การศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางไฟฟ้ากระแสสลับของลูกถ้วยพอร์ซเลนกับอนุภาคฝุ่นซีเมนต์และเกาลีนที่เคลือบผิว
A Comparative Study of AC Porcelain Insulators Characteristics with Cement Dust Particles and Kaolin Surface Coatings
Abstract
ในช่วงเวลาหลายปีที่ผ่านมาจนถึงปัจจุบันหลายพื้นที่ในประเทศไทยได้รับผลกระทบจากปริมาณฝุ่นที่มากขึ้น ปริมาณฝุ่นในอากาศที่เพิ่มขึ้นรวมถึงความรุนแรงของสภาพอากาศที่มีอนุภาคแขวนลอยปะปนอยู่เป็นหนึ่งสาเหตุที่ทำให้ฉนวนลูกถ้วยไฟฟ้ามีการนำไฟฟ้าที่สูงขึ้น บทความวิจัยนี้ได้นำเสนอการเปรียบเทียบคุณลักษณะของลูกถ้วยไฟฟ้าที่ถูกเคลือบผิวโดยซีเมนต์และเกาลีน ซึ่งตัวอย่างซีเมนต์ที่นำมาทดสอบกับลูกถ้วยนั้นได้มาจากเขตอุตสาหกรรมผลิตปูนซีเมนต์ จังหวัดสระบุรี ในประเทศไทย จากนั้นได้ทำการทดสอบการเปอะเปื้อนบนผิวโดยใช้ลูกถ้วยพอร์ซเลนเบอร์ 52-1 จากการทดสอบพบว่า แรงดันวาบไฟของฉนวนลูกถ้วยที่อนุภาคฝุ่นซีเมนต์เกาะบนผิวนั้นสูงกว่ากรณีของเกาลีน ในขณะที่กระแสรั่วไหลบนผิวฉนวนลูกถ้วยที่อนุภาคซีเมนต์เกาะบนผิวนั้นมีค่าต่ำกว่ากรณีของเกาลีน ส่วนการเปรียบเทียบหยดน้ำที่ปกคลุมบนผิวลูกถ้วยโดยใช้วิธีการตามมาตรฐานโดยการสเปรย์น้ำสามารถบ่งชี้ได้ว่าลูกถ้วยฉนวนที่ผิวปกคลุมด้วยเกาลีนนั้นมีคุณสมบัติของน้ำที่เกาะบนผิวที่ดีกว่ากรณีของซีเมนต์เนื่องจากเกาลีนนั้นสามารถละลายน้ำได้ดีและมีขนาดอนุภาคที่เล็กกว่าซีเมนต์
In recent years, the area with high quantity of dust in Thailand has attracted increasing attention in the field of electrical insulator. High dust quantity in air is an extreme weather condition with high concentrations of suspended particulate matter. This can lead to high conductivity on insulator. This paper was to compare the insulator characteristics with cement dust and kaolin coatings. The cement dust was obtained from cement manufacturing industrial area at Saraburi province in Thailand. Simulated contamination tests were then conducted using porcelain insulators class 52-1. The test found that the flashover voltage of the insulators trapped with dust particles was higher than that of insulators trapped with kaolin while the leakage current of the insulator trapped with dust particles was lower. The hydrophobic of the insulators was stated using water droplet on the insulators surface. This indicated that the insulators trapped with kaolin had better hydrophobic characteristic that those trapped with dust particles. This may be due to better solubility of kaolin and smaller sizes in particles.
Keywords
[1] X. Jiang, Y. Guo, Z. Meng, Z. Li, and Z. Jiang, “Addition salt deposit density of polluted insulators in salt fog,” IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 10, no. 15, pp. 3691–3697, 2016.
[2] Z. Jiang, X. Jiang, Y. Guo, Y. Hu, and Z. Meng, “Pollution accumulation characteristics of insulators under natural rainfall,” The Institution of Engineering and Technology Journals, vol. 11, pp. 1479–1485, 2017.
[3] S. Pimonsree, P. Wongwises, and R. Pan-Aram, “PM10 dispersion during air pollution episode in Saraburi, Thailand,” KKU Research Journal, vol. 13, no. 10, pp. 1185–1190, 2008.
[4] Thailand's air quality and situation reports. (2020). Pollution Control Department. Ministry of Natural Resources and Environment. Thailand [Online] (in Thai). Available: http://air4thai.pcd.go.th/webV2/
[5] Standard for suspension-type porcelain insulator, TIS 354, 1985.
[6] Selection and dimensioning of high-voltage insulators intended for use in polluted conditions - Part 1: Definitions, information and general principles, IEC 60815-1, 2008.
[7] Selection and dimensioning of high-voltage insulators intended for use in polluted conditions - Part 1: Ceramic and glass insulator for a.c. systems, IEC 60815-2, 2008.
[8] Artificial pollution tests on high-voltage ceramic and glass insulators to be used on a.c. systems, IEC 60507, 2013.
[9] T. Fischer. (2009). Materials Science for Engineering Students. Elsevier Inc. USA. [Online]. Available: https://booksite.elsevier. com/samplechapters/9780123735874/ Sample_Chapters/01~Front_Matter.pdf
[10] W. F. Smith and J. Hashemi, Foundations of Materials Science and Engineering, 5th ed., Singapore; McGraw-Hill, 2011.
[11] Guidance on the measurement of hydrophobicity of insulator surfaces, IEC 62073, 2003.
[12] M. Amin, M. Akbar, and S. Amin, “Hydrophobicity of silicone rubber used for outdoor insulation (An Overview),” Review on Advanced Materials Science, vol. 16, pp. 10–26, 2007.
DOI: 10.14416/j.kmutnb.2022.05.003
ISSN: 2985-2145