วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM D1868-20 สำหรับการตรวจจับและการวัดพัลส์การคายประจุบางส่วน (โคโรนา) ในการประเมินระบบฉนวน

มาตรฐาน "ASTM D1868-20 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการตรวจจับและการวัดพัลส์การคายประจุบางส่วน (โคโรนา) ในการประเมินระบบฉนวน" ที่พัฒนาโดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) อธิบายวิธีการทดสอบสำหรับการตรวจจับและการวัดพัลส์การคายประจุบางส่วน (โคโรนา) ที่ขั้วต่อของระบบฉนวนภายใต้แรงดันไฟฟ้าทดสอบที่ใช้ และสำหรับการกำหนดแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นและแรงดันไฟฟ้าดับของการคายประจุบางส่วน (โคโรนา) เมื่อแรงดันไฟฟ้าทดสอบเพิ่มขึ้นและลดลง วิธีทดสอบนี้ยังมีประโยชน์ในการกำหนดปริมาณ เช่น โหลดที่ชัดเจน และอัตราการทำซ้ำของพัลส์ ร่วมกับปริมาณรวม เช่น กระแสไฟฟ้าเฉลี่ย อัตราส่วนกำลังสอง และกำลังไฟฟ้า วิธีทดสอบนี้มีประโยชน์สำหรับการทดสอบแรงดันไฟฟ้าที่มีความถี่ตั้งแต่ศูนย์ (แรงดันไฟฟ้าโดยตรง) ถึงประมาณ 2000 เฮิรตซ์

วิธีทดสอบนี้สามารถนำไปใช้โดยตรงกับระบบฉนวนง่าย ๆ ที่แสดงเป็นตัวเก็บประจุสองขั้วได้ วิธีทดสอบนี้ยังสามารถนำไปใช้กับระบบฉนวน (ที่มีพารามิเตอร์แบบกระจาย) เช่น สายไฟแรงสูง ในระบบดังกล่าวควรให้ความสนใจกับปรากฏการณ์ของการลดทอนและการสะท้อน

สำหรับวัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้ จะใช้ช่วงและคำจำกัดความต่อไปนี้:

การแตกตัวเป็นไอออนหมายถึงกระบวนการที่อิเล็กตรอนสูญหายหรือถูกถ่ายโอนไปยังโมเลกุลหรืออะตอมที่เป็นกลาง ทำให้เกิดอนุภาคที่มีประจุบวกหรือประจุลบ
การคายประจุบางส่วน (โคโรนา) หมายถึงการคายประจุไฟฟ้าที่เชื่อมฉนวนระหว่างตัวนำเพียงบางส่วนเท่านั้น การปล่อยประจุไฟฟ้าซึ่งควบคุมโดยกระบวนการแตกตัวของก๊าซชั่วคราวนี้ อาจเกิดขึ้นในรูปแบบประกายไฟที่มีลักษณะเป็นช่องการปล่อยประจุที่แคบ หรือแสงเรืองรองที่กระจายตัวพร้อมช่องการปล่อยประจุที่ยาวขึ้นหรือกว้างขึ้นอย่างมาก การปล่อยประจุบางส่วนเกิดขึ้นในพื้นที่ที่เต็มไปด้วยก๊าซที่ปิดล้อมด้วยระบบฉนวน และเริ่มต้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าข้ามพื้นที่เปลี่ยนแปลงไปในค่าที่เท่ากับแรงดันไฟฟ้าพังทลายของพื้นที่นั้น
โคโรนาคือการคายประจุบางส่วนที่เกิดขึ้นในก๊าซที่อยู่ติดกับตัวนำ คำศัพท์นี้ยังใช้เพื่ออ้างถึงการระบายประจุบางส่วนโดยทั่วไปด้วย
การคายประจุบางส่วนอย่างต่อเนื่อง (โคโรนาต่อเนื่อง) คือการคายประจุที่เกิดขึ้นซ้ำในช่วงเวลาที่ค่อนข้างสม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่น ประมาณทุกรอบของแรงดันไฟฟ้าสลับ หรืออย่างน้อยหนึ่งครั้งต่อนาทีสำหรับแรงดันไฟฟ้าโดยตรงที่ใช้
แรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นการคายประจุบางส่วน (โคโรนา) คือแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดที่จะเกิดการคายประจุบางส่วนอย่างต่อเนื่องเกินกว่าขนาดที่กำหนด (ซึ่งอาจกำหนดขีดจำกัดสัญญาณรบกวนพื้นหลังที่อนุญาตได้) ขณะที่แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ค่อยๆ เพิ่มขึ้น พารามิเตอร์การทดสอบและตัวอย่างจำนวนมากอาจส่งผลต่อค่านี้ และในบางกรณี การทำซ้ำอาจทำได้ยาก
แรงดันไฟดับการคายประจุบางส่วน (โคโรนา) เป็นแรงดันไฟฟ้าสูงสุด ซึ่งการคายประจุบางส่วนที่เกินกว่าขนาดที่กำหนดจะไม่เกิดขึ้นอีกต่อไปเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ลดลงทีละน้อยเหนือแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้น พารามิเตอร์การทดสอบและตัวอย่างจำนวนมากอาจส่งผลต่อค่านี้ และในบางกรณี การทำซ้ำอาจทำได้ยาก
แรงดันพัลส์การคายประจุบางส่วนคือแรงดันพัลส์ที่ขั้วที่เกิดจากการคายประจุบางส่วนซึ่งแสดงเป็นแหล่งแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายแบบอนุกรมกับความจุของระบบฉนวนที่ทดสอบและตรวจพบที่ขั้วของระบบภายใต้สภาวะวงจรเปิด รูปร่าง เวลาที่เพิ่มขึ้น และขนาดของแรงดันไฟฟ้าของพัลส์คายประจุบางส่วนขึ้นอยู่กับรูปทรงของโพรง ขนาด ลักษณะของขอบเขต ชนิดของก๊าซและความดันในนั้น และพารามิเตอร์ของตัวกลางการส่งระหว่างสนามคายประจุและเครื่องตรวจจับพัลส์คายประจุบางส่วน พัลส์การคายประจุบางส่วนของการคายประจุประเภทประกายไฟจะมีระยะเวลาการเพิ่มขึ้นสั้นกว่าอย่างมากเมื่อเทียบกับพัลส์ประเภทเรืองแสง
ปริมาณการคายประจุบางส่วน (ประจุโคโรนาที่ปลาย) คือขนาดของการคายประจุแต่ละครั้งในระบบฉนวน และแสดงเป็นการถ่ายโอนประจุที่วัดได้ที่ปลายระบบ ประจุที่วัดได้โดยทั่วไปจะไม่เท่ากับประจุที่ถ่ายโอนที่ตำแหน่งการคายประจุ และมีความสัมพันธ์กับพลังงานในการคายประจุ สำหรับตัวอย่างขนาดเล็กที่สามารถถือเป็นตัวเก็บประจุแบบก้อนเดียวอย่างง่าย จะเท่ากับผลคูณของความจุของระบบฉนวนและแรงดันไฟฟ้าพัลส์คายประจุบางส่วน
ระดับการคายประจุบางส่วน (โคโรนา) คือขนาดของการคายประจุกระแสไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดที่เกิดขึ้นระหว่างการสังเกตการคายประจุอย่างต่อเนื่อง
กระแสการระบายประจุเฉลี่ย (โคโรนา) คือค่าที่ได้จากการหารผลรวมของค่าสัมบูรณ์ของการระบายประจุแต่ละครั้งในช่วงเวลาที่กำหนดด้วยช่วงเวลาดังกล่าว
อัตราส่วนกำลังสองคือผลรวมของกำลังสองของปริมาณการระบายแต่ละครั้งในช่วงเวลาที่กำหนด หารด้วยช่วงเวลาดังกล่าว
พลังงานการคายประจุบางส่วน (โคโรนา) คือพลังงานที่ดึงมาจากแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าทดสอบอันเป็นผลจากการคายประจุแต่ละครั้ง
การสูญเสียพลังงานจากการคายประจุบางส่วน (โคโรนา) ได้มาจากการหารผลรวมของพลังงานที่ดึงมาจากแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าทดสอบด้วยการปล่อยประจุแต่ละครั้งที่เกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ด้วยช่วงเวลาดังกล่าว
การสูญเสียพลังงานที่ชัดเจนจากการคายประจุบางส่วนคือผลรวมช่วงเวลาของแอมพลิจูดของพัลส์โคโรนาทั้งหมดคูณด้วยแรงดันไฟทดสอบเทอร์มิสเตอร์
อัตราการเต้นของชีพจรการคายประจุบางส่วน (โคโรนา) คือค่าเฉลี่ยจำนวนชีพจรการคายประจุที่เกิดขึ้นต่อวินาทีหรือช่วงเวลาอื่นที่ระบุ จำนวนพัลส์สามารถจำกัดให้เท่ากับพัลส์ที่มีขนาดเกินกว่าขีดจำกัดที่กำหนดไว้ล่วงหน้า หรือเท่ากับพัลส์ที่มีขนาดระหว่างขีดจำกัดบนและล่างที่กำหนดไว้
พัลส์การคายประจุบางส่วนคือพัลส์แรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในตำแหน่งเฉพาะในวงจรอันเป็นผลจากการคายประจุบางส่วน

ในระหว่างการทดสอบ ระบบฉนวนของตัวอย่างจะได้รับการจ่ายพลังงานในวงจรทดสอบจากแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าสูง การคายประจุบางส่วน (โคโรนา) ในตัวอย่างทำให้เกิดการถ่ายโอนประจุและพัลส์แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วตัวอย่างอย่างกะทันหัน อุปกรณ์วัดที่เชื่อมต่อกับขั้วต่อจะได้รับการสอบเทียบและตอบสนองต่อพัลส์แรงดันไฟฟ้าในแง่ของประจุที่ถ่ายโอนที่ขั้วต่อ

การมีประจุไฟฟ้าบางส่วน (โคโรนา) ที่แรงดันไฟฟ้าทำงานในระบบฉนวนอาจทำให้มีอายุการใช้งานลดลงอย่างมาก วัสดุบางชนิดจะอ่อนไหวต่อความเสียหายจากการระบายประเภทนี้มากกว่าวัสดุชนิดอื่น

การมีอยู่ของประจุไฟฟ้าบางส่วน (โคโรนา) ในฉนวนที่มีลักษณะเป็นของแข็ง อาจเป็นสัญญาณบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของช่องว่างภายใน การทดสอบการคายประจุบางส่วนมีประโยชน์ในการออกแบบและการตรวจสอบฉนวนที่ขึ้นรูป ลามิเนต และคอมโพสิต เช่นเดียวกับชิ้นงานในรูปแบบสายเคเบิล ตัวเก็บประจุ หม้อแปลง บูช บาร์สเตเตอร์ และเครื่องจักรหมุน

องค์กรของเราซึ่งพยายามสนับสนุนธุรกิจจากทุกภาคส่วนด้วยการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์และการประเมินที่หลากหลายซึ่งได้ดำเนินการมาหลายปี มีบุคลากรที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามการพัฒนาของโลกในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างใกล้ชิด และปรับปรุงตัวเองอย่างต่อเนื่อง ในบริบทนี้ บริการทดสอบยังมีให้กับธุรกิจต่างๆ ตามมาตรฐาน “วิธีการทดสอบมาตรฐาน ASTM D1868-20 สำหรับการตรวจจับและการวัดผลกระทบของการระบายประจุบางส่วน (โคโรนา) ในการประเมินระบบฉนวน”