คู่มือปฏิบัติสำหรับการฉนวนในระบบไฟฟ้าทางทะเล: หลักการ, อุปกรณ์ตรวจสอบ และการวินิจฉัยข้อบกพร่อง

คู่มือเทคนิคหลักสำหรับเจ้าหน้าที่อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าประจำเรือ (ETO)

I. ภาพรวมของฉนวนในระบบไฟฟ้าบนเรือ

ระบบไฟฟ้าบนเรือโดยทั่วไปจะใช้ระบบไฟฟ้าสามเฟสสามสายที่มีฉนวนกันไฟฟ้าแบบสามเฟสสามสาย หากเกิดการลัดวงจรที่พื้นดินในเฟสเดียว แม้ว่าจะไม่ส่งผลกระทบต่อความสมมาตรของแรงดันไฟฟ้าสามเฟสหรือการทำงานปกติของอุปกรณ์ไฟฟ้า แต่ก็อาจก่อให้เกิดอันตรายได้ โดยเพิ่มความเสี่ยงต่อการถูกไฟฟ้าช็อต หากเฟสอื่นเกิดการลัดวงจรที่พื้นดินตามมา เฟสที่เหลืออีกสองเฟสจะแสดงแรงดันไฟฟ้าจากสายไปยังพื้นดิน การลัดวงจรที่พื้นดินในเฟสอื่นจะทำให้เกิดการลัดวงจรระหว่างสายการเกิดไฟฟ้าลัดวงจรที่ดินในเฟสเดียวที่จุดใดก็ตามภายในระบบสายส่งถือเป็นสภาพการทำงานผิดปกติที่ต้องตรวจจับและแก้ไขโดยทันที เพื่อให้ระบบสายส่งทำงานได้ตามปกติความต้านทานฉนวนของระบบไฟฟ้าของเรือต้องไม่น้อยกว่า 1 เมกะโอห์ม。

อุปกรณ์ตรวจสอบความต้านทานฉนวนจะต้องติดตั้งในระบบจ่ายไฟฟ้าที่มีฉนวนกันไฟฟ้าทั้งหมดที่ใช้สำหรับไฟฟ้า การทำความร้อนด้วยไฟฟ้า และแสงสว่าง ไม่ว่าจะเป็นระบบหลักหรือระบบรอง อุปกรณ์เหล่านี้จะต้องตรวจสอบความต้านทานฉนวนอย่างต่อเนื่อง และสามารถส่งสัญญาณเตือนด้วยเสียงหรือสัญญาณเตือนแบบมองเห็นเมื่อความต้านทานฉนวนเบี่ยงเบนผิดปกติ

แผงกระจายแสงบนแผงสวิตช์หลักของเรือประกอบด้วยอุปกรณ์ตรวจสอบฉนวนไฟหลัก ซึ่งมีไฟแสดงข้อผิดพลาดต่อสายดิน, เมกะโอห์มมิเตอร์แบบติดตั้งบนแผง, และตัวตรวจสอบฉนวนไฟหลัก ส่วนประกอบเหล่านี้จะทำงานเมื่อมีการจ่ายไฟหลัก โดยทั่วไปไฟแสดงสถานะฉนวนจะตรวจสอบว่าวงจรไฟหลักมีข้อผิดพลาดต่อสายดินเฟสเดียวหรือไม่ ในขณะที่เมกะโอห์มมิเตอร์แบบติดตั้งบนแผง (หรือตัวตรวจสอบ) จะวัดค่าความต้านทานฉนวนไฟหลัก

II. หลักการตรวจสอบของหลอดไฟแสดงสถานะฉนวน

วิธีการตรวจสอบฉนวนด้วยตัวบ่งชี้ฉนวนสำหรับการตรวจสอบฉนวนของระบบสามารถใช้ได้เฉพาะกับระบบฉนวนสามเฟสเท่านั้น โดยหลักการการทำงานแสดงในรูปที่ 7-1

รูปที่ 7-1: แผนภาพแสดงการทำงานของตัวบ่งชี้ฉนวน

การวิเคราะห์ตรรกะการทำงาน:

หลอดไฟแสดงสถานะทั้งสามดวง L₁, L₂, และ L₃ เชื่อมต่อกันในรูปแบบตัว Y เมื่อฉนวนของกริดอยู่ในสภาพปกติ ทั้งสองปลายของหลอดไฟทั้งสามดวงจะมีแรงดันเฟส ทำให้มีความสว่างเท่ากันหากเกิดข้อผิดพลาดระหว่างเฟสกับกราวด์ เช่น เฟส A และผู้ปฏิบัติงานกดปุ่มตรวจจับ ELS แรงดันไฟฟ้าที่ผ่าน L₃ จะกลายเป็นศูนย์ ทำให้หลอดไฟดับ ในจุดนี้ศักย์ของเฟส A สามารถพิจารณาเทียบเท่ากับศักย์ของตัวนำกราวด์ ดังนั้น แรงดันไฟฟ้าที่ผ่านหลอดไฟสองหลอดที่เหลือจะเป็น UBA และ UcA ตามลำดับ ซึ่งแสดงถึงแรงดันไฟฟ้าสาย ส่งผลให้ความสว่างของ L₁ และ L₂ เพิ่มขึ้น

หากเฉพาะเฟส A เท่านั้นที่แสดงประสิทธิภาพฉนวนลดลง จะทำให้หลอดไฟ L₃ สว่างน้อยลงในขณะที่หลอดไฟ L₁ และ L₂ สว่างขึ้น ซึ่งเป็นการแจ้งเตือนให้บุคลากรทราบถึง “การลัดวงจรลงดินในเฟส A ของระบบไฟฟ้า” อย่างไรก็ตาม เมื่อประสิทธิภาพฉนวนลดลงในทั้งสามเฟส การระบุตำแหน่งจะทำได้ยาก ดังนั้นจึงเรียกการตรวจจับนี้ว่าการตรวจจับการลัดวงจรลงดินในเฟสเดียว

III. การวิเคราะห์อย่างละเอียดของมิเตอร์เมกโอห์มสำหรับแผงกระจายไฟฟ้า

มิเตอร์วัดเมกโอห์มที่ติดตั้งบนแผงจ่ายไฟหลัก ประกอบด้วยหัววัดและอุปกรณ์เสริม ตามที่แสดงในรูปที่ 7-2 สามารถตรวจสอบความต้านทานฉนวนของระบบไฟฟ้าของเรือได้แบบออนไลน์อย่างต่อเนื่อง ผ่านสวิตช์เลือก สามารถวัดความต้านทานฉนวนของระบบไฟฟ้า 380 V (440 V) และระบบไฟฟ้าแสงสว่าง 220 V (110 V) ได้ ตามที่แสดงในรูปที่ 7-3

(ก) หน้าปัดวัด

(ข) บล็อกขั้วต่อด้านหลัง

รูปที่ 7-2 มิเตอร์วัดเมกโอห์มสำหรับแผงจ่ายไฟ

รูปที่ 7-3: ภาพถ่ายของมิเตอร์วัดเมกะโอห์มที่ติดตั้งบนแผงจ่ายไฟและสวิตช์เปลี่ยน

(1) หลักการการทำงานของอุปกรณ์ตรวจสอบแบบต่อเนื่อง

อุปกรณ์ตรวจสอบอย่างต่อเนื่องสำหรับมิเตอร์โอห์มสูงของแผงจ่ายไฟสามารถกระตุ้นสัญญาณเตือนเสียงและสัญญาณเตือนภาพในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดในการต่อสายดิน หลักการการทำงานของอุปกรณ์นี้แสดงไว้ในรูปที่ 7-4: โดยสมมติว่าเฟส C ของระบบไฟฟ้าแสดงประสิทธิภาพการฉนวนที่ไม่ดี กระแสไฟรั่วจะก่อให้เกิดวงจรตามที่แสดงไว้ ทำให้เข็มชี้ของกลไกการวัดเบี่ยงเบนไป มุมการเบี่ยงเบนจะสอดคล้องกับความรุนแรงของข้อผิดพลาดในการต่อสายดิน

รูปที่ 7-4 แผนผังแสดงการทำงานของมิเตอร์เมกโอห์มสำหรับแผงจ่ายไฟฟ้า

1. การตรวจสอบโครงข่ายไฟฟ้า:เมื่อวัดความต้านทานฉนวนของเครือข่ายการจ่ายพลังงาน การลดลงของฉนวนในเครือข่ายจะส่งผลให้เกิดกระแสรั่วไหลเพิ่มขึ้น กระแสรั่วไหลนี้จะไหลผ่านขั้วบวก (ขั้ว 3) ของแหล่งจ่ายพลังงาน → เครือข่าย → ความต้านทานฉนวน Rx → กลไกการวัด → ขั้ว 4 (ขั้วลบของแหล่งจ่ายพลังงาน) ยิ่งกระแสรั่วไหลมากเท่าใด เข็มของกลไกการวัดจะเบี่ยงเบนมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งบ่งชี้ถึงความต้านทานฉนวนที่ต่ำลง ในทำนองเดียวกัน การต่อลงดินของเฟส A หรือเฟส B จะทำให้หน้าปัดเบี่ยงเบนเช่นกัน

2. การตรวจสอบกริดไฟส่องสว่าง:เมื่อทำการวัดความต้านทานฉนวนระหว่างโครงข่ายไฟฟ้าแสงสว่างกับพื้นดิน ให้เลื่อนสวิตช์เปลี่ยนตำแหน่งจากตำแหน่งกลาง (neutral) ไปยังตำแหน่ง 220V กระแสตรงที่ไหลออกจากขั้วบวกของอุปกรณ์เสริมจะผ่านสวิตช์เปลี่ยนตำแหน่งไปยังโครงข่ายไฟฟ้าแสงสว่าง 220V จากนั้นไหลผ่านความต้านทานฉนวนระหว่างโครงข่ายไฟฟ้าแสงสว่างกับพื้นดินไปยังเครื่องมือวัด ก่อนจะไหลกลับไปยังขั้วลบของอุปกรณ์เสริมในที่สุด

3. การประเมินผล:การวัดค่าฉนวนของระบบไฟฟ้าต่อดินมีวิธีการเหมือนกับเครือข่ายไฟฟ้าแสงสว่าง ค่าความต้านทานฉนวนต่อดินในระบบไฟฟ้าที่ต่ำลง จะทำให้เข็มของมิเตอร์เบี่ยงเบนมากขึ้น เมื่อเฟสหนึ่งถูกต่อลงดิน เข็มของมิเตอร์จะเบี่ยงเบนสูงสุด แสดงค่าความต้านทานฉนวนเป็นศูนย์

(2) ข้อกำหนดของสมาคมจัดชั้นเรือ

สำหรับเรือที่สร้างใหม่ สมาคมจัดชั้นเรือกำหนดให้ระบบจ่ายไฟฟ้าแบบมีฉนวนที่ใช้สำหรับพลังงานไฟฟ้า การทำความร้อนด้วยไฟฟ้า และระบบแสงสว่าง – ไม่ว่าจะเป็นเครือข่ายการจ่ายไฟฟ้าหลักหรือรอง – ต้องติดตั้งอุปกรณ์ตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง อุปกรณ์เหล่านี้ต้องตรวจสอบความต้านทานฉนวนเทียบกับตัวเรือและส่งสัญญาณเสียงและสัญญาณภาพเมื่อความต้านทานฉนวนลดลงต่ำกว่าปกติหากความต้านทานฉนวนของตัวเรือลดลงต่ำกว่า 100 โอห์มต่อโวลต์ของแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย ระบบสัญญาณเตือนจะต้องทำงาน

IV. วิธีการปฏิบัติสำหรับการค้นหาจุดบกพร่องทางดินในระบบไฟฟ้าส่องสว่าง

ความผิดพลาดทางกราวด์ในเครือข่ายไฟฟ้าบนเรือเกิดขึ้นส่วนใหญ่ภายในวงจรไฟฟ้าส่องสว่าง หากเจ้าหน้าที่ประจำหน้าที่ตรวจพบค่าความต้านทานฉนวนต่ำผ่านมิเตอร์เมกะโอห์มที่แผงจ่ายไฟ พวกเขาต้องระบุจุดที่เกิดความผิดพลาดโดยทันทีเพื่อขจัดอันตรายที่อาจเกิดขึ้น หากจำเป็น อาจใช้ขั้นตอนการปิดระบบไฟฟ้าอย่างเป็นระบบ โดยแยกส่วนต่างๆ ออกทีละส่วนเพื่อตรวจสอบจนกว่าจะพบจุดที่เกิดความผิดพลาด

ขั้นตอนการค้นหา SOP

(1) สลับเครื่องวัดเมกโอห์มไปยังการตั้งค่าเครือข่ายไฟฟ้า; ณ จุดนี้ ค่าการอ่านฉนวนจะแสดงเป็นศูนย์

(2) บนแผงจ่ายไฟหลัก ให้ปิดสวิตช์เบรกเกอร์แต่ละตัวทีละตัว และสังเกตว่าค่าการอ่านของเมกโอห์มมิเตอร์กลับคืนสู่ปกติหรือไม่

(3) ลำดับการปลดสวิตช์มีดังนี้: ที่พักอาศัย → ไฟดาดฟ้า → ไฟห้องเครื่องยนต์ → อุปกรณ์นำทางและสื่อสารบนสะพานเดินเรือ

(4) เมื่อพบสวิตช์จ่ายไฟที่เกิดข้อผิดพลาดทางดิน ให้ตัดการจ่ายไฟไปยังวงจรนั้น จากนั้นหน้าจอแสดงผลควรกลับสู่ค่าปกติ

(5) ไปที่กล่องจ่ายไฟที่ควบคุมโดยสวิตช์ และใช้เครื่องวัดเมกโอห์มแบบใช้มือเพื่อค้นหาเครือข่ายรอง. วัดแต่ละสาขาตามลำดับจนกว่าจะพบสาขาที่มีปัญหา.

(6) ถอดการเชื่อมต่อสวิตช์การจ่ายไฟสำหรับวงจรสาขาของส่วนนี้ ปิดสวิตช์อื่น ๆ และคืนการจ่ายไฟให้กับบริเวณนี้บนแผงจ่ายไฟหลัก (ลดขอบเขตของการไฟฟ้าดับให้มากที่สุด)

(7) เพื่อระบุตำแหน่งความผิดพลาด ให้ตัดการเชื่อมต่อวงจรที่กล่องต่อสายกลางเพื่อตรวจสอบจุดความผิดพลาดเพิ่มเติม

(8) ภายในพื้นที่ขนาดเล็ก (ห้อง) มีอุปกรณ์จ่ายไฟจำกัดเพียงไม่กี่ชิ้น โดยทั่วไปไม่เกินห้าชิ้น ซึ่งสามารถตรวจสอบได้เป็นรายชิ้น โดยทั่วไป ให้เริ่มจากการตรวจสอบการเชื่อมต่อสายไฟที่โคมไฟ เต้ารับ และสวิตช์ต่างๆ และตรวจสอบการเชื่อมต่อสายดินของสายไฟฟ้าเป็นลำดับสุดท้าย