การทดสอบฉนวนมอเตอร์เพื่อการบำรุงรักษาแบบทำนาย ตอนที่ (2)

ถ้ารู้ล่วงหน้าว่ามอเตอร์จะเสียเมื่อไร คงดีกว่าปล่อยให้เสียแล้วค่อยนำไปซ่อม

การตัดสินใจทำการปรับปรุงสภาพฉนวนของมอเตอร์ อาจใช้การอ่านค่าตัวเลขที่ระบุสภาพฉนวนทันทีถ้าค่าที่อ่านได้ต่ำกว่าเกณฑ์ที่ตั้งไว้ เช่นถ้าค่าความต้านทานฉนวนมีค่าต่ำกว่า 1 เมกะโอห์ม ต้องรื้อชุดขดลวดออกแล้วพันใหม่ อย่างไรก็ตามในทางที่ดีที่สุดแล้วการตัดสินใจควรใช้ข้อมูลที่วัดได้อย่างสม่ำเสมอ ซึ่งเป็นข้อมูลที่มีลักษณะบอกถึงแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงสภาพฉนวน วิธีนี้จะวัดสภาพฉนวนเป็นระยะๆ อย่างสม่ำเสมอ แล้วดูความสัมพันธ์ของค่าที่วัดได้ครั้งหลังสุดเทียบกับค่าก่อนๆ หากค่าที่วัดได้ครั้งหลังสุดแตกต่างไปจากค่าก่อนๆ มาก ก็ต้องดำเนินการแก้ไข
     การทดสอบสภาพฉนวนมอเตอร์ที่ให้ผลในลักษณะเอาไปใช้ในงานการบำรุงรักษาแบบทำนายมีอยู่ห้าวิธีด้วยกันคือ
     1.การทดสอบความต้านทานฉนวน
     2.การทดสอบการดูดกลืนของไดอิเล็กตริก หรือการทดสอบหาดรรชนีความต้านทานฉนวน
     3.การทดสอบศักย์สูงกระแสตรง
     4.การทดสอบตัวประกอบกำลัง
     5.การทดสอบเปรียบเทียบเสิร์จ
.............................................

1.การทดสอบความต้านทานฉนวน หรือที่เราเรียกกันว่า การวัดค่าเมกะโอห์มของฉนวน เป็นวิธีที่ง่าย และสะดวกที่สุดในการใช้กับการทดสอบเพื่อการบำรุงรักษาแบบทำนาย วิธีนี้มีการประยุกต์ใช้มาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1912 ถึงแม้ว่าจะปฏิบัติง่ายและรวดเร็ว แต่ผลการทดสอบจะใช้บ่งถึงสภาพของฉนวนเมื่อเทียบกับกราวด์เท่านั้น เช่น ฉนวนของชุดขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำเสียสภาพทำให้ชุดขดลวดต่อลงกราวด์

การทดสอบด้วยวิธีนี้จะต่อสายกราวด์ของเมกะโอห์มมิเตอร์เข้ากับกรอบของมอเตอร์แล้วป้อนแรงดันกระแสตรงขนาด 500 โวลต์ 1,000 โวลต์ หรือ 2,500 โวลต์ เข้าที่ชุดขดลวดของมอเตอร์ ถ้าเป็นชุดขดลวดที่ดีไม่ชำรุดและแห้งจะอ่านค่าความต้านทานฉนวนได้หลายร้อยหรือหลายพันเมกะโอห์ม แต่ถ้าฉนวนอยู่ในสภาพเสื่อมมีความชื้นหรือเปื้อนจาระบี น้ำมัน หรือสารเคมี จะอ่านค่าความต้านทานฉนวนได้เพียงไม่กี่เมกะโอห์มเท่านั้น ถ้าอ่านได้ต่ำกว่า 1 เมกะโอห์ม จะเป็นสัญญาณชี้ให้เห็นว่าถึงจุดอันตรายที่ฉนวนเสื่อมสภาพเมื่อไรก็ได้ มาตรฐาน ANSI/IEEE หมายเลข 43 ของอเมริกา ได้กำหนดเกณฑ์ต่ำสุดของค่าที่ยอมรับได้ไว้ว่า ต้องอ่านค่าเมกะโอห์มได้ไม่ต่ำกว่า 1 เมกะโอห์มบวกกับอีก 1 เมกะโอห์มต่อ 1,000 โวลต์ ของพิกัดแรงดันของมอเตอร์ด้วยเกณฑ์นี้มอเตอร์ที่มีพิกัดแรงดัน 460 โวลต์ (เป็นมอเตอร์ที่ใช้งานในอเมริกา) จะต้องอ่านค่าความต้านทานฉนวนได้ไม่ต่ำกว่า 1.46 เมกะโอห์ม เป็นต้น

2.การทดสอบการดูดกลืนของไดอิเล็กตริก การทดสอบนี้เป็นการทดสอบขยายผลของการทดสอบความต้านทานฉนวน โดยการอ่านค่าความต้านทานฉนวนสองค่าคือค่าที่เวลา 1 นาที และ 10 นาที นับตั้งแต่เริ่มป้อนแรงดันให้กับฉนวน แล้วนำมาหาค่าดรรชนีความต้านทานฉนวน (Polarization index : PI) โดย PI เท่ากับอัตราส่วนของค่าความต้านทานฉนวนที่ 10 นาที เมื่อป้อนแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงให้กับฉนวนเป็นเวลานาน ๆโมเลกุลของฉนวนจะมีสภาพเป็นขั้วบวกขั้วลบเกิดขึ้น มีผลทำให้อ่านค่าความต้านทานฉนวนได้สูงขึ้น มาตรฐาน ANSI/IEEE หมายเลข 43 ได้กำหนดเกณฑ์ค่าต่ำสุดของ PI ของฉนวนชั้นต่างๆ ไว้ดังนี้ ฉนวนชั้น A ต้องวัดค่า PI ได้ไม่ต่ำกว่า 1.5 ฉนวนชั้น B และชั้น F ต้องวัดค่า PI ได้ไม่ต่ำกว่า 2.0

3.การทดสอบศักย์สูงกระแสตรง การทดสอบนี้เป็นการทดสอบความคงทนไดอิเล็กตริกของฉนวนเทียบกับกราวด์เป็นการทดสอบเพื่อหาจุดอ่อนของฉนวนที่อาจจะตรวจหาไม่พบ จากการทดสอบด้วยแรงดันที่ค่อนข้างจะต่ำจากเมกะโอห์มมิเตอร์

การทดสอบด้วยศักย์สูงกระแสตรงนี้จะต่อกราวด์กับกรอบของมอเตอร์ แล้วค่อย ๆป้อนแรงดันกระแสตรงเป็นขั้นๆ เข้าที่ชุดขดลวดจนถึงระดับสูงสุดที่กำหนดไว้ เช่นมาตรฐาน IEEE หมายเลข 48 กำหนดระดับแรงดันทำงานของมอเตอร์บวกกับ 1,000 โวลต์ เช่นมอเตอร์ 4,000 โวลต์จะใช้แรงดันทดสอบสูงสุดได้ 9,000 โวลต์ (2*4,000+1,000) การทดสอบอาจแบ่งออกเป็นเก้าขั้นๆละ 1,000 โวลต์ หรือแบ่งเป็น 18 ขั้น ๆละ 500 โวลต์

ในการทดสอบจะวัดกระแสรั่ว (ขนาดเป็นไมโครแอมแปร์) ที่ทุกค่าระดับแรงดันที่ป้อนเข้าไป โดยเริ่มจากค่าต่ำ ๆ นำค่ากระแสรั่วที่วัดได้กับค่าแรงดันที่ป้อนมาเขียนกราฟ ผลที่ได้จะเป็นเส้นตรง ถ้าเป็นขดลวดดี ขนาดของกระแสรั่วที่วัดได้ และความชันของกราฟที่เขียนได้ ไม่ใช่ข้อมูลที่จะนำมาใช้เป็นเกณฑ์ในการตัดสินสถาพของฉนวนว่าดี หรือเสื่อม สิ่งสำคัญที่ต้องการคือต้องได้เส้นกราฟเป็นเส้นตรง ถ้าในระหว่างการทดสอบได้เส้นกราฟที่มีความชันเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน จะต้องหยุดการทดสอบ การเพิ่มขึ้นของกระแสรั่วอย่างกะทันหัน เป็นสัญญาณบอกให้ทราบว่าเป็นชุดขดลวดที่มีปัญหาซึ่งฉนวนจะเสียสภาพฉับพลันได้หากดำเนินการทดสอบต่อไป

4.การทดสอบตัวประกอบกำลัง การทดสอบตัวประกอบกำลังใช้หลักการที่ว่า ไดอิเล็กตริกที่ดีจะไม่มีการสูญเสียกำลังไฟ้ฟ้าในตัวเอง ทำให้มีค่าประกอบกำลังเป็นศูนย์

การทดสอบนี้เหมาะกับการทดสอบมอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และหม้อแปลงขนาดค่อนข้างใหญ่ เครื่องวัดจะวัดค่ากำลังงานสูญเสียในฉนวน แรงดันไฟฟ้าที่ป้อนและกระแสไฟฟ้า เพื่อนำมาคำนวณค่าตัวประกอบกำลังของฉนวน เนื่องจากตัวประกอบกำลังไฟฟ้าของฉนวนที่ดีจะมีค่าใกล้เคียงศูนย์

การทดสอบทั้ง 4 วิธีที่กล่าวมาเหมาะกับการทดสอบสภาพฉนวนเทียบกับกราวด์ ไม่สามารถตรวจสอบความบกพร่องของฉนวนที่เกิดระหว่างรอบต่อรอบของขดลวด ระหว่างขดลวดต่อขดลวด หรือระหว่าเฟสกับเฟสได้

ถึงแม้ว่าการทดสอบเปรียบเทียบเสิร์จจะได้มีการประยุกต์ใช้งานในโรงงานผลิตมอเตอร์ และโรงงานซ่อมมอเตอร์เพื่อประกันคุณภาพของมอเตอร์มาเป็นเวลานานแล้ว แต่เทคนิคดังกล่าวได้มีการนำมาประยุกต์ใช้เพื่อการบำรุงรักษาแบบทำนายในช่วงไม่กี่ปีมานี้เอง อุปกรณ์ทดสอบดังกล่าวสามารถใช้ทดสอบได้ 2 อย่างคือ การทดสอบเปรียบเทียบเสิร์จและการทดสอบศักย์สูงกระแสตรง

5.การทดสอบเปรียบเทียบเสิร์จ อาศัยหลักการที่ว่ามอเตอร์ที่มีชุดขดลวดที่ไม่บกพร่อง ชุดขดลวดทั้ง 3 เฟส (มอเตอร์เหนี่ยวนำ มอเตอร์ซิงโครนัส) จะมีลักษณะเหมือนกันทุกอย่าง การทดสอบจะทำการทดสอบเปรียบเทียบชุดขดลวดทีละคู่เปรียบเทียบกัน เช่น เฟส A กับ B, เฟส B กับ C, เฟส C กับ A การทดสอบจะทำโดยป้อนด้วยพัลส์แรงดันตรงที่มีลักษณะเหมือนกันเข้าไปที่ขดลวดทั้ง 2 พร้อมกัน พัลส์ที่เกิดการสั่น (Ringing Pulse) จากชุดขดลวดทั้ง 2 จะถูกตรวจจับด้วยออสซิสโลสโคป ชนิด 2 เส้น (Dual trace) ถ้าชุดขดลวดทั้งสองมีลักษณะเหมือนกัน พัลส์ทั้งสองจะเหมือนกัน และซ้อนกันสนิท ในกรณีที่มีการลัดวงจรระหว่างรอบของขดลวด คลื่นสะท้อนทั้งสองจะไม่เหมือนกันจึงไม่ซ้อนกัน

ปัจจุบันการบำรุงรักษาแบบทำนายล่วงหน้าจะให้ผลดีกว่า การบำรุงรักษาแบบเดิมที่ปล่อยให้เครื่องจักรและอุปกรณ์เสียหายก่อนแล้วค่อยซ่อม ดังนั้นการทดสอบสภาพฉนวนของมอเตอร์จึงเป็นแนวปฏิบัติอีกวิธีหนึ่งที่สามารถใช้ทำนายความบกพร่องของฉนวนมอเตอร์ได้ล่วงหน้า ทำให้สามารถทำการบำรุงรักษาล่วงหน้าได้ก่อนที่จะเกิดความเสียหายอย่างรุนแรง

*******************************************

สนใจราคา Induction Motor ABB และอุปกรณ์ประกอบติดต่อได้ครับ