การตรวจหาการโคโรนาและการอาร์คในอากาศด้วยคลื่นเสียงอัลตราโซนิก (Ultrasound Inspection)

1. เสียงความถี่สูง: สัญญาณแรกของฉนวนที่กำลังเสื่อม

ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าอย่างโคโรนา (Corona) การเกิดรอยนำไฟบนผิวฉนวน (Tracking) และการอาร์ค (Arcing) ล้วนปลดปล่อยพลังงานส่วนหนึ่งออกมาเป็นคลื่นเสียงความถี่สูงเกินกว่าหูมนุษย์จะได้ยิน โดยทั่วไปอยู่ในย่านประมาณ 20-100 kHz เครื่องตรวจอัลตราโซนิก (Airborne Ultrasound Detector) ทำหน้าที่รับคลื่นเหล่านี้แล้วแปลงความถี่ลงมา (Heterodyne) ให้อยู่ในย่านที่หูได้ยิน ทำให้ผู้ตรวจสามารถระบุตำแหน่งและจำแนกชนิดของการดิสชาร์จได้

จุดแข็งสำคัญของวิธีนี้คือการตรวจพบปัญหาก่อนกล้องถ่ายภาพความร้อน เพราะโคโรนาและการดิสชาร์จบนผิวฉนวนในระยะแรกแทบไม่สร้างความร้อนที่วัดได้ แต่สร้างเสียงความถี่สูงชัดเจน โดยเฉพาะในสวิตช์เกียร์แรงสูงระดับ 12-24 kV ขึ้นไปที่การเสื่อมของบุชชิ่ง ลูกถ้วย หรือจุดต่อสายแรงสูง มักเริ่มจากดิสชาร์จเล็ก ๆ สะสมเป็นเดือนหรือเป็นปีก่อนพัฒนาเป็นการลัดวงจรรุนแรง การตรวจด้วยอัลตราซาวด์จึงเป็นคู่หูที่เติมเต็มการสแกนความร้อน ไม่ใช่ตัวแทนกัน

2. การจำแนกเสียง โคโรนา แทรกกิง และอาร์ค

การแปลผลอาศัยลักษณะเฉพาะของเสียงแต่ละชนิด โคโรนาให้เสียงซ่าสม่ำเสมอคล้ายเสียงทอดเบา ๆ และสัมพันธ์กับยอดคลื่นแรงดันทุกครึ่งไซเคิล มักเกิดที่ขอบโลหะแหลมคมหรือระยะห่างทางไฟฟ้าไม่พอ ส่วนแทรกกิงหรือที่บางครั้งเรียกว่า Baby Arcing ให้เสียงซ่าที่ขาด ๆ หาย ๆ ไม่สม่ำเสมอ บ่งชี้ว่ากระแสเริ่มวิ่งตามรอยสกปรกหรือความชื้นบนผิวฉนวน ขณะที่การอาร์คให้เสียงแตกเปรี๊ยะรุนแรงไม่เป็นจังหวะ ซึ่งเป็นระดับอันตรายที่ต้องเร่งแก้ไข

เครื่องรุ่นใหม่หลายรุ่นสามารถบันทึกสัญญาณเสียงและแสดงผลเป็นภาพสเปกตรัมเทียบกับความถี่ไฟ 50 Hz เพื่อยืนยันการจำแนก และกล้องอะคูสติกอิมเมจจิง (Acoustic Imaging Camera) ที่ใช้ไมโครโฟนหลายสิบตัวสามารถซ้อนตำแหน่งแหล่งกำเนิดเสียงลงบนภาพจริง ช่วยชี้จุดดิสชาร์จบนอุปกรณ์ที่อยู่สูงหรือหลังรั้วกั้นได้โดยไม่ต้องเข้าใกล้ ซึ่งเพิ่มทั้งความปลอดภัยและความรวดเร็วในการสำรวจลานไกไฟฟ้า

• โคโรนา: เสียงซ่าสม่ำเสมอ สัมพันธ์กับ 50/100 Hz — เฝ้าระวังและวางแผนแก้ไข
• แทรกกิง: เสียงซ่าขาด ๆ หาย ๆ — ฉนวนสกปรกหรือชื้น ควรทำความสะอาด/ตรวจเพิ่ม
• อาร์ค: เสียงแตกรุนแรงไม่เป็นจังหวะ — อันตราย ต้องแก้ไขโดยเร็วที่สุด
• ใช้ร่วมกับการสแกนความร้อนเสมอเพื่อความครอบคลุม

3. เทคนิคการสำรวจภาคสนาม

การสำรวจตู้สวิตช์เกียร์แบบปิดใช้วิธีสแกนตามรอยต่อฝาตู้ ช่องระบายอากาศ และซีลประตู เพราะคลื่นอัลตราซาวด์ลอดออกมาตามช่องเปิดเล็ก ๆ ได้ดี บางหน่วยงานติดตั้งช่องตรวจ (Ultrasound Port) ไว้ที่ตู้เพื่อให้ตรวจได้โดยไม่ต้องเปิดฝา ส่วนอุปกรณ์กลางแจ้ง เช่น ลูกถ้วย จุดต่อสายเมนแรงสูง และหม้อแปลง ให้ใช้จานรับเสียงแบบพาราโบลา (Parabolic Dish) ที่เพิ่มระยะตรวจและบีบมุมรับให้ชี้ตำแหน่งได้แม่นยำจากระยะปลอดภัย

เงื่อนไขแวดล้อมมีผลต่อผลตรวจอย่างมาก ความชื้นสูง หมอก หรือหลังฝนตกจะทำให้กิจกรรมดิสชาร์จบนผิวฉนวนที่สกปรกรุนแรงขึ้น การตรวจทั้งช่วงแห้งและช่วงชื้นจึงให้ภาพที่ครบกว่า และต้องระวังเสียงรบกวนความถี่สูงจากแหล่งอื่น เช่น ลมรั่วจากระบบอัดอากาศ หรือบัลลาสต์ไฟแสงสว่าง ซึ่งผู้ตรวจที่ผ่านการฝึกจะแยกแยะได้จากจังหวะเสียงที่ไม่สัมพันธ์กับความถี่ระบบไฟฟ้า ทุกจุดที่พบต้องบันทึกไฟล์เสียง ตำแหน่ง และระดับเดซิเบลไว้เปรียบเทียบแนวโน้มรอบถัดไป

4. สาเหตุรากของดิสชาร์จและการป้องกัน

สาเหตุรากที่พบบ่อยได้แก่ ผิวฉนวนสะสมฝุ่นเกลือหรือมลภาวะอุตสาหกรรมจนเกิดทางนำไฟ ความชื้นสะสมในตู้จากซีลเสื่อมหรือฮีตเตอร์กันชื้น (Space Heater) ชำรุด ระยะห่างทางไฟฟ้าไม่เพียงพอจากการติดตั้งหรือดัดแปลงภายหลัง ปลายสายและหัวเคเบิลแรงสูง (Termination) ประกอบไม่ได้มาตรฐาน รวมถึงขอบโลหะคมที่ขาดอุปกรณ์กระจายสนามไฟฟ้า

แนวทางป้องกันเริ่มจากการทำความสะอาดฉนวนตามรอบในพื้นที่มลภาวะสูง ตรวจสอบและเปลี่ยนฮีตเตอร์กันชื้นพร้อมซีลตู้ให้อยู่ในสภาพดี ใช้หัวเคเบิลสำเร็จรูปและช่างประกอบที่ผ่านการฝึกตามคู่มือผู้ผลิต และเมื่อพบโคโรนาระยะแรกให้แก้ที่ต้นเหตุ เช่น เก็บขอบคม เพิ่มระยะห่าง หรือใส่อุปกรณ์เกรดดิ้ง การผนวกการตรวจอัลตราซาวด์เข้าเป็นรายการมาตรฐานในแผน PM ประจำปีคู่กับการสแกนความร้อน คือวิธีที่คุ้มค่าที่สุดในการดักปัญหาฉนวนแรงสูงก่อนกลายเป็นเหตุไฟดับทั้งโรงงาน