ห้องปฏิบัติไฟฟ้าแรงสูง
รับผิดชอบการพัฒนาระบบมาตรวิทยาด้านไฟฟ้าแรงสูงของประเทศให้เป็นที่ยอมรับของนานาชาติ ซึ่งครอบคลุมถึงการจัดหา เก็บรักษา และพัฒนาหน่วยวัดแห่งชาติที่เป็นมาตรฐานด้านการวัดระดับปฐมภูมิ ซึ่งเป็นที่อ้างอิงให้กับกิจกรรมการวัดต่างๆ ในประเทศ การส่งเสริมให้ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ ทดสอบ และสอบเทียบระดับทุติยภูมิ มีความสามารถตามมาตรฐานสากล และส่งเสริมสนับสนุนให้กิจกรรมการวัดต่างๆในประเทศมีผลการวัดเป็นที่ยอมรับของนานาชาติ
มาตรฐานการวัดด้านไฟฟ้าแรงสูง
ประกอบด้วย
- DC High Voltage
- AC High Voltage
- Impulse High Voltage
มาตรฐาน IEC 60060-2: 2010 นั้นแบ่งระบบการวัดไฟฟ้าแรงสูงเป็น 3 ประเภทคือ ระบบการวัดทั่วไป (Measuring System) ระบบการวัดที่ได้รับการรับรอง (Approved Measuring System) และระบบการวัดอ้างอิง (Reference Measuring System) โดยระบบการวัดทั่วไป จะมีความสามารถสอบกลับได้ไปยังระบบการวัดที่ได้รับการรับรอง และระบบการวัดที่ได้รับการรับรอง จะมีความสามารถสอบกลับได้ไปยังระบบการวัดอ้างอิง สุดท้ายระบบการวัดอ้างอิง จะมีความสามารถสอบกลับได้ไปยังมาตรฐานแห่งชาติ หรือมาตรฐานสากล ดังแสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1 ความสามารถสอบกลับได้ตามมาตรฐาน IEC 60060-2: 2010
เนื่องจากขีดจำกัดของระบบการวัดอ้างอิง มาตรฐาน IEC 60060-2: 2010 ระบุว่าระบบการวัดอ้างอิงสามารถใช้สอบเทียบได้ที่ระดับแรงดันไม่ต่ำกว่า 20 % ของช่วงแรงดันที่กำหนด (Assigned Measurement Range) ของระบบการวัดที่ถูกสอบเทียบ กล่าวคือ ระบบการวัดอ้างอิงพิกัด 100 kV สามารถสอบเทียบระบบการวัดที่มีพิกัดแรงดันไฟฟ้า 500 kV ได้ โดยต้องทำ Linearity Test ในช่วงที่ไม่ได้ทำการสอบเทียบ เพื่อให้ครอบคลุมตลอดช่วงการใช้งาน
การสอบเทียบ (Calibration) ใช้การวัดแบบเปรียบเทียบ (Comparative Measurement) ดังแสดงในรูปที่ 2 กล่าวคือระบบการวัดที่ถูกสอบเทียบจะต่อขนานกับระบบการวัดอ้างอิงของสถาบันมาตรวิทยา แล้วทำการวัดพร้อมกัน จากนั้นนำค่าการวัดที่ได้ไปหาค่าอัตราส่วนการลดทอนแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (Assigned Scale Factor) และ ประเมินค่าความไม่แน่นอนในการวัด (Expanded Uncertainty)
มาตรฐานการวัดไฟฟ้าแรงสูงกระแสตรง (DC High Voltage) คือ ระบบการวัดอ้างอิงที่มีเครื่องมือลดทอนแรงดันไฟฟ้าแบบความต้านทาน เป็นส่วนประกอบหลัก โดยแรงดันไฟฟ้าที่ถูกลดทอนแล้ว จะถูกส่งต่อผ่านสายนำสัญญาณไปยังดิจิตัลมัลติมิเตอร์ความถูกต้องสูง เพื่อทำการวัด และประมวลผล
มาตรฐานการวัดไฟฟ้าแรงสูงกระแสสลับ (AC High Voltage) คือ ระบบการวัดอ้างอิงที่มีเครื่องมือลดทอนแรงดันไฟฟ้าแบบตัวเก็บประจุไฟฟ้า เป็นส่วนประกอบหลัก โดยแรงดันไฟฟ้าที่ถูกลดทอนแล้ว จะถูกส่งต่อผ่านสายนำสัญญาณไปยังมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าแบบค่ายอด เพื่อทำการวัด และประมวลผล
มาตรฐานการวัดไฟฟ้าแรงสูงแบบอิมพัลส์ (Impulse High Voltage) คือ ระบบการวัดอ้างอิงที่มีเครื่องมือลดทอนแรงดันไฟฟ้าแบบตัวเก็บประจุไฟฟ้าหน่วง เป็นส่วนประกอบหลัก โดยแรงดันไฟฟ้าที่ถูกลดทอนแล้ว จะถูกส่งต่อผ่านสายนำสัญญาณไปยังดิจิไทเซอร์ความถูกต้องสูง เพื่อทำการวัด และประมวลผล
รูปที่ 2 วงจรสมมูลย์ของวิธีการวัดแบบเปรียบเทียบ
- Instrument Transformer
การสอบเทียบ (Calibration) ใช้การวัดแบบเปรียบเทียบ (Comparison Measurement) ดังแสดงในรูปที่ 3 สำหรับ Current Transformer และ รูปที่ 4 สำหรับ Voltage Transformer
รูปที่ 3 วงจรการสอบเทียบ Current Transformer
รูปที่ 4 วงจรการสอบเทียบ Voltage Transformer
มาตรฐานการวัด Instrument Transformer คือ (1) Reference Current Transformer (2) Reference Voltage Transformer (3) Burden และ (4) Measuring Bridge
โดยห้องปฏิบัติไฟฟ้าแรงสูง สามารถให้บริการสอบเทียบ ได้ดังแสดงในตารางที่ 1 และ 2
ตารางที่ 1 ความสามารถในการให้บริการสอบเทียบ (1)
| สาขา | พิกัด | ค่าความไม่แน่นอน | ตัวอย่างเครื่องมือที่สามารถสอบเทียบได้ |
| DC High Voltage | (-10 ถึง 100) kV | > 0.003 % | ระบบการวัดไฟฟ้าแรงสูง
High Voltage Source High Voltage Divider High Voltage Meter High Voltage Probe |
| AC High Voltage (50 Hz) | (10 ถึง 200) kV | > 0.4 % | |
| Impulse High Voltage | |||
| – Lightning Impulse | (25 ถึง 500) kV | > 1.0 % | |
| – Switching Impulse | (20 ถึง 400) kV | > 1.0 % | |
ตารางที่ 2 ความสามารถในการให้บริการสอบเทียบ (2)
| สาขา | พิกัด | ค่าความไม่แน่นอน | ตัวอย่างเครื่องมือที่
สามารถสอบเทียบได้ |
||
| Primary | Secondary | Ratio Error | Phase Displacement | ||
| Instrument Transformer | |||||
| – Current Transformer (CT) | < 1,500 A | 1 A หรือ 5 A | > 0.01 % | > 0.3 min | CT
@ 50, 60 Hz VT @ 50, 60 Hz |
| – Voltage Transformer (VT) | < 33 kV | 100/√3 V, 110/√3 V, 120/√3 V
100 V, 110 V หรือ 120 V |
> 0.01 % | > 0.3 min | |
โครงการที่อยู่ระหว่างการดำเนินการ
–
งานเผยแพร่ทางวิชาการ
- ชัชวาล คุรุภากรณ์ และ ดนัย ภัทรกิจกุล, “กรณีศึกษาการทำ Linearity Test สำหรับระบบการวัดแรงดันอิมพัลส์แบบฟ้าผ่า”, Proceeding การประชุมวิชาการ EECON 38, 18-20 พฤศจิกายน 2558
- ชัชวาล คุรุภากรณ์ และ ดนัย ภัทรกิจกุล, “High-Voltage Measurement Standard in Thailand”, Proceeding of 2015 The Symposium on Lightning Protection and High Voltage Engineering (ISLH 2015), 12-13 June 2015.
- C. Kurupakorn, and D. Pattakijkul, “Development of AC High Voltage Measurement System with Digital Technique at NIMT”, Proceeding of Siam Physics Congress 2015 (SPC 2015), 20-22 May 2015
ติดต่อสอบถาม
ดร.ชัชวาล คุรุภากรณ์ : chatchaval@nimt.or.th
นายดนัย ภัทรกิจกุล : danai@nimt.or.th
โทรศัพท์ 0 2577 5100 ต่อ 1253 หรือ 2109 โทรสาร 0 2577 5093