอากาศท3.0 bar13) ฉนวนกาซคออากาศ (Air) ทำาสญญากาศท 20 mm.Hg

Page 66: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

66

ฉนวนกาซ คอ อากาศ (Air) ทแรงดนทดสอบ1 2 kV

อดอากาศท0.5 bar คา PD 5.8 pC อดอากาศท2.0 bar คา PD= 4.2 pC

Page 67: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

67

ฉนวนกาซ คอ อากาศ (Air) ทแรงดนทดสอบ1 2 kV

อดอากาศท3.0 bar คา PD 2.6 pC

Page 68: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

68

ฉนวนกาซ คอ อากาศ (Air) ทแรงดนทดสอบ2 4 kV

อดอากาศท0.5 bar คา PD 7.1 pC อดอากาศท2.0 bar คา PD= 3.8 pC

คา PD 5.0 pC

Page 69: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

69

ฉนวนกาซ คอ อากาศ (Air) ทแรงดนทดสอบ2 4 kV

อดอากาศท 3.0 bar ทระดบคา PD 5.0 pC

Page 70: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

70

ฉนวนกาซ คอ อากาศ (Air) ทแรงดนทดสอบ3 6 kV

อดอากาศท0.5 bar คา PD 7.9 pC อดอากาศท2.0 bar คา PD 6.0 pC

Page 71: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

71

ฉนวนกาซ คอ อากาศ (Air) ทแรงดนทดสอบ3 6 kV

อดอากาศท3.0 bar คา PD= 3.6 pC

Page 72: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

72

ฉนวนกาซ คอ กาซออกซเจน (Oxygen) ทแรง ดนทดสอบ 12 kV

อดอากาศท0.5 bar คา PD 5.5 pC อดอากาศท2.0 bar คา PD= 2.7 pC

Page 73: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

73

ฉนวนกาซ คอ กาซออกซเจน (Oxygen) ทแรง ดนทดสอบ 12 kV

(ออกซเจนOxygen) อดความดนท3.0 bar ทระดบคา PD 2.0 pC

Page 74: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

74

ฉนวนกาซ คอ กาซออกซเจน (Oxygen) ทแรง ดนทดสอบ 24 kV

อดอากาศท0.5 bar คา PD 6.7 pC อดอากาศท2.0 bar คา PD3.7 pC

Page 75: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

75

ฉนวนกาซ คอ กาซออกซเจน (Oxygen) ทแรง ดนทดสอบ 24 kV

(ออกซเจนOxygen) อดความดนท3.0 bar ทระดบคา PD 2.0 pC

Page 76: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

76

ฉนวนกาซ คอ กาซออกซเจน (Oxygen) ทแรง ดนทดสอบ 36 kV

อดอากาศท0.5 bar คา PD 7.1 pC อดอากาศท2.0 bar คา PD5.8 pC

Page 77: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

77

ฉนวนกาซ คอ กาซออกซเจน (Oxygen) ทแรง ดนทดสอบ 36 kV

(ออกซเจนOxygen) อดความดนท3.0 bar ทระดบคา PD3.3 pC

Page 78: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

78

ฉนวนกาซ คอ สญญากาศ ทแรงดนทดสอ บ 12 24 36 kV

อากาศ (Air) ทำาสญญากาศ ทระดบคา PD 5.5(12kV), 5.3(24kV),6.7(36kV) pC

Page 79: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

79

Air InsulationCompressor (bar)

12 kVPD Level (pC)

24 kVPD Level (pC)

36 kVPD Level (pC)

0.5 bar 5.8 7.1 7.91.0 bar 5.3 6.0 7.11.5 bar 4.8 5.5 6.72.0 bar 4.2 3.8 6.02.5 bar 2.7 3.3 5.53.0 bar 2.6 2.1 3.6

Page 80: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

80

Oxygen InsulationCompressor (bar)

12 kVPD Level (pC)

24 kVPD Level (pC)

36 kVPD Level (pC)

0.5 bar 5.5 6.7 7.11.0 bar 4.8 5.5 6.31.5 bar 3.1 4.9 5.02.0 bar 2.7 3.7 5.82.5 bar 2.2 2.8 5.33.0 bar 2.0 2.0 3.3

Page 81: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

81

VacuumInsulation(mm.Hg)

12 kVPD Level (pC)

24 kVPD Level (pC)

36 kVPD Level (pC)

20 mm.Hg(26.1357 mm.bar)

5.5 5.8 6.7

(760 mm.Hg = 1 bar)

Page 82: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

82

5. การทดสอบหาคา PD ของสายเคเบลXLPE 24 kV

การทดสอบสายเคเบลแรงดนสงทใชขวตอสายเคเบลทสรางขนนสามารถใชในการทดสอบทแรงดนสงกระแสสลบตามคาพกดมาตราฐานและยงใชในการทดสอบ

การวดคาดสชารจบางสวนทเกดขน ดวยวธการเปรยบเทยบกบคาของการทดสอบสาย เคเบลทมสภาพทดจากโรงงานผลตสายเคเบลทไดมาตราฐาน มผลการทดสอบอยใน

ระดบมาตราฐาน PD 10 pC

ในการทดสอบสายเคเบลแรงดนสงโดยใชขวตอสายเคเบลทมการฉนวนดวยกาซ คอ อากาศ และกาซออกซเจน สามารถสรปไดวา กาซมคณสมบตในการเปนฉนวน

การอดอากาศหรอการเพมความดนเขาไปทขวตอสายเคเบลแรงดนสงสามารถเพมคาความเปนฉนวนใหกบพนผวบรเวณททำาการปลอกสายเพอการทดสอบได

สรป

Page 83: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

83

บทท6 การทดสอบหาคา

Dielectric Loss ของ

สายเคเบล XLPE 24 kV

Page 84: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

84

6 การทดสอบหาคา Dielectric Loss ของ สายเคเบล XLPE 24 kV

NcXc

5R 4R

3R 4C

2Tb

IV

V

III

III

N

aG

I

II

Ss

1T

u

Page 85: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

85

6. การทดสอบหาคา Dielectric Loss ของ สายเคเบล XLPE 24 kV

C and tan Type 2809a

HV-CABLE XLPE: 22/24 kV

High-Voltage Cable Terminator 24 kV(Gas Insulation)

Capacitance and Dissipation Factor Measuring Bridge Type 2890a

High-Voltage Testing Transformer AC, 100 kV/50 Hz

Capacitance Standard 100 kV

Page 86: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

86

6. การทดสอบหาคา Dielectric Loss ของ สายเคเบล XLPE 24 kV

6.1ตารางท ผลการทดสอบการวดคาคาปาซแตนซของชดทดสอบรวมกบสายเคเบลใน กรณทมอากาศปกต 38 g/mทความชนสมบรณท 3 27.2 Cอณหภมหอง

Sensitivity Ucontrol(kV)

Utest (kV)

f(Hz)

Cx test (pF)

Tan

123

12.812.212.6

12.9912.8512.82

49.949.949.9

2562.202568.342579.54

7.982*10-47.981*10-47.980*10-4

12

25.625.8

25.8425.67

49.949.8

2568.902569.67

7.993*10-47.991*10-4

12

39.837.8

39.9738.92

49.849.8

2570.942579.68

7.997*10-47.999*10-4

IEC 60502-1, Tan Delta, XLPE <,= 80x10-4

Page 87: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

87

6. การทดสอบหาคา Dielectric Loss ของ สายเคเบล XLPE 24 kV

6.2ตารางท ผลการทดสอบการวดคาคาปาซแตนซของชดทดสอบรวมกบสายเคเบลในกรณ Vacuum ( )สญญากาศภายในทอ 38 g/mความชนสมบรณท 3 27.5 Cอณหภมหอง

Sensitivity Ucontrol(kV)

Utest(kV)

f(Hz)

Cx test(pF)

Tan

123

12.011.911.9

13.0012.8712.87

49.949.949.9

2561.702566.682563.59

7.81*10-47.79*10-47.82*10-4

12

24.4822.2

26.924.18

49.949.8

2574.552574.59

7.79*10-47.79*10-4

12

38.0738.04

40.9040.58

49.849.8

2594.602595.60

7.73*10-47.74*10-4

IEC 60502-1, Tan Delta, XLPE <,= 80x10-4

Page 88: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

88

6. การทดสอบหาคา Dielectric Loss ของ สายเคเบล XLPE 24 kV

ตารางท6.3 ผลการทดสอบการวดคาคาปาซแตนซของชดทดสอบรวมกบสายเคเบลในกรณอด 2 barอากาศจำานวน 38 g/mความชนสมบรณท 3 28Cอณหภมหอง

Sensitivity Ucontrol

(kV)Utest(kV)

f(Hz)

Cx test(pF)

Tan

123

12.212.112.1

12.8912.7512.81

49.949.949.9

2561.202563.802563.40

7.954*10-47.952*10-47.956*10-4

123

24.5224.2824.25

24.8824.7524.71

49.949.849.8

2564.602567.822570.65

7.956*10-47.957*10-47.955*10-4

123

38.8037.2537.15

39.9238.7238.58

49.849.849.8

2571.802577.202579.57

7.959*10-47.957*10-47.961*10-4

IEC 60502-1, Tan Delta, XLPE <,= 80x10-4

Page 89: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

89

6. การทดสอบหาคา Dielectric Loss ของ สายเคเบล XLPE 24 kV

6.4 ตารางท ผลการทดสอบการวดคาคาปาซแตนซของชดทดสอบรวมกบสายเคเบล ในกรณอดกาซออกซเจน (O2 ) 2 barจำานวน 38 g/mความชนสมบรณท 3 28 Cอณหภมหอง

Sensitivity Ucontrol( kV)

Utest( kV)

f(Hz)

Cx test(pF)

Tan

123

12.112.112.1

12.8812.8612.84

49.949.949.9

2560.642563.352563.36

7.78*10-47.78*10-47.76*10-4

12

24.2623.60

24.8824.75

49.949.8

2579.242578.50

7.76*10-47.75*10-4

12

38.5038.80

39.8840.25

49.849.8

2596.602595.75

7.75*10-47.73*10-4

Page 90: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

90

บทท 7บทสรป

Page 91: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

91

7. บทสรป 1. งานวจยนสามารถนำามาใชเพอ

การศกษาทางดานวศวกรรมไฟฟา แรงสง ในสวนของพนฐานการ

ทดสอบฉนวนของสายเคเบล XLPE 2 . H.V. Cables Terminator 24 kV/240 Sq.mm ไมมคา PD ทเกดขนเกนกวามาตรฐานอางองของบรษทชนนำาของ

ตางประเทศ ท PD 1pC

Page 92: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

92

7. บทสรป 3. การนำาขวตอสายเคเบลมาใช สำาหรบทดสอบสายเคเบล XLPE

24 kV มคา PD 10pC ซง อยในมาตราฐาน IEC 60502

กำาหนด4. แนวทางในการเลอก ฉนวนกาซ มาใชลดความเครยดสนามไฟฟาบรเวณขวตอสายเปนวธหนงทสามารถประหยดงบประมาณในการทดสอบและผลกระทบทมตอสายเคเบล

Page 93: RMUTThanyaburi : Partial discharge measurement by Mr.Prompt

93

ขอเสนอแนะและแนวทางทจะพฒนางานวจยตอไป

ทายนขอจบการนำาเสนอ...