Kaip diagnozuoti pertraukiamą įžeminimo gedimą PTFE šildytuve, kuris atsiranda tik esant apkrovai?

Gamybos linija sustoja, GFCI suveikė, bet kai atvyksta techninės priežiūros elektrikas ir išbando PTFE šildytuvą su šaltu megeriu, rodmenys atrodo puikūs. Šildytuvas išlaiko visus atskirto stendo bandymus, izoliacijos varža yra normali ir nėra akivaizdžių pažeidimų. Kai šildytuvas įkaista ir sistema paleidžiama iš naujo, problema vėl iškyla.

Problema ta, kad kai kurie elektros trūkumai egzistuoja tik realiomis eksploatavimo sąlygomis. Defektas išnyksta, kai šaltas, neprisijungęs ir atsipalaidavęs, atsiranda tik tada, kai šildytuvas yra panardintas, karštas, įtemptas ir pilnai maitinamas.

Vienas iš labiausiai erzinančių gedimų cheminio apdorojimo ir paviršių apdailos sistemose yra toks periodiškas PTFE šildytuvas, veikiantis apkrovos sąlygomis.

Kodėl „Cold Megger“ testas gali nepastebėti gedimo
Megaohmetras paprastai naudojamas esant 500 V nuolatinei įtampai, kad būtų atliktas įprastinis izoliacijos varžos bandymas, kai šildytuvas yra atjungtas ir šaltas. Nors šis metodas yra naudingas norint nustatyti reikšmingą izoliacijos pablogėjimą, jis ne visada atkartoja tikslias veikimo aplinkybes.

PTFE šildytuvas susiduria su daugybe vienu metu veikiančių įtempių eksploatacijos metu:

Padidėjusi apvalkalo temperatūra

Interjero medžiagų terminis plėtimasis

Pilna kintamoji darbinė įtampa

Nuolatinis panardinimas į laidų skystį

Mechaninis įtempis dėl šildymo ciklų

Tokiomis aplinkybėmis dėl mikroskopinių defektų gali atsirasti laidūs nuotėkio keliai, kurių nėra, kai šildytuvas yra vėsus.

Šildytuvui šylant nedideli tarpai arba susilpnėję izoliacijos lopai gali šiek tiek išsiplėsti. Įtampos įtampa verčia nuotėkio srovę per drėgmę, teršalus ar proceso skystį link žemės.

Atjungus maitinimą ir šildytuvui atvėsus, izoliacija vėl susitraukia ir nuotėkio kelias gali iš dalies išnykti.

Rezultatas yra periodiškas gedimas, kuris dažnai išvengia tradicinio testavimo neprisijungus.

Tipiškos terminio nuotėkio problemų priežastys
Nuo temperatūros{0}}priklausomą žemės nuotėkį gali sukelti daugybė vidinių gedimų tipų.

Mikroskopinis PTFE krekingas
Nedideli PTFE apvalkalo defektai gali atsirasti per ilgus terminio ciklo, cheminio poveikio ar netyčinio sauso degimo metus. Nors karštas proceso skystis patenka į pažeistą vietą, šie įtrūkimai gali tapti laidūs, net jei jie yra nereikšmingi elektrai, kol jie yra vėsūs.

Vidinės izoliacijos pablogėjimas
Atsparios vielos vidinė keraminė arba magnio oksido izoliacija gali palaipsniui sugerti nešvarumus arba laikui bėgant pablogėti. Esant darbo įtampai dėl šilumos plėtimosi izoliacijos erdvė gali sumažėti, kad būtų galima nutekėti srovė.

Drėgmės įsiskverbimas
Atliekant greitą šalčio bandymą, nedidelis drėgmės patekimas į šildytuvo bloką gali nesukelti aptinkamo gedimo. Vidinio slėgio svyravimai ir šiluminis judėjimas gali turėti įtakos nuotėkio keliui, kai šildytuvas pasiekia darbinę temperatūrą.

Įtampos įtampa veikiant kintamajai srovei
Kol meggeris trumpam įjungia nuolatinės srovės įtampą, veikiant įtampai, šildytuvas patiria nuolatinį kintamosios srovės įtampą esant 230–600 VAC. Ši veikimo situacija gali būti daug sudėtingesnė nei bandymo neprisijungus aplinka.

GFCI kelionių elgesio supratimas
Išeinančios ir grįžtančios srovės disbalansas stebimas įžeminimo grandinės pertraukikliais. Jei nuotėkio srovė patenka į žemę, o ne grįžta įprastu grandinės keliu, prietaisas suveikia, jei slenkstis viršijamas.

Įprastas A klasės GFCI paprastai suveikia esant maždaug 5–6 mA nuotėkio srovei.

Daugeliui nutrūkstančių šildytuvo gedimų nuotėkio srovė prasideda labai maža ir palaipsniui didėja kylant temperatūrai. Iš pradžių šildytuvas gali įsijungti įprastai, o galiausiai pasieks suveikimo slenkstį po kelių minučių veikimo.

Šis lėtas eskalavimas paprastai painioja trikčių šalinimo pastangas, nes sistema sugenda iškart po aktyvinimo.

Teisingas diagnostikos metodas
Galutinis įžeminimo PTFE šildytuvo esant apkrovai diagnostikos metodas yra nuolatinės nuotėkio srovės stebėjimas faktinio veikimo metu.

Naudokite jautrų spaustuko matuoklį nuotėkio srovei nustatyti
Didelės raiškos kintamosios srovės nuotėkio srovės matuoklis turi būti pritvirtintas aplink šildytuvo maitinimo laidus, kol šildytuvas maitinamas ir panardinamas įprastomis darbo sąlygomis.

Kadangi nuotėkio pokyčiai iš pradžių gali būti gana nedideli, labai rekomenduojama naudoti 0,1 mA skiriamąją gebą matuoklį.

Matavimas turi būti atliekamas, kai:

Šildytuvas turi elektrą.

Yra proceso skysčio

Pasiekiama darbinė temperatūra.

Linijos įtampa taikoma įprastai.

Šis testas atkartoja tikslias aplinkybes, būtinas klaidai pasireikšti.

Monitoriaus nuotėkis įšilus{0}}
Daugeliu atvejų nuotėkio srovė šiluminio plėtimosi metu veikia nuspėjamai.

Tipiškas progresas gali atrodyti taip:

Šildytuvo nuotėkio srovės būklė
Šaltas paleidimas Žemiau 1 mA
2-4 mA dalinis pašildymas
5–10 mA yra artima darbinei temperatūrai.
Sunkus defektas 20-30 mA ar didesnis
Kai šildytuvas artėja prie visos temperatūros, srovė dažnai palaipsniui didėja per kelias minutes.

Nepatogus išjungimas pradeda įvykti reguliariai, kai nuotėkis priartėja prie GFCI išjungimo slenksčio.

Didėjanti nuotėkio kreivė parodo izoliacijos problemos priklausomybę nuo temperatūros.

Kodėl reikia pakeisti šildytuvą
Dažna klaida šalinant triktis – bandymas toliau naudoti šildytuvą po to, kai nuotėkis pasirodo „mažas“.

Net nedidelis kiekybiškai įvertinamas nuotėkis reiškia negrįžtamą izoliacijos gedimą šildytuvo viduje.

Problemos negalima patikimai pašalinti, nes gedimo mechanizmas yra sandarios šildytuvo konstrukcijos viduje. Kurį laiką laikinas veikimas gali tęstis, tačiau esant didesniam šilumos ciklui, izoliacijos degradacija dar labiau pablogės.

Tęsiant eksploataciją atsiranda galimybė:

Pasikartojančios erzinančios kelionės

Netikėti gamybos sustabdymai

Visiškas šildytuvo gedimas

Pavojai elektros saugai

Valdymo komponentų pažeidimai

Šildytuvo keitimas yra tinkamas veiksmas, jei buvo patvirtintas šiluminio nuotėkio defektas.

Papildomi diagnostikos klausimai
Diagnozę gali apsunkinti daugybė susijusių ligų.

Bendrinamo GFCI grandinės
Sukauptą nuotėkio srovę gali sukelti keli šildytuvai, prijungti prie to paties apsauginio įtaiso. Norint nustatyti sugedusį įrenginį, gali reikėti atlikti individualų šildytuvo bandymą.

Pavaros su kintamu dažniu
Netoliese esančios VFD sistemos gali skleisti elektros triukšmą, trukdantį jautrioms nuotėkio priemonėms. Tokiose situacijose labai svarbu pasirinkti tinkamą skaitiklį.

Gnybtų mazgo drėgmė
Išorinė tarša gnybtų korpusuose kartais gali imituoti vidinio nuotėkio gedimus. Vis tiek reikia atlikti vizualinę apžiūrą prieš šildytuvą.

Tačiau nuotėkio srovė, kuri nuspėjamai didėja esant šildytuvo temperatūrai, beveik visada reiškia vidinės izoliacijos gedimą.

Apibendrinant
Protarpinis terminis įžeminimo gedimas PTFE šildytuvo viduje gali likti visiškai nepastebimas atliekant standartinį šalto megero bandymą. Defektas atsiranda tik tada, kai šilumos plėtimasis, visa darbinė įtampa ir proceso panardinimas kartu sukuria laidžių nuotėkio kanalą.

Įtampos nuotėkio srovės bandymas, naudojant jautrų spaustuko matuoklį, esant visoms eksploatacinėms sąlygoms, yra galutinis būdas diagnozuoti tokio tipo gedimus. Stebint nuotėkį šildytuvui šylant, dažnai pastebimas laipsniškas padidėjimas nuo mažiau nei 1 mA link GFCI išjungimo slenksčio, o tai įrodo, kad izoliacijos gedimas priklauso nuo temperatūros.

Patvirtinus šildytuvą reikia pakeisti, nes izoliacijos blogėjimas yra nuolatinis ir laipsniškas.

Atliekant elektros trikčių diagnostiką, dažniausiai sunkiausiai pastebimi gedimai, dėl kurių uždanga turi pakilti prieš jiems atsirandant.