Partial discharge measurement for High voltage equipment

1. 1

2. 2
การออกแบบขั้วต่อสายเคเบิลแรง
ดันสูงเพื่อใช้ทดสอบหาค่า
ดิสชาร์จบางส่วนและพลังงานสูญ
เปล่าไดอิเล็กตริก
ของสายเคเบิล XLPE ขนาดแรงดัน
24 kV
ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะ
วิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล
ธัญบุรี
ห้องปฏิบัติการวิศวกรรมไฟฟ้าแรง
สูง

3. 3
การออกแบบขั้วต่อสายเคเบิลแรง
ดันสูงเพื่อใช้ทดสอบหาค่า
ดิสชาร์จบางส่วนและพลังงานสูญ
เปล่าไดอิเล็กตริก
ของสายเคเบิล XLPE ขนาดแรงดัน
24 kV
ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า
คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราช
ห้องปฏิบัติการวิศวกรรม
ไฟฟ้าแรงสูง

4. 4
ลำาดับหัวข้อในการนำา
เสนอ
1. บทนำา
2. ทฤษฎีพื้นฐานการเกิดดิสชาร์จ
บางส่วน (PD)3. การออกแบบและสร้าง H.V. Cables
Terminator
5. การทดสอบหาค่า PDของสายเคเบิล
XLPE24kV
6. การทดสอบหาค่า Dielectric Loss ของสาย
เคเบิล XLPE24kV
7. บทสรุป
4. การวิเคราะห์ค่าPD, C&tanδ Cablesของ Terminator

5. 5
บทที่1
บทนำา

6. 6
1. บทนำา
1.1ความเป็นมาและความสำาคัญ
ของงานวิจัย
ษาด้านวิศวกรรมไฟฟ้าแรงสูง ในเรื่อง Partial Dis
ctric Loss ที่เกิดขึ้นภายในโครงสร้างของฉนวนขอ
จะเป็นแนวทางใช้ในการออกแบบขั้วต่อสายเคเบิล
องปฏิบัติการทางวิศวกรรมไฟฟ้าแรงสูง
3) งานวิจัยนี้ยังเป็นส่วนหนึ่งที่ช่วยลดงบ
ประมาณที่สูงในการนำาเข้าขั้วต่อ
สายเคเบิลแรงดันสูงที่ผลิตจากต่าง
ประเทศ

7. 7
1. บทนำา
ความมุ่งหมายและวัตถุประสงค์ของการศึกษา
เนื่องจากประเทศได้มีการพัฒนาระบบส่งจ่าย
กำาลังไฟฟ้ามากมาย สายเคเบิลใต้ดินหรือ
Underground Cable จึงเป็นส่วนหนึ่งของระบบ
การทดสอบหาค่า PD และCapacitance
and Dissipation Factor เพื่อคำานวณหาค่า

8. 8
1. บทนำา
ความมุ่งหมายและวัตถุประสงค์ของการศึกษา
ตรวจสอบหาค่า PD”ที่เกิดขึ้นภายในสาย
มารถมองด้วยตาเปล่าได้เนื่องจากเป็นลัก
ารเกิดดิสชาร์จภายในเนื้อฉนวน (Internald

9. 9
Power cables insulation defectsPower cables insulation defects
ตัวอย่างความเสียหายที่เกิดขึ้นกับ
IEEE Dielectric& Insulatio n Magazine 1

10. 10
แนวความคิดที่ใช้ในการทำาวิจัย
565,000
บาท
303,000
บาท
590,000บาท

11. 11

12. 12

13. 13

14. 14

15. 15

16. 16
เปรียบเทียบกับหลักการของงาน
วิจัยที่มีอยู่เดิม
การใช้ฉนวนเหลว
ในการลดความเครียด
สนามไฟฟ้า
การใช้ฉนวนก๊าซ
ในการลดความเครียด
สนามไฟฟ้า

17. 17
อกแบบและสร้างขั้วต่อสายเคเบิลแรงดัน
XLPEที่พิกัดแรงดัน 24kV/240Sq.mm
เคราะห์หาค่า PDและ Dielectric Loss ที่ข
สายเคเบิล (High-VoltageCableTerminato
เคราะห์หาค่า PDและ Dielectric Loss ของ
คเบิลแรงดันสูง XLPE24kV/240Sq.mm

18. 18
บทที่ 2
ทฤษฎีพื้นฐานและ
การเกิดดิสชาร์จ
บางส่วน (PD)

19. 19
2. ทฤษฎีพื้นฐานและการเกิดดิสชาร์จ
บางส่วน (PD)
2.รูปที่ 1ส่วนต่างๆของสายเคเบิลแรงสูงฉนวนXLPE[21]

20. 20
2. ทฤษฎีพื้นฐานการเกิดดิสชาร์ตบาง
ส่วน (PD)
ลักษณะของไดอิเล็กตริกของฉนวนในสายเคเบิลที่มีโพรงอากาศ

21. 21
2. ทฤษฎีพื้นฐานการเกิดดิสชาร์ตบาง
ส่วน (PD)
(A)
(B)
(C)
3การเกิดดิสชาร์จแบ่ง ลักษณะคือ
(A) ExternalDischargeหรือCoronaDischarge
(B) SurfaceDischarge
(C) InternalDischargeหรือPartialDischarge

22. 22
2. ทฤษฎีพื้นฐานการเกิดดิสชาร์ตบาง
ส่วน (PD)
cb
bAB
CC
CV
V
+
=∆
*
Α
Β
Q=C*Vc

23. 23
2. ทฤษฎีพื้นฐานการเกิดดิสชาร์ตบาง
ส่วน (PD)
bV คือแรงดันเบรคดาวน์ของโพรงอากาศหรือแกป
rV คือแรงดันหลังการเบรคดาวน์ของโพรงอากาศหรือแกป
vVˆคือค่ายอดของแรงดันคร่อมโพรงอากาศหรือแกปถ้าไม่มีการเกิดของPDเลย
ซึ่งเท่ากับ )]CC/(C[ cbb + เท่าของค่ายอดของแรงดันคร่อมวัสดุทดสอบ

24. 24
จรพื้นฐานสำาหรับการตรวจจับดิสชาร์จบางส่วน
U คือแหล่งจ่ายแรงดันสูง Ct คือวัสดุทดสอบ
Ck คือตัวเก็บประจุคับปลิง Zm คืออิมพีแดนซ์วัด
A คือวงจรขยายสัญญาณ CRT คือภาคแสดงผล
Z คือตัวกรอง

25. 25
วงจรพื้นฐานสำาหรับการตรวจจับดิสชาร์จ
บางส่วน
ตามมาตรฐาน IEC PublicationNo. 270
2.10รูปที่ วงจรทดสอบ ( )ดิสชาร์จบางส่วนแบบ ก
ตามมาตรฐานIEC270 [6] 18หน้า

26. 26
การจำาแนกชนิดของดิสชาร์จบางส่วนในสายเคเบิล
)ง คาร์บอนแทรกภายในไดอิเล็กตริก
)ค เศษวัสดุและสิ่งเจือปนภายในไดอิเล็กตริก
)ขรอยแตกภายในไดอิเล็กตริก)ก โพรงอากาศที่เกิดขึ้นในไดอิเล็กตริก
(ก) (ค)
(ข)
(
ง
)

27. 27
การควบคุมสนามไฟฟ้าของสายเคเบิล
Cut end of ouster
conducting layer
Inner conducting layer when present
Insulation XLPE CO
C1
Conductor
Surface element
Semiconductor
0
1
C
C
EdUa≈
เมื่อUa คือแรงดันเริ่มต้นของการเบรคดาวน์ระหว่างฉนวนกับชั้นตัวนำาที่ถูกตัดออก
C1 คือค่าคาปาซิแตนซ์ระหว่างชั้นตัวนำาที่ถูกตัดออกไปกับฉนวน
C0 คือค่าคาปาซิแตนซ์ระหว่างฉนวนกับตัวนำา
Ed คือค่าความเครียดสนามไฟฟ้าเบรคดาวน์ที่ปลายชั้นของตัวนำาที่ถูกตัดออก

28. 28
การควบคุมสนามไฟฟ้าของสายเคเบิล
การกระจายสนาม
ไฟฟ้าเมื่อใช้ Stress
cone
การกระจายสนาม
ไฟฟ้าเมื่อใช้
High
Permittivity

29. 29
การควบคุมสนามไฟฟ้าของสายเคเบิล
2.รูปที่ 28การแก้ไขสนามไฟฟ้าแบบRefractivestresscontrol
2.รูปที่ 27การแก้ไขสนามไฟฟ้าแบบCapacitivestresscontrol
รูปที่ 2.27 รูปที่ 2.28

30. 30
บทที่ 3
การออกแบบ
และสร้าง H.V.
Cables
Terminator

31. 31
3. การออกแบบและสร้าง H.V. Cables
Terminator
ส่วนประกอบของขั้วต่อสาย
เคเบิลแรงดันสูง แบ่งออกเป็น
ดังนี้...
วต่อตัวนำาสายเคเบิลแรงดันสูง XLPE
ฐานรองรับขั้วต่อตัวนำาสายเคเบิล
3. ท่ออะคลีลิคใส
4. ฝาปิดชุดทอสอบขั้วต่อ
สายเคเบิลและ
เกจวัดค่าความดัน
ชุดลดค่าความเครียดสนามไฟฟ้า

32. 32
3. การออกแบบและสร้าง H.V. Cables
Terminator
ขั้วต่อตัวนำาสายเคเบิลแรงดันสูง XLPE

33. 33
2. ฐานรองรับขั้วต่อตัวนำาสายเคเบิล
3. การออกแบบและสร้าง H.V. Cables
Terminator

34. 34
3. การออกแบบและสร้าง H.V. Cables
Terminator
3.33รูปที่ องค์ประกอบการคำานวณสนามไฟฟ้าที่สายเคเบิลในลักษณะทรงกระบอกแกนร่วม
XLPE,φ =3.2cm
r1 r2 r3
C’1
C’2
E2max
E1max
PVC,φ =4.2cm
Conductor, φ =2.0cm
ε XLPE=2.5
ε PVC=5.0
3.8.3การออกแบบคำานวณค่าสนามไฟฟ้าขั้วต่อตัวนำาสาย

35. 35
3. การออกแบบและสร้าง H.V. Cables
Terminator
วิธีการคำานวณหาค่าC1 และC2 ในฉนวนชั้นXLPEและPVC
1C′ =
1
2
1
r
r
n
2

πε
และ 2C′ =
2
3
2
r
r
n
2

πε
ฉะนั้นคาปาซิแตนซ์ผลลัพท์คือ
resC′ = 21
21
CC
C.C
′+′
′′
=
1
2
2
2
3
1
21
r
r
n
r
r
n
2
 ε+ε
επε

36. 36
3. การออกแบบและสร้าง H.V. Cables
Terminator
ความเครียดสนามไฟฟ้าในชั้นฉนวนที่รัศมี rx 3.37คำานวณได้จากความสัมพันธ์ของสมการที่ คือ
xrE = xxr2
Q
πε = xx
res
r
UC
πε2
.
=






ε+εε
εε
1
2
2
2
3
1xx
21
r
r
n
r
r
nr
U

(ความเครียดสนามไฟฟ้าในชั้นฉนวนที่รัศมีของตัวนำาConductor)คือ 1rE
1rE = 11
res
r2
U.C
πε = )cm0.1(x)5.2(x2
)Volt000,24(x)F922.25(
π =39,6058Volt/cm=39.6058kV/cm
ความเครียดสนามไฟฟ้าในชั้นฉนวนที่รัศมีของฉนวนXLPEคือ 2rE
2rE = 22
res
r2
U.C
πε = )cm6.1(x)0.5(x2
)Volt000,24(x)F922.25(
π =12,376Volt/cm=12.3760kV/cm

37. 37
3. การออกแบบและสร้าง H.V. Cables
Terminator
ฉะนั้นความเครียดสนามไฟฟ้าสูงสุดในฉนวนแต่ละชั้นจะเกิดขึ้นที่รัศมีน้อยที่สุดของชั้นนั้น
3ดังแสดงในรูป .33 1คือในฉนวนชั้นEmaxเกิดขึ้นที่ r =r1 , ε = 1ε






ε+ε
ε
=
ε=ε
=
1
2
2
2
3
11
2
1
1rr
max1
r
r
n
r
r
nr
U
E

= [ ])0.1(
)6.1(
n)0.5(
)6.1(
)1.2(
n)5.2()cm0.1(
000Volt)(5.0)x(24,
 + = 39.6170kV/cm
2และในฉนวนชั้น Emaxเกิดขึ้นที่ r=r2 , ε = 2ε






ε+ε
ε
=
ε=ε
=
1
2
2
2
3
12
1
2
2rr
max2
r
r
n
r
r
nr
U
E

= [ ])0.1(
)6.1(
n)0.5(
)6.1(
)1.2(
n)5.2()cm6.1(
000Volt)(2.5)x(24,
 + = 12.3803kV/cm

38. 38
3. การออกแบบและสร้าง H.V. Cables
Terminator
3รูปที่ .34คาปาซิเตอร์ทรงกระบอกแกนร่วมมีชั้นฉนวนซ้อนของสายเคเบิล
a) แรงดันกระจายในชั้นฉนวนของสายเคเบิลr1,r2,….,rn
b) สนามไฟฟ้ากระจายในชั้นฉนวนของสายเคเบิลr1,r2,….,rn
E
U
a
b
E(r)
U(r)
r1r 2r 3r 4r 5r 6r
E1max
E2max
E3max
E4max
E5max

39. 39
3. การออกแบบและสร้าง H.V. Cables
Terminator
3. ท่ออะคลีลิคใส
3รูปที่ .35สายเคเบิลแรงดันสูงในขั้วต่อสายรอบนอกมีฉนวนเป็นอากาศ
สายเคเบิลแรงดันสูงที่ปลอกสายเหลือเพียง
XLPEเส้นผ่านศูนย์กลาง3.2cm
ผิวนอกของขั้วต่อสายที่ทำาจากอะคลี
13.0ใสเส้นผ่านศูนย์กลาง cm
ฉนวนก๊าซที่ใช้ภายในขั้วต่อสายคือ
อากาศและก๊าซออกซิเจน

40. 40
เนื่องจากต้องการให้เห็นภายในเพราะหากใช้เป็นท่อPVCทึบหากเกิดเบรคดาวน์จะไม่สามารถมองเห็น
3.37ภายในท่อได้แสดงดังรูปที่ ( 0.6 0.12 0.13 )ยาว เมตรรัศมีใน เมตรรัศมีนอกเมตร
3.37รูปที่ ท่อ 13อะคลีลิคใสขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง เซนติเมตร

41. 41
3. การออกแบบและสร้าง H.V. Cables
Terminator
าปิดชุดทอสอบขั้วต่อสายเคเบิลและเกจวัดค่าความดัน

42. 42
3. การออกแบบและสร้าง H.V. Cables
Terminator
าปิดชุดทอสอบขั้วต่อสายเคเบิลและเกจวัดค่าความดัน

43. 43
3. การออกแบบและสร้าง H.V. Cables
Terminator
ชุดลดค่าความเครียดสนามไฟฟ้า

44. 44
H.V. Cables Terminator24kV240

45. 45
H.V. Cables Terminator

46. 46
บทที่ 4
การวิเคราะห์
หาค่า PDของ
Cables
Terminator

47. 47
4. การวิเคราะห์หาค่า PDของ Cables
Terminator
วิทยานิพนธ์นี้ได้กำาหนดขอบเขตของค่าดิสชาร์จบางส่วนที่
เกิดขึ้นกับขั้วต่อสายเคเบิล โดยอ้างอิงจากขั้วต่อสายเคเบิลแรงดัน
สูงที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมและห้องปฎิบัติการทางวิศวกรรมไฟฟ้า
แรงสูง ผู้วิจัยจึงขออ้างอิงจากข้อมูลการทดสอบมาตราฐานค่าดิส
ชาร์จบางส่วนที่PD≤ 1pCในTechnicalDataของCableTest
Termination KEV Seriesจากบริษัท HAEFELY TRENCH
ประเทศSwitzerland

48. 48
4. การวิเคราะห์หาค่า PDของ Cables
Terminator
4.2.1ขั้นตอนการทดสอบขั้วต่อสายเคเบิล
Type A
Type B
Type C
Type D

49. 49
4. การวิเคราะห์หาค่า PDของ Cables
Terminator
4.6รูปที่ วงจรการทดสอบหาค่าดิสชาร์จบางส่วน(PD) 24ที่ขั้วต่อสายเคเบิลแรงดันสูง kV
CableTerminatorTesting
AirInsulation
High-VoltageLine
Zf
CHV
CLV
PD
HVTestingTransformer100kV
AC,0-220V
HVAC,100kV
PD
TE-571

50. 50

51. 51
4.3.1ค่าPDของขั้วต่อสายเคเบิลแรงดันสูงที่ไม่มีสายเคเบิลต่อและไม่มีฝาปิด
Typ

52. 52
4.3.2ค่าPDของขั้วต่อสายเคเบิลแรงดันสูงที่ไม่มีสายเคเบิลต่อและมีฝาปิด
Typ

53. 53
4.3.3ค่าดิสชาร์จบางส่วนของขั้วต่อสายเคเบิลแรงดันสูงที่ไม่มีสายเคเบิลต่อและ
ไม่มีฝาปิดพร้อมกับชุดลดโคโรนาดิสชาร์จ
Typ
e C

54. 54
4.3.4ค่าดิสชาร์จบางส่วนของขั้วต่อสายเคเบิลแรงดันสูงที่ไม่มีสายเคเบิลต่อและ
มีฝาปิดพร้อมกับชุดลดโคโรนาดิสชาร์จ
Typ

55. 55
4.4การวิเคราะห์ค่าพลังงานสูญเปล่าไดอิเล็กตริกที่ขั้วต่อสายเคเบิล
กำาลังสูญเสียไดอิเล็กตริกของวัสดุหรืออุปกรณ์ใดๆ ที่ใช้งานกับแรงดันกระแสสลับสามารถ
คำานวณหรือประมาณค่าที่แรงดันใช้งาน Uใดๆได้จากสมการ Pd=ω *C*U*2
tanδ
รูปที่4.15วงจรวัดค่าคาปาซิแตนซ์และแฟกเตอร์พลังงานสูญเปล่าไดอิเล็กตริก
II
III IV
I
Capacitance
Standard100pF
Capacitance
ของขั้วต่สายเคเบิล
High-Voltage
ACSource
Type2809a

56. 56
4.1ตารางที่ การทดสอบค่าDielectricLoess 1( )ของขั้วต่อสายเคเบิลแรงดันสูงหัวที่ ไม่ปิดฝา
Sensitivity Ucontrol
(kV)
Utest
(kV)
f
(Hz)
Cxtest
(pF)
tanδ DielectricLoss
(µ W)
1
2
11.3
11.3
12.26
12.21
49.8
49.8
106.89
107.74
1.832x10-3
1.860x10-3
92.421
93.810
ค่าเฉลี่ย 11.3 12.24 49.8 107.56 1.847x10-3
93.115
1
2
3
22.6
22.6
22.4
24.61
24.62
24.44
49.9
49.8
49.8
108.42
108.60
109.70
1.824x10-3
1.845x10-3
1.886x10-3
376.085
381.357
388.043
ค่าเฉลี่ย 22.53 24.55 49.83 108.91 1.851x10-3
381.828
1
2
3
33.5
33.5
33.5
36.68
36.68
36.67
49.8
49.8
49.8
108.42
108.60
108.47
1.838x10-3
1.847x10-3
1.875x10-3
841.866
847.393
858.741
ค่าเฉลี่ย 33.5 36.70 49.83 108.49 1.853x10-3
849.333

57. 57
4.ตารางที่ 2การทดสอบค่าDielectricLoess 1( )ของขั้วต่อสายเคเบิลแรงดันสูงหัวที่ ปิดฝา
Sensitivity Ucontrol
(kV)
Utest
(kV)
f
(Hz)
Cxtest
(pF)
tanδ DielectricLoss
(µW)
1
2
10.9
10.9
11.81
11.81
49.9
49.9
108.5
108.6
1.892x10-3
1.845x10-3
89.904
87.751
ค่าเฉลี่ย 10.9 11.81 49.9 107.55 1.867x10-3
88.827
1
2
3
22.0
22.0
22.0
23.93
23.92
23.92
49.9
49.8
49.8
108.80
108.68
109.70
1.859x10-3
1.875x10-3
1.886x10-3
363.683
366.102
371.706
ค่าเฉลี่ย 22.0 23.92 49.83 108.34 1.851x10-3
367.163
1
2
3
33.4
33.4
33.7
36.59
36.35
36.29
49.8
49.8
49.8
109.61
109.80
108.47
1.827x10-3
1.824x10-3
1.835x10-3
841.866
830.932
823.093
ค่าเฉลี่ย 33.5 36.35 49.83 108.74 1.853x10-3
831.963

58. 58
4.ตารางที่ 3การทดสอบค่าDielectricLoessของขั้วต่อสายเคเบิลแรงดันสูงหัวที่2( )ไม่ปิดฝา
Sensitivity Ucontrol
(kV)
Utest
(kV)
f
(Hz)
Cxtest
(pF)
tanδ DielectricLoss
(µ W)
1
2
11.2
11.2
12.26
12.21
49.8
49.8
106.89
107.74
1.832x10-3
1.860x10-3
92.580
94.321
ค่าเฉลี่ย 11.2 12.24 49.8 107.56 1.847x10-3
93.450
1
2
3
22.6
22.6
22.4
24.61
24.62
24.44
49.9
49.8
49.8
108.42
108.60
109.70
1.824x10-3
1.845x10-3
1.886x10-3
376.021
381.311
385.600
ค่าเฉลี่ย 22.53 24.55 49.83 108.91 1.851x10-3
380.977
1
2
3
33.4
33.5
33.4
36.68
36.68
36.67
49.8
49.8
49.8
108.42
108.60
108.47
1.838x10-3
1.847x10-3
1.875x10-3
842.012
844.870
852.154
ค่าเฉลี่ย 33.4 36.70 49.83 108.49 1.853x10-3
846.345

59. 59
4.ตารางที่ 4การทดสอบค่าDielectricLoessของขั้วต่อสายเคเบิลแรงดันสูงหัวที่2( )ปิดฝา
Sensitivity Ucontrol
(kV)
Utest
(kV)
f
(Hz)
Cxtest
(pF)
tanδ DielectricLoss
(µ W)
1
2
11.3
11.3
12.26
12.21
49.8
49.8
106.89
107.74
1.832x10-3
1.860x10-3
91.542
93.100
ค่าเฉลี่ย 11.3 12.24 49.8 107.56 1.847x10-3
92.321
1
2
3
22.6
22.6
22.4
24.61
24.62
24.44
49.9
49.8
49.8
108.42
108.60
109.70
1.824x10-3
1.845x10-3
1.886x10-3
376.085
381.357
388.043
ค่าเฉลี่ย 22.53 24.55 49.83 108.91 1.851x10-3
381.828
1
2
3
33.5
33.5
33.5
36.68
36.68
36.67
49.8
49.8
49.8
108.42
108.60
108.47
1.838x10-3
1.847x10-3
1.875x10-3
839.255
852.264
853.698
ค่าเฉลี่ย 33.5 36.70 49.83 108.49 1.853x10-3
848.405

60. 60
4. การวิเคราะห์หาค่า PDของ Cables
Terminator
วิเคาะห์ได้ว่าค่าดิสชาร์จที่เกิดขึ้นกับขั้วต่อสายเคเบิลแรงดันสูงมี
ค่าที่วัดได้อยู่ที่ PD=0pCหรือมีค่าใก้ลเคียงมาตราฐานPD≤ 1pC
ตามมาตราฐานของบริษัทที่ใช้อ้างอิงในข้อมูลทางเทคนิคของขั้วต่อ
สายเคเบิลแรงดันสูงที่ใช้ในงานทดสอบสายเคเบิลแรงดันสูง
สำาหรับค่าพลังงานสูญเปล่าไดอิเล็กตริกของขั้วต่อสายนั้นไม่มีในข้อมูลอ้างอิงของ
บริษัทแต่ก็สามารถหาค่าได้ตามหลักการทดสอบหาค่าคาปาซิแตนซ์และแฟกเตอร์พลังงาน
สูญเปล่าไดอิเล็กตริกซึ่งสรุปได้ว่าการเกิดพลังงานสูญเสียมีค่าใกล้เคียงกันเกือบทุกแบบ
สรุป

61. 61
บทที่ 5
การทดสอบหา
ค่า PDของ
สายเคเบิล
XLPE24kV

62. 62
5. การทดสอบหาค่า PDของสายเคเบิล
XLPE24kV
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.

63. 63
5. การทดสอบหาค่า PDของสายเคเบิล
XLPE24kV
5. PD Analysis TE-
571
1.Capacitor
Voltage Divider
2. High-Voltage
Transformer
100 kV
4. Coupling Capacitor Transformer3. Coupling
Quadruple
6. Termination
Testing
High-Voltage
Cable Unit
7. Calibration Type
451
1
2
3
4
5
6
7
รูปที่ 5.4 การทดสอบวัดค่าดิสชาร์จบางส่วน(PD)ในขั้วต่อ
สายเคเบิลแรงดันสูง XLPE24kV

64. 64
5. การทดสอบหาค่า PDของสายเคเบิล
XLPE24kV
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
รูปที่ 5.3 วงจรการทำางานของการทดสอบหาค่าดิสชาร์จบางส่วน(PD) ที่เกิดขึ้นในสาย
เคเบิลแรงดันสูง XLPE ขนาดแรงดัน 24 kV 240 Sq. mm.

65. 65
5. การทดสอบหาค่า PDของสายเคเบิล
XLPE24kV
ในการทดสอบสายเคเบิลที่ขั้วต่อสายเคเบิลใช้แรงดันในการทดสอบที่ระดับแรงดันสูง
12kV,24kV 36และ kVโดยแบ่งลักษณะของฉนวนที่ใช้ในการทดสอบดังนี้
1) (ฉนวนก๊าซคืออากาศAir)อัดอากาศที่0.5bar
2) (ฉนวนก๊าซคืออากาศAir)อัดอากาศที่1.0bar
3) (ฉนวนก๊าซคืออากาศAir)อัดอากาศที่1.5bar
4) (ฉนวนก๊าซคืออากาศAir)อัดอากาศที่2.0bar
5) (ฉนวนก๊าซคืออากาศAir)อัดอากาศที่2.5bar
6) (ฉนวนก๊าซคืออากาศAir)อัดอากาศที่3.0bar
7) (ฉนวนก๊าซคือออกซิเจนOxygen) อัดอากาศที่0.5bar
8) (ฉนวนก๊าซคือออกซิเจนOxygen) อัดอากาศที่1.0bar
9) (ฉนวนก๊าซคือออกซิเจนOxygen) อัดอากาศที่1.5bar
10) (ฉนวนก๊าซคือออกซิเจนOxygen) อัดอากาศที่2.0bar
11) (ฉนวนก๊าซคือออกซิเจนOxygen) อัดอากาศที่2.5bar
12) (ฉนวนก๊าซคือออกซิเจนOxygen) อัดอากาศที่3.0bar
13)ฉนวนก๊าซคืออากาศ(Air)ทำาสุญญากาศที่20mm.Hg

66. 66
ฉนวนก็าซ คือ อากาศ (Air)ที่แรงดันทดสอบ
12kV
อัดอากาศที่0.5bar ค่าPD>5.8pC อัดอากาศที่2.0bar ค่าPD=4.2pC

67. 67
ฉนวนก็าซ คือ อากาศ (Air)ที่แรงดันทดสอบ
12kV
อัดอากาศที่3.0bar ค่าPD>2.6pC

68. 68
ฉนวนก็าซ คือ อากาศ (Air)ที่แรงดันทดสอบ
24kV
อัดอากาศที่0.5bar ค่าPD>7.1pC อัดอากาศที่2.0bar ค่าPD=3.8pC
ค่าPD< 5.0pC

69. 69
ฉนวนก็าซ คือ อากาศ (Air)ที่แรงดันทดสอบ
24kV
อัดอากาศที่3.0bar ที่ระดับค่าPD<5.0pC

70. 70
ฉนวนก็าซ คือ อากาศ (Air)ที่แรงดันทดสอบ
36kV
อัดอากาศที่0.5bar ค่าPD>7.9pC อัดอากาศที่2.0bar ค่าPD>6.0pC

71. 71
ฉนวนก็าซ คือ อากาศ (Air)ที่แรงดันทดสอบ
36kV
อัดอากาศที่3.0bar ค่าPD=3.6pC

72. 72
ฉนวนก็าซ คือ ก๊าซอ๊อกซิเจน (Oxygen)ที่
แรงดันทดสอบ 12kV
อัดอากาศที่0.5bar ค่าPD>5.5pC อัดอากาศที่2.0bar ค่าPD=2.7pC

73. 73
ฉนวนก็าซ คือ ก๊าซอ๊อกซิเจน (Oxygen)ที่
แรงดันทดสอบ 12kV
(ออกซิเจนOxygen)อัดความดันที่3.0bar ที่ระดับค่าPD<2.0pC

74. 74
ฉนวนก็าซ คือ ก๊าซอ๊อกซิเจน (Oxygen)ที่
แรงดันทดสอบ 24kV
อัดอากาศที่0.5bar ค่าPD>6.7pC อัดอากาศที่2.0bar ค่าPD>3.7pC

75. 75
ฉนวนก็าซ คือ ก๊าซอ๊อกซิเจน (Oxygen)ที่
แรงดันทดสอบ 24kV
(ออกซิเจนOxygen)อัดความดันที่3.0bar ที่ระดับค่าPD<2.0pC

76. 76
ฉนวนก็าซ คือ ก๊าซอ๊อกซิเจน (Oxygen)ที่
แรงดันทดสอบ 36kV
อัดอากาศที่0.5bar ค่าPD>7.1pC อัดอากาศที่2.0bar ค่าPD>5.8pC

77. 77
ฉนวนก็าซ คือ ก๊าซอ๊อกซิเจน (Oxygen)ที่
แรงดันทดสอบ 36kV
(ออกซิเจนOxygen)อัดความดันที่3.0bar ที่ระดับค่าPD>3.3pC

78. 78
ฉนวนก็าซ คือ สุญญากาศ ที่แรงดันทดสอบ
12, 24, 36kV
อากาศ(Air)ทำาสุญญากาศ
ที่ระดับค่าPD>5.5(12kV),5.3(24kV),6.7(36kV) pC

79. 79
AirInsulation
Compressor(bar)
12kV
PDLevel(pC)
24kV
PDLevel(pC)
36kV
PDLevel(pC)
0.5bar > 5.8 = 7.1 > 7.9
1.0bar > 5.3 > 6.0 > 7.1
1.5bar = 4.8 > 5.5 > 6.7
2.0bar = 4.2 = 3.8 > 6.0
2.5bar = 2.7 = 3.3 > 5.5
3.0bar > 2.6 < 2.1 = 3.6

80. 80
OxygenInsulation
Compressor(bar)
12kV
PDLevel(pC)
24kV
PDLevel(pC)
36kV
PDLevel(pC)
0.5bar > 5.5 > 6.7 > 7.1
1.0bar = 4.8 > 5.5 > 6.3
1.5bar = 3.1 = 4.9 > 5.0
2.0bar = 2.7 > 3.7 > 5.8
2.5bar < 2.2 < 2.8 > 5.3
3.0bar < 2.0 < 2.0 > 3.3

81. 81
Vacuum
Insulation
(mm.Hg)
12kV
PDLevel(pC)
24kV
PDLevel(pC)
36kV
PDLevel(pC)
20mm.Hg
(26.1357mm.bar)
> 5.5 > 5.8 > 6.7
(760mm.Hg=1bar)

82. 82
5. การทดสอบหาค่า PDของสายเคเบิล
XLPE24kV
การทดสอบสายเคเบิลแรงดันสูงที่ใช้ขั้วต่อสายเคเบิลที่สร้างขึ้นนี้สามารถใช้ใน
การทดสอบที่แรงดันสูงกระแสสลับตามค่าพิกัดมาตราฐานและยังใช้ในการทดสอบ
การวัดค่าดิสชาร์จบางส่วนที่เกิดขึ้นด้วยวิธีการเปรียบเทียบกับค่าของการทดสอบสาย
เคเบิลที่มีสภาพที่ดีจากโรงงานผลิตสายเคเบิลที่ได้มาตราฐาน มีผลการทดสอบอยู่ใน
ระดับมาตราฐานPD≤ 10pC
ในการทดสอบสายเคเบิลแรงดันสูงโดยใช้ขั้วต่อสายเคเบิลที่มีการฉนวนด้วยก๊าซ
คือ อากาศ และก๊าซออกซิเจน สามารถสรุปได้ว่า ก๊าซมีคุณสมบัติในการเป็นฉนวน
การอัดอากาศหรือการเพิ่มความดันเข้าไปที่ขั้วต่อสายเคเบิลแรงดันสูงสามารถเพิ่มค่า
ความเป็นฉนวนให้กับพื้นผิวบริเวณที่ทำาการปลอกสายเพื่อการทดสอบได้
สรุป

83. 83
บทที่ 6
การทดสอบหา
ค่า Dielectric
Loss ของ
สายเคเบิล

84. 84
6. การทดสอบหาค่า Dielectric Loss ของสาย
เคเบิล XLPE24kV
NcXc
5R 4R
3R 4C
2T
b
IV
V
III
III
N
a
G
I
II
S
s
1T
u

85. 85
6. การทดสอบหาค่า Dielectric Loss ของสาย
เคเบิล XLPE24kV
C and tanδ 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

86. 86
6. การทดสอบหาค่า Dielectric Loss ของสาย
เคเบิล XLPE24kV
6.1ตารางที่ ผลการทดสอบการวัดค่าคาปาซิแตนซ์ของชุดทดสอบรวมกับสายเคเบิลใน
กรณีที่มีอากาศปกติ 38 g/mที่ความชื้นสัมบูรณ์ที่ 3
27.2 Cอุณหภูมิห้อง °
Sensitivity Ucontrol
(kV)
Utest
(kV)
f
(Hz)
Cxtest
(pF)
Tanδ
1
2
3
12.8
12.2
12.6
12.99
12.85
12.82
49.9
49.9
49.9
2562.20
2568.34
2579.54
7.982*10-4
7.981*10-4
7.980*10-4
1
2
25.6
25.8
25.84
25.67
49.9
49.8
2568.90
2569.67
7.993*10-4
7.991*10-4
1
2
39.8
37.8
39.97
38.92
49.8
49.8
2570.94
2579.68
7.997*10-4
7.999*10-4
IEC 60502-1, TanDelta, XLPE<,= 80x10-4

87. 87
6. การทดสอบหาค่า Dielectric Loss ของสาย
เคเบิล XLPE24kV
6.2ตารางที่ ผลการทดสอบการวัดค่าคาปาซิแตนซ์ของชุดทดสอบรวมกับสายเคเบิล
ในกรณีVacuum( )สุญญากาศภายในท่อ 38 g/mความชื้นสัมบูรณ์ที่ 3
27.5 Cอุณหภูมิห้อง °
Sensitivity Ucontrol
(kV)
Utest
(kV)
f
(Hz)
Cxtest
(pF)
Tanδ
1
2
3
12.0
11.9
11.9
13.00
12.87
12.87
49.9
49.9
49.9
2561.70
2566.68
2563.59
7.81*10-4
7.79*10-4
7.82*10-4
1
2
24.48
22.2
26.9
24.18
49.9
49.8
2574.55
2574.59
7.79*10-4
7.79*10-4
1
2
38.07
38.04
40.90
40.58
49.8
49.8
2594.60
2595.60
7.73*10-4
7.74*10-4
IEC 60502-1, TanDelta, XLPE<,= 80x10-4

88. 88
6. การทดสอบหาค่า Dielectric Loss ของสาย
เคเบิล XLPE24kV
ตารางที่6.3ผลการทดสอบการวัดค่าคาปาซิแตนซ์ของชุดทดสอบรวมกับสายเคเบิลในกรณีอัด
2 barอากาศจำานวน 38 g/mความชื้นสัมบูรณ์ที่ 3
28Cอุณหภูมิห้อง °
Sensitivity Ucontrol
(kV)
Utest
(kV)
f
(Hz)
Cxtest
(pF)
Tanδ
1
2
3
12.2
12.1
12.1
12.89
12.75
12.81
49.9
49.9
49.9
2561.20
2563.80
2563.40
7.954*10-4
7.952*10-4
7.956*10-4
1
2
3
24.52
24.28
24.25
24.88
24.75
24.71
49.9
49.8
49.8
2564.60
2567.82
2570.65
7.956*10-4
7.957*10-4
7.955*10-4
1
2
3
38.80
37.25
37.15
39.92
38.72
38.58
49.8
49.8
49.8
2571.80
2577.20
2579.57
7.959*10-4
7.957*10-4
7.961*10-4
IEC 60502-1, TanDelta, XLPE<,= 80x10-4

89. 89
6. การทดสอบหาค่า Dielectric Loss ของสาย
เคเบิล XLPE24kV
6.4ตารางที่ ผลการทดสอบการวัดค่าคาปาซิแตนซ์ของชุดทดสอบรวมกับสายเคเบิล
ในกรณีอัดก๊าซออกซิเจน(O2 ) 2 barจำานวน 38 g/mความชื้นสัมบูรณ์ที่ 3
28 Cอุณหภูมิห้อง °
Sensitivity Ucontrol
(kV)
Utest
(kV)
f
(Hz)
Cxtest
(pF)
Tanδ
1
2
3
12.1
12.1
12.1
12.88
12.86
12.84
49.9
49.9
49.9
2560.64
2563.35
2563.36
7.78*10-4
7.78*10-4
7.76*10-4
1
2
24.26
23.60
24.88
24.75
49.9
49.8
2579.24
2578.50
7.76*10-4
7.75*10-4
1
2
38.50
38.80
39.88
40.25
49.8
49.8
2596.60
2595.75
7.75*10-4
7.73*10-4

90. 90
บทที่ 7
บทสรุป

91. 91
7. บทสรุป
1. งานวิจัยนี้สามารถนำามาใช้
เพื่อการศึกษาทางด้านวิศวกรรม
ไฟฟ้าแรงสูง ในส่วนของพื้น
ฐานการทดสอบฉนวนของสาย
เคเบิล XLPE2. H.V. Cables Terminator24
kV/240Sq.mm
ไม่มีค่า PDที่เกิดขึ้นเกินกว่า
มาตรฐานอ้างอิงของบริษัทชั้นนำา
ของต่างประเทศ ที่ PD 1pC
≤

92. 92
7. บทสรุป
3. การนำาขั้วต่อสายเคเบิลมาใช้
สำาหรับทดสอบสายเคเบิล XLPE
24kVมีค่า PD 10pC ซึ่งอยู่ใน
มาตราฐาน IEC 60502กำาหนด
ทางในการเลือก ฉนวนก๊าซ มาใช้ลด
สนามไฟฟ้าบริเวณขั้วต่อสายเป็นวิธีห
ถประหยัดงบประมาณในการทดสอบแ
ทบที่มีต่อสายเคเบิล

93. 93
ข้อเสนอแนะและแนวทางที่จะ
พัฒนางานวิจัยต่อไป
ยนี้ขอจบการนำาเสนอ..