คู่มือปฏิบัติสำหรับการฉนวนในระบบไฟฟ้าทางทะเล: หลักการ, อุปกรณ์ตรวจสอบ และการวินิจฉัยข้อบกพร่อง
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
