การศึกษาผลของระยะแกปและรูปร่างอิเล็กโทรดทองเหลืองที่มีต่อแรงดันไฟฟ้าเบรกดาวน์ในฉนวนน้ำมันหม้อแปลง A Study on The Effect of Gap Distance and Brass Electrode Shape to Breakdown Voltage on Transformer Oil

Abstract

งานวิจัยนี้ใช้ฉนวนน้ำมันหม้อแปลงเป็นตัวกลางในการทดลองรูปแบบสนามไฟฟ้าของอิเล็กโทรดทองเหลือง โดยการจ่ายไฟฟ้าแรงดันสูงกระแสสลับ อ้างอิงตามมาตรฐาน IEC 60156ซึ่งแบ่งการทดลองออกเป็น 3 รูปแบบ คือ (1) รูปทรงอิเล็กโทรดระนาบ-ระนาบ (2) รูปทรงอิเล็กโทรดทรงกลม-ระนาบ และ (3) รูปทรงอิเล็กโทรดปลายแหลม-ระนาบ ที่ระยะห่างช่องว่างแกป 0.5, 1.0, 1.5, 2.0และ 2.5มิลลิเมตรตามลำดับ สภาพอากาศแวดล้อมห้องทดลอง มีอุณหภูมิ 30-33องศาเซลเซียส ความดันบรรยากาศ 755-760มิลลิเมตรปรอท และความชื้น 60-65เปอร์เซ็นต์ จากการทดลองพบว่า แรงดันเบรกดาวน์ของอิเล็กโทรดแบบระนาบ-ระนาบจะมีค่ามากสุดที่ระยะแกป 2.5มิลลิเมตร คือ 18.780 กิโลโวลต์ รองลงมาคือ อิเล็กโทรดทรงกลม-ระนาบและอิเล็กโทรดปลายแหลม-ระนาบ มีแรงดัน 14.082กิโลโวลต์ และ 11.095กิโลโวลต์ ตามลำดับ ที่ระยะช่องว่างแกป 2.5 มิลลิเมตร เท่ากัน โดยทั้งสามรูปแบบมีค่าแรงดันเบรกดาวน์ต่างกันประมาณ 26เปอร์เซ็นต์ ของอิเล็กโทรดแต่ละรูปแบบ เมื่อทำการตรวจสอบสภาพความเสียหายของพื้นผิวทองเหลืองพบว่าอิเล็กโทรดแบบระนาบ-ระนาบ มีขนาดรอยความเสียหายจากการอาร์กมากที่สุดคือ 50 ไมโครเมตร อิเล็กโทรดแบบทรงกลม-ระนาบ มีขนาดรอยอาร์ก27ไมโครเมตร และอิเล็กโทรดแบบปลายแหลม-ระนาบความเสียน้อยที่สุดมีขนาดรอยอาร์ก 10ไมโครเมตร ซึ่งค่าความแข็งของรอยอาร์กหลังจากผ่านการทดลองพบค่าความแข็งจะแปรผกผันกับขนาดของรอยความเสียหายจากการอาร์กและแรงดันเบรกดาวน์ทุกตัวอย่างการทดลอง

This research uses transformer oil insulation as an intermediary for testing the electric field pattern of the brass electrode. By supplying high voltage refer to IEC 60156, which divides the test into three forms based on the electrode shape: (1) the plane-plane shape, (2) spherical - plane shape and (3) the rod – plane shape. The gap spacing is 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 and 2.5 mm.The ambient temperature of the test chamber is 30-33 °C, the atmospheric pressure is 755-760 mmHg and the relative humidity is 60-65 %. From the test, it is found that the breakdown voltage of the plane-plane shape is highest at 2.5 mm, 18.780 kV, and the second is the spherical-plane shape and the tipped-plane shape at 14.082kV and 11.095 kV respectively,and the gap spacing is 2.5 mm.The reduction breakdown voltage is approximately 26%of each electrode. The damage condition on the brass surface of the electrode is analyzed by SEM. It showed that the plane-plane shape is the most arc damage surface with a diameter of 50µm, the spherical-plane shape has a diameter of 27µm and 10µm on rod-plane electrode shape. After the test, the hardness is varied with the size of the arc damage and the breakdown voltage.

Keywords

แรงดันเบรกดาวน์; อิเล็กโทรด; สนามไฟฟ้า; Breakdown Voltage; Electrode; Electric Field