Kako diagnosticirati občasno ozemljitveno napako v PTFE grelniku, ki se pojavi samo pod obremenitvijo?

Proizvodna linija se ustavi, GFCI se je sprožil, a ko pride vzdrževalec električar in preizkusi PTFE grelnik s hladnim memetrom, so odčitki odlični. Grelnik uspešno opravi vse preskuse ločene naprave, izolacijska upornost je normalna in ni očitnih poškodb. Ko se grelec segreje in se sistem znova zažene, se težava ponovno pojavi.

Težava je v tem, da nekatere električne napake obstajajo samo v dejanskih pogojih delovanja. Napaka izvede trik izginotja, ko je hladen, nepovezan in sproščen, pojavi pa se le, ko je grelec potopljen, vroč, pod električno napetostjo in pod polno napetostjo.

Ena najbolj motečih okvar v sistemih za kemično obdelavo in površinsko obdelavo je ta vrsta občasnega PTFE grelnika z napako na zemlji pod pogoji obremenitve.

Zakaj lahko Cold Megger test zgreši napako
Megahmmeter se običajno uporablja pri 500 VDC za izvajanje rutinskega preskusa izolacijske upornosti, medtem ko je grelec odklopljen in hladen. Čeprav je ta tehnika uporabna za ugotavljanje znatne degradacije izolacije, ne posnema vedno natančnih delovnih okoliščin.

PTFE grelec se med delovanjem sooča s številnimi sočasnimi obremenitvami:

Povišana temperatura plašča

Toplotno raztezanje notranjih materialov

Polna AC delovna napetost

Neprekinjeno potopitev v prevodno tekočino

Mehanska obremenitev zaradi ciklov segrevanja

V teh okoliščinah se lahko prevodne poti puščanja, ki ne obstajajo, ko je grelnik hladen, odprejo zaradi mikroskopskih napak.

Ko se grelec segreje, se lahko manjše vrzeli ali oslabljene izolacijske zaplate rahlo razširijo. Napetostna napetost nato prisili tok uhajanja skozi vlago, onesnaževalce ali procesno tekočino proti tlom.

Ko je napajanje odklopljeno in se grelec ohladi, se izolacija ponovno skrči in pot puščanja lahko delno izgine.

Rezultat je občasna napaka, ki se pogosto izmika tradicionalnemu testiranju brez povezave.

Tipični razlogi za težave s toplotnim uhajanjem
Temperaturno-odvisno uhajanje tal lahko povzročijo številne vrste notranjih okvar.

Mikroskopsko razpokanje PTFE
Majhne napake v PTFE plašču se lahko pojavijo v letih termičnega kroženja, izpostavljenosti kemikalijam ali nenamernega suhega sežiganja. medtem ko vroča procesna tekočina vstopi v poškodovano območje, lahko te razpoke postanejo prevodne, tudi če so električno nepomembne, medtem ko so hladne.

Degradacija notranje izolacije
Notranja keramična izolacija ali izolacija iz magnezijevega oksida uporovne žice lahko postopoma absorbira nečistoče ali se sčasoma poslabša. Pod delovno napetostjo lahko toplotna ekspanzija povzroči, da se izolacijski prostor dovolj zmanjša, da se omogoči uhajanje toka.

Vdor vlage
Med hitrim hladnim preskusom majhna količina vlage, ki vdre v sklop grelnika, morda ne bo povzročila zaznavne okvare. Spremembe notranjega tlaka in toplotno gibanje lahko vplivajo na pot puščanja, ko grelec doseže delovno temperaturo.

Napetost pri delovanju AC
Medtem ko memeter za kratek čas uporabi enosmerno napetost, je delovanje v živo izpostavljeno grelniku stalni izmenični napetosti pri 230–600 VAC. Ta delovna situacija je lahko bistveno bolj zahtevna kot preskusno okolje brez povezave.

Razumevanje GFCI potovalnega vedenja
Neravnovesje med odhodnim in povratnim tokom nadzorujejo prekinjevalci zemeljskega tokokroga. Če gre uhajajoči tok proti ozemljitvi, namesto da bi se vrnil po običajni poti tokokroga, se naprava sproži, če je prag presežen.

Običajni GFCI razreda A se običajno sproži pri približno 5-6 mA toka uhajanja.

Pri številnih občasnih okvarah grelnika je tok uhajanja na začetku zelo skromen in se postopoma razvija z naraščanjem temperature. Grelnik se lahko najprej normalno zažene, preden po nekaj minutah delovanja končno doseže prag izklopa.

To počasno stopnjevanje običajno zmede prizadevanja za odpravljanje težav, ker sistem ne odpove takoj po aktivaciji.

Pravilna diagnostična metoda
Končna diagnostična metoda za prekinitveni PTFE grelnik z napako na zemlji pod obremenitvijo je spremljanje toka uhajanja v živo med dejanskim delovanjem.

Uporabite občutljive klešče za uhajanje toka
Okoli napajalnih žic grelnika je treba namestiti-tokovne klešče AC z visoko ločljivostjo, medtem ko je grelnik pod napajanjem in potopljen v običajnih pogojih delovanja.

Ker so lahko spremembe uhajanja sprva zelo majhne, ​​je zelo priporočljiv merilnik z ločljivostjo 0,1 mA.

Meritev mora potekati med:

Grelec ima elektriko.

Procesna tekočina je prisotna

Delovna temperatura je dosežena.

Omrežna napetost se uporablja normalno.

Ta preizkus posnema natančne okoliščine, ki so potrebne za pojav napake.

Spremljajte puščanje med-ogrevanjem
V mnogih okoliščinah se tok uhajanja med toplotnim raztezanjem obnaša predvidljivo.

Tipično napredovanje je lahko videti takole:

Stanje toka uhajanja grelnika
Hladen zagon Pod 1 mA
2-4 mA delno ogrevanje
5–10 mA je skorajšnja delovna temperatura.
Huda okvara 20-30 mA ali več
Ko se grelnik približa polni temperaturi, se tok pogosto postopoma poveča v nekaj minutah.

Neprijeten izklop se začne redno dogajati, ko se puščanje približa pragu izklopa GFCI.

Naraščajoča krivulja puščanja prikazuje temperaturno odvisnost izolacijskega problema.

Zakaj je treba grelec zamenjati
Pogosta napaka pri odpravljanju težav je poskus nadaljevanja uporabe grelnika, potem ko je puščanje videti "majhno".

Celo rahlo merljivo puščanje pomeni nepopravljivo okvaro izolacije znotraj sklopa grelnika.

Težave ni mogoče zanesljivo odpraviti, ker je mehanizem okvare znotraj zaprte strukture grelnika. Nekaj ​​časa se lahko začasno delovanje nadaljuje, toda z večjim toplotnim ciklom se bo poslabšanje izolacije poslabšalo.

Nadaljevanje delovanja povečuje možnost:

Ponavljajoča se moteča potovanja

Nepričakovane zaustavitve proizvodnje

Popolna okvara grelnika

Tveganja za električno varnost

Poškodba krmilnih komponent

Zamenjava grelnika je pravilno dejanje, če je bila preverjena napaka zaradi toplotnega uhajanja.

Dodatni diagnostični premisleki
Diagnozo lahko otežijo številne povezane bolezni.

Vezja za skupni GFCI
Kumulativni tok uhajanja lahko povzroči več grelnikov, priključenih na isto zaščitno napravo. Za prepoznavanje pokvarjene enote bo morda potrebno testiranje posameznega grelnika.

Pogoni s spremenljivo frekvenco
Bližnji sistemi VFD lahko povzročijo električni šum, ki moti občutljive meritve uhajanja. V teh situacijah postane izbira pravega merilnika ključnega pomena.

Vlaga priključka
Zunanje onesnaženje na ohišjih priključkov lahko občasno simulira okvare notranjega puščanja. Vizualni pregled je treba še vedno zaključiti, preden grelec zavržete.

Vendar pa tok uhajanja, ki predvidljivo raste s temperaturo grelnika, skoraj vedno pomeni razpad notranje izolacije.

Za zaključek
Intermitentna termična ozemljitvena napaka znotraj PTFE grelnika lahko ostane popolnoma nezaznavna med standardnim preskusom hladnega meggerja. Napaka se razvije šele, ko se toplotna ekspanzija, polna delovna napetost in procesna potopitev združijo, da ustvarijo prevodni kanal za uhajanje.

Preskus toka uhajanja pod napetostjo z uporabo občutljivih merilnih klešč v pogojih polnega delovanja je dokončen pristop za diagnosticiranje te vrste okvare. Spremljanje uhajanja, medtem ko se grelec segreva, pogosto razkrije postopno naraščanje od manj kot 1 mA proti pragu izklopa GFCI, kar dokazuje temperaturno-odvisno okvaro izolacije.

Ko je potrjeno, je treba grelec zamenjati, ker je degradacija izolacije trajna in postopna.

Pri odpravljanju električnih težav so najbolj izmuzljive napake pogosto tiste, zaradi katerih se mora zastor dvigniti, preden se pojavijo.