Kaip pasirinkti tinkamą įžeminimą ir GFCI konfigūraciją pagal šildomos vonios laidumą?

Įkaitusio skysčio elektrinis laidumas įtakoja smūgio ir klaidinančios srovės korozijos riziką. PTFE šildytuvui koncentruotoje rūgštyje reikalingas stipresnis įžeminimas ir GFCI tirpalas nei dejonizuotame vandenyje. Tinkamos apsaugos priemonės apima įžeminimo laidininko dydžio ir GFCI išjungimo slenksčio suderinimą su konkrečios vonios laidumu. Šis sistemos-lygio saugumo sprendimas yra įtrauktas į raktinį žodį PTFE šildytuvo įžeminimas GFCI vonios laidumas.

Kodėl vonios laidumas yra svarbus saugiems šildytuvams
Skysčio laidumas rodo, kaip lengvai elektros srovė praeina per tirpalą. Kai kurie skysčiai, pvz., rūgštinio vario dengimo vonios, chromo rūgšties tirpalai, stiprios fosforo arba sieros rūgštys ir druskos sūrymai, yra labai laidūs ir leidžia lengvai tekėti srovei. Kita vertus, DI vanduo yra labai žemo laidumo, nebent jis būtų užterštas.

PTFE panardinamieji šildytuvai yra elektriniai prietaisai, kurių šildymo elementas visiškai uždengtas PTFE apvalkalu. PTFE yra puikus elektros izoliatorius. Tačiau ilgalaikiai mechaniniai pažeidimai, gamybos gedimai ar cheminis poveikis gali sukelti skylutes arba įtrūkimus apvalkale. Jei toks trūkumas atsiranda, kai šildytuvas yra panardintas į laidžią vonią, įjungtas vidinis elementas gali nutekėti srovę tiesiai į skystį. Tada srovė bando rasti mažiausio pasipriešinimo žemei kelią – dažniausiai per rezervuaro sienelę, vamzdžius arba tam tikrais atvejais per žmogų.

Šiai rizikai valdyti naudojami du nemokami saugos sluoksniai:

Įrenginio įžeminimo laidininkas (žalias arba plikas laidas) yra mažos varžos jungtis atgal į maitinimo šaltinį, kad būtų užtikrinta, jog gedimo srovė išjungs viršsrovių įrenginį.

GFCI aptinka skirtumus tarp karštų ir neutralių laidininkų (srovės nutekėjimas į žemę) ir milisekundėmis atjungia maitinimą.

Vieno sluoksnio neužtenka. GFCI nėra patikimas, jei jis nėra tinkamai įžemintas. Įžeminimas be GFCI gali leisti tęsti gedimų srovių srautą, kuris gali sukelti šoką arba gaisrą.

Laidumu{0}}pagrįstas pasirinkimas: įžeminimo reikalavimai
Pagal visus elektros kodus visame pasaulyje reikia įžeminti panardinamus šildytuvus. Įžeminimo laidininko dydis priklauso nuo viršsrovių apsaugos, o ne nuo vonios laidumo. Tačiau ypač laidžioms vonioms protinga strategija yra atnaujinti įžeminimo laidininką iki vienu dydžiu didesnio nei reikalaujama minimalaus kodo. Tai sumažina įžeminimo tako pasipriešinimą, kuris yra labai svarbus, nes laidžios vonios sumažina gedimo kanalo per skystį pasipriešinimą.

Praktiškai didelio laidumo vonia (pvz., tipiška rūgštiniam variui 50–200 mS/cm) lemia mažos varžos gedimo grandinę. Bet koks įrangos įžeminimo pasipriešinimas gali sukelti gedimo srovės pasiskirstymą, o dalis srovės pasislinks neplanuotai, įskaitant netoliese esantį personalą, kuris gali liesti baką ar skystį. Per didelis įžeminimo laido dydis padeda nukreipti didžiąją dalį gedimo srovės į tam skirtą įžeminimą, o tai padidina galimybę, kad GFCI arba viršsrovės įrenginys greitai pašalins gedimą.

Mažo -laidumo voniose (dejonizuotas vanduo < 10 µS/cm) ribojantis veiksnys yra pats skystis. Smeigtuko nuotėkis gali leisti nutekėti tik mikroamperais arba miliamperais, o tai gali neišjungti tipiško GFCI (įžeminimo grandinės pertraukiklio). Esant tokioms aplinkybėms, įrangos įžeminimo laidininkas vis tiek montuojamas pagal kodą, tačiau pagrindinis saugos mechanizmas yra defektų prevencija kruopščiai tikrinant šildytuvą ir dvigubą kapsuliuotą konstrukciją.

GFCI kelionės lygio pasirinkimas pagal laidumą
Galimi įvairūs išjungimo srovės slenksčiai GFCI įrenginiams. Personalo apsauga GFCI išjungimas esant 4-6 mA (dažniausiai 5 mA). Įrangos apsauga GFCI suveikia esant 30 mA ar daugiau (iki 300 mA gaisro prevencijai). Reikia pasirinkti tinkamą slenkstį, kad būtų užtikrinta pusiausvyra tarp saugumo ir nemalonaus užkliuvimo.

Bath with a high conductivity (>10 mS/cm)
Pavyzdžiai: rūgštinis varis, nikelio sulfatas, chromo rūgštis, koncentruota sieros{0}} arba fosforo rūgštis.
Rekomenduojamas GFCI išjungimo lygis: 5–30 mA (pageidautina personalo apsauga)
Priežastis: gedimų srovės gali užmušti per trumpą laiką. Didžiausią apsaugos nuo smūgio lygį užtikrina 5 mA įžeminimo{2}}gedimo grandinės pertraukiklis (GFCI). Tačiau kai kuriose pramoninėse operacijose naudojami 30 mA GFCI, kad būtų sumažintas trikdžių išjungimas dėl tipiško talpos nuotėkio, ypač kai naudojamos ilgos šildytuvo linijos. 5 mA išjungimas primygtinai rekomenduojamas, kai tikėtinas poveikis personalui. Daugeliu atvejų elektros standartai pramoninei drėgnai aplinkai nurodo 30 mA ar mažiau.

Vidutiniškai laidžios vonios (10 µS/cm – 10 mS/cm)
Pavyzdžiai: kietas vanduo, praskiestos rūgštys arba bazės, kai kurie beelektriniai dengimo tirpalai.
Rekomenduojamas GFCI išjungimo lygis: 30 mA (įrangos apsauga).
Priežastis: pats skystis riboja gedimo srovę, todėl mirtino smūgio tikimybė yra mažesnė nei didelio{0}}laidumo voniose. 30 mA GFCI apsaugos nuo gaisro ir įrangos sugadinimo, o dėl tipinės talpinės jungties bus mažiau trikdžių.

Mažo laidumo vonios (<10 µS/cm)
dejonizuotas vanduo, distiliuotas vanduo, atvirkštinio osmoso permeatas.
Rekomenduojamas GFCI išjungimo lygis: 30–300 mA (įrangos apsauga).
Priežastis: DI vandens nuotėkio srovė paprastai yra mažesnė nei 5 mA, nebent jis būtų užterštas. Mažas -išjungimas GFCI (5 mA) dažnai suveiks dėl talpinių nuotėkio srovių iš šildytuvo vidinių dalių. 30 mA arba 300 mA GFCI leidžia reguliariai veikti, bet apsaugo nuo gaisro dėl nuolatinių aukštesnės srovės gedimų (pvz., didelio apvalkalo plyšimo ir užteršimo). Vis tiek reikia įžeminti save.

Itin laidžiose voniose protinga strategija yra įdiegti dvigubą GFCI schemą: 5 mA GFCI žmonių apsaugai prieš 30 mA GFCI įrangos apsaugai. Pramoninėse plokštėse tai retai praktiška, todėl daugumoje įrenginių bus naudojamas 30 mA GFCI ir tai derinama su įprastiniu PTFE šildytuvo izoliacijos atsparumo bandymu.

Nuorodų lentelė: Vonios laidumas įžeminimui ir GFCI pasirinkimas
Bath Conductivity Level Typical ExamplesRecommended Grounding GFCI Trip Level Primary Protection Goal High (>10 mS/cm) Rūgštis varis, chromo rūgštis, koncentruotas H₂SO₄/H₃PO₄5–30 mA (rekomenduojama 5 mA, jei yra personalo prieiga) Personalo smūgio prevencija Per didelės įrangos įžeminimas (vienu dydžiu didesnis nei minimalus)
Vidutinis (10 µS/cm – 10 mS/cm) Kietas vanduo, praskiestos rūgštys, beelektrinis nikelis Standartinis kodas -atitinkamas įžeminimas 30 mALRibota personalo apsauga ir įranga
Žemas (< 10 µS/cm) Deionized water, distilled water, RO water Standard code-compliant ground 30–300 mA (equipment protection GFCI) Fire prevention, annoyance trip prevention
Montavimo pastabos
Tiesą sakant, jūs negalite priimti sprendimų dėl PTFE šildytuvo įžeminimo GFCI vonios laidumo atskirai. Galutinei konfigūracijai įtakos turi keli realaus pasaulio-elementai:

Talpinės sujungimo srovės Vidiniai kaitinimo elementai sukuria nedidelę talpinę jungimo srovę į žemę per izoliaciją, net jei PTFE apvalkalas yra nepažeistas. 5 mA GFCI gali suveikti normaliai veikiant. Prieš pasirenkant GFCI, rekomenduojama išmatuoti faktinę nuotėkio srovę spaustuku.

Cisternos medžiaga ir įžeminimas Plieninės talpyklos yra natūraliai įžemintos.