การบำรุงรักษาและทำความสะอาดตู้สวิตช์เกียร์ระบบฉนวนอากาศ (AIS) แรงสูง

1. บทบาทของ AIS และเหตุผลที่ต้องโอเวอร์ฮอลตามรอบ

สวิตช์เกียร์ชนิดฉนวนอากาศ (Air Insulated Switchgear: AIS) ใช้อากาศแวดล้อมเป็นฉนวนหลักระหว่างส่วนที่มีไฟกับโครงตู้และระหว่างเฟส จึงมีโครงสร้างเรียบง่าย ซ่อมบำรุงเข้าถึงง่าย และเป็นรูปแบบที่พบมากที่สุดในห้องไฟฟ้าแรงดันปานกลางของโรงงานและอาคารในประเทศไทย อย่างไรก็ตามการใช้อากาศเป็นฉนวนหมายความว่าสมรรถนะของระบบผูกอยู่กับสภาพแวดล้อมโดยตรง ทั้งฝุ่น ความชื้น ไอเกลือ และสัตว์เล็กที่เข้ามาในตู้ล้วนลดระยะฉนวนที่ออกแบบไว้ได้

ฝุ่นสะสมบนผิวฉนวนเอพ็อกซี่เมื่อรวมกับความชื้นจะกลายเป็นทางเดินกระแสรั่วผิว (tracking) ซึ่งพัฒนาเป็นวาบไฟตามผิว (flashover) ได้ ขณะที่จุดต่อบัสบาร์ที่คลายตัวจากรอบร้อน–เย็นจะมีความต้านทานสูงขึ้นและร้อนสะสมจนอาจถึงขั้นหลอมละลาย การโอเวอร์ฮอลตามรอบจึงเป็นการคืนสภาพระยะฉนวน ความแน่นของจุดต่อ และความคล่องตัวของกลไกให้กลับสู่ค่าออกแบบก่อนที่ความเสื่อมจะสะสมถึงจุดเกิดเหตุ

2. มาตรฐานอ้างอิงและเกณฑ์การตรวจสอบ

ตัวตู้สวิตช์เกียร์แรงดันปานกลางออกแบบและทดสอบตามอนุกรม IEC 62271 โดยเฉพาะ IEC 62271-200 สำหรับตู้แบบ metal-enclosed ระบบ 1–52 kV ในขณะที่แนวทางการติดตั้งและระยะห่างทางไฟฟ้าภายในห้องไฟฟ้าของประเทศไทยอ้างอิงมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทยของ วสท. รวมถึงข้อกำหนดการเชื่อมต่อของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (PEA) หรือการไฟฟ้านครหลวง (MEA) แล้วแต่พื้นที่

เกณฑ์ที่ใช้ประเมินระหว่างโอเวอร์ฮอลได้แก่ ค่าความต้านทานฉนวนเฟส–ดินและเฟส–เฟส ค่าความต้านทานจุดต่อบัสบาร์ในหน่วยไมโครโอห์มเทียบระหว่างจุดที่ลักษณะเดียวกัน แรงบิดขันโบลต์ตามตารางของผู้ผลิตบัสบาร์และตู้ ตลอดจนผลสแกนความร้อนขณะจ่ายโหลดก่อนและหลังการบำรุงรักษาเพื่อยืนยันว่าจุดร้อนที่พบได้รับการแก้ไขจริง

• IEC 62271-200 — ตู้สวิตช์เกียร์ metal-enclosed 1–52 kV
• มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าฯ ของ วสท. สำหรับงานติดตั้งในประเทศไทย
• ข้อกำหนดการเชื่อมต่อของ PEA / MEA ตามพื้นที่
• เทียบค่าความต้านทานจุดต่อระหว่างจุดลักษณะเดียวกัน
• สแกนความร้อนก่อนและหลังบำรุงรักษา

3. ขั้นตอนการโอเวอร์ฮอลบัสบาร์ ฉนวน และกลไก

งานโอเวอร์ฮอลต้องทำภายใต้การดับไฟและต่อลงดินครบทุกด้านของบัสตามขั้นตอนอนุญาตทำงาน (permit to work) เริ่มจากถ่ายภาพและสแกนความร้อนก่อนดับไฟเพื่อใช้เป็นข้อมูลชี้เป้า จากนั้นทำความสะอาดผิวฉนวนเอพ็อกซี่และบัสซิ่งด้วยผ้าไม่ทิ้งเส้นใยและน้ำยาทำความสะอาดฉนวนโดยเฉพาะ ห้ามใช้ผ้าชุบน้ำหรือสารทำละลายทั่วไปซึ่งอาจทิ้งคราบนำไฟฟ้า ตรวจหารอยแตกลายงา รอยไหม้ และร่องรอย tracking บนผิวฉนวนทุกจุด

จุดต่อบัสบาร์ทองแดงให้ตรวจแรงบิดตามตารางผู้ผลิตด้วยประแจปอนด์ที่สอบเทียบแล้ว จุดที่พบร้อนจากผลสแกนให้ถอดขัดผิวสัมผัส ทาสารป้องกันออกซิเดชัน แล้วประกอบใหม่พร้อมวัดค่าไมโครโอห์มยืนยัน ส่วนกลไกสวิตช์ใบมีดและ interlock ให้ทำความสะอาด หล่อลื่นด้วยจาระบีตามชนิดที่ผู้ผลิตกำหนด และทดลองสับ–ปลดหลายรอบเพื่อดูการเข้าหน้าสัมผัสพร้อมกันทั้งสามเฟส ปิดงานด้วยการวัดความต้านทานฉนวนรวมและตรวจสอบว่าไม่มีเครื่องมือหรือวัสดุตกค้างในตู้ก่อนคืนไฟ

4. ปัญหาที่พบบ่อยและการป้องกันวาบไฟตามผิว

เหตุวาบไฟในตู้ AIS ส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดทันทีทันใด แต่มีสัญญาณเตือนล่วงหน้า เช่น เสียงจี่ (corona) กลิ่นโอโซน คราบสีขาวหรือดำบนผิวฉนวน และร่องรอยความร้อนที่จุดต่อ สาเหตุที่พบบ่อยได้แก่ ความชื้นสูงในห้องไฟฟ้าจากระบบระบายอากาศหรือแอร์เสีย ช่องเปิดที่งูและหนูเข้าได้ และฝุ่นจากกระบวนการผลิตที่มีฤทธิ์นำไฟฟ้า เช่น ฝุ่นถ่านหรือฝุ่นโลหะ ซึ่งอันตรายกว่าฝุ่นทั่วไปมาก

การป้องกันเริ่มจากควบคุมสภาพแวดล้อมของห้องไฟฟ้าให้แห้งและสะอาด อุดช่องเปิดด้วยวัสดุกันไฟลาม ติดตั้งอุปกรณ์ไล่ความชื้น (space heater) ในตู้ตามที่ผู้ผลิตออกแบบไว้และตรวจว่าทำงานจริง กำหนดรอบทำความสะอาดฉนวนตามระดับความสกปรกของพื้นที่ และใช้การตรวจจับดิสชาร์จบางส่วนแบบไม่ดับไฟร่วมกับการสแกนความร้อนเป็นเครื่องมือเฝ้าระวังระหว่างรอบโอเวอร์ฮอล เพื่อให้พบความผิดปกติได้เร็วโดยไม่ต้องรอดับไฟ

• เสียงจี่ กลิ่นโอโซน และคราบบนฉนวนคือสัญญาณเตือนก่อนวาบไฟ
• ควบคุมความชื้นห้องไฟฟ้าและตรวจ space heater ให้ทำงานจริง
• อุดช่องเปิดกันสัตว์เล็กด้วยวัสดุกันไฟลาม
• ฝุ่นนำไฟฟ้าจากกระบวนการผลิตอันตรายกว่าฝุ่นทั่วไปมาก