Ένα εργοστάσιο χημικής επεξεργασίας αντιμετώπισε ένα απογοητευτικό μοτίβο: η προστασία γείωσης σε ένα θερμαντήρα εμβάπτισης από PTFE 5 kW ενεργοποιήθηκε κατά διαστήματα, μερικές φορές δύο φορές την εβδομάδα, μερικές φορές όχι για ένα μήνα. Ο θερμαντήρας ελέγχθηκε κανονικός κάθε φορά-αντίσταση μόνωσης άνω των 200 MΩ, έλξη ρεύματος στην πινακίδα τύπου, χωρίς ορατή ζημιά. Η συντήρηση επανέφερε τον διακόπτη και επανέφερε τη θερμάστρα σε λειτουργία. Τα ταξίδια συνεχίστηκαν. Το πρόβλημα δεν ήταν μια αποτυχημένη θερμάστρα. Ήταν ένα ενοχλητικό ταξίδι που προκλήθηκε από συνδυασμό υγρασίας, χωρητικής διαρροής και υπερβολικά ευαίσθητης ρύθμισης προστασίας.
Οι οχλήσεις εδαφικών σφαλμάτων είναι διαδρομές που πραγματοποιούνται χωρίς γνήσια αστοχία μόνωσης. Η συσκευή προστασίας ανιχνεύει ένα ρεύμα διαρροής που υπερβαίνει το όριο του, αλλά η διαρροή δεν προκαλείται από σφάλμα στο θερμαντήρα. Προκαλείται από υγρασία, χωρητικότητα ή ηλεκτρικό θόρυβο.
Τι προκαλεί τα ταξίδια όχλησης
Διάφορες συνθήκες μπορεί να προκαλέσουν την ενεργοποίηση μιας συσκευής σφάλματος γείωσης χωρίς πραγματική βλάβη. Η υγρασία στο περίβλημα των ακροδεκτών ή στην επιφάνεια του θερμαντήρα μπορεί να δημιουργήσει μια διαδρομή διαρροής που είναι αντίσταση και όχι χωρητική. Το ρεύμα διαρροής μπορεί να υπερβεί το όριο διακοπής παρόλο που η αντίσταση μόνωσης εξακολουθεί να είναι αποδεκτή.
Η χωρητική διαρροή είναι μια άλλη αιτία. Το θερμαντικό στοιχείο και το γειωμένο περίβλημα σχηματίζουν έναν πυκνωτή. Η χωρητικότητα εξαρτάται από τη γεωμετρία του στοιχείου, το πάχος της μόνωσης και τη διηλεκτρική σταθερά της μόνωσης. Στα 60 Hz, μια χωρητικότητα 0,1 μF παράγει ρεύμα διαρροής περίπου 15 mA στα 480 V. Αυτό είναι αρκετό για να ενεργοποιήσετε μια συσκευή σφάλματος γείωσης 30 mA.
Ο ηλεκτρικός θόρυβος από παρακείμενο εξοπλισμό-ανορθωτές, μετατροπείς ή μηχανές συγκόλλησης-μπορεί επίσης να προκαλέσει οχλήσεις. Ο θόρυβος συνδέεται με τον αισθητήρα σφάλματος γείωσης και ερμηνεύεται ως ρεύμα διαρροής.
| Αιτία ενόχλησης ταξιδιού | Ρεύμα διαρροής | Αντίσταση μόνωσης | Συχνότητα | Διαγνωστικός |
|---|---|---|---|---|
| Τερματική υγρασία | 5–50 mA | 20–100 MΩ | Διαλείπων | Ξηρό περίβλημα, επανέλεγχος |
| Χωρητική διαρροή | 10–30 mA | >200 MΩ | Συνεχής | Μετρήστε την χωρητικότητα |
| Ηλεκτρικός θόρυβος | Μεταβλητός | >200 MΩ | Τυχαίος | Απομονώστε το κύκλωμα |
| Μολυσμένο περίβλημα | 5–20 mA | >100 MΩ | Μετά τον καθαρισμό | Καθαρή θήκη |
| Μεγάλες διαδρομές καλωδίων | 5–15 mA | >200 MΩ | Συνεχής | Μειώστε το μήκος του καλωδίου |
Συνήθεις αιτίες όχλησης των σφαλμάτων γείωσης σε θερμαντήρες εμβάπτισης PTFE
Διακρίνοντας τα ταξίδια όχλησης από τα πραγματικά σφάλματα
Το πρώτο βήμα είναι η μέτρηση της αντίστασης μόνωσης με ένα μεγοχόμετρο. Μια ένδειξη πάνω από 100 MΩ υποδεικνύει ότι η μόνωση είναι άθικτη και ότι το ταξίδι είναι πιθανόν ενοχλητικό. Μια ένδειξη μεταξύ 10 και 100 MΩ υποδεικνύει εισροή υγρασίας που μπορεί να είναι αναστρέψιμη. Μια ένδειξη κάτω από 10 MΩ υποδηλώνει πραγματικό σφάλμα.
Το δεύτερο βήμα είναι να μετρήσετε το ρεύμα διαρροής απευθείας με έναν σφιγκτήρα-στο μετρητή διαρροής. Εάν το ρεύμα διαρροής είναι κάτω από το όριο διακοπής όταν ο θερμαντήρας είναι κρύος αλλά το υπερβαίνει όταν ο θερμαντήρας είναι ζεστός, η αιτία είναι η θερμική διαστολή ανοίγοντας ένα μικρό κενό. Εάν η διαρροή είναι σταθερή και ανεξάρτητη από τη θερμοκρασία, η αιτία είναι η χωρητική ή ωμική διαρροή μέσω της υγρασίας.
Το τρίτο βήμα είναι να επιθεωρήσετε το περίβλημα των ακροδεκτών και το περίβλημα του θερμαντήρα για υγρασία, μόλυνση ή ζημιά. Ένα βρεγμένο περίβλημα ακροδεκτών ή ένα μολυσμένο περίβλημα μπορεί να προκαλέσει διαρροή που απενεργοποιεί την προστασία.
Μείωση χωρητικής διαρροής
Η χωρητική διαρροή μπορεί να μειωθεί αυξάνοντας το πάχος της μόνωσης, μειώνοντας τη διάμετρο του στοιχείου ή χρησιμοποιώντας μόνωση χαμηλότερης διηλεκτρικής σταθεράς. Αυτές είναι αλλαγές σχεδιασμού που πρέπει να γίνουν από τον κατασκευαστή του θερμαντήρα.
Για έναν υπάρχοντα θερμαντήρα, η χωρητική διαρροή μπορεί να μειωθεί χρησιμοποιώντας μια συσκευή σφάλματος γείωσης με υψηλότερο κατώφλι απενεργοποίησης. Μια συσκευή 100 mA είναι λιγότερο ευαίσθητη σε χωρητική διαρροή από μια συσκευή 30 mA. Το υψηλότερο όριο εξακολουθεί να παρέχει προστασία έναντι πραγματικών βλαβών, τα οποία συνήθως παράγουν ρεύματα διαρροής πολύ πάνω από 100 mA.
Εξάλειψη της υγρασίας-Σχετικά ταξίδια
Τα ταξίδια που σχετίζονται με την υγρασία-εξαλείφονται στεγανοποιώντας το περίβλημα του ακροδέκτη και διατηρώντας το περίβλημα του θερμαντήρα καθαρό. Ένα περίβλημα NEMA 4X με κατάλληλη φλάντζα και στυπιοθλίπτη καλωδίου εμποδίζει την υγρασία να φτάσει στους ακροδέκτες. Ο τακτικός καθαρισμός απομακρύνει την αγώγιμη μόλυνση από την επιφάνεια του θερμαντήρα.
Εάν έχει ήδη εισέλθει υγρασία στην εσωτερική μόνωση, ο θερμαντήρας μπορεί να στεγνώσει εφαρμόζοντας χαμηλή τάση για αρκετές ώρες. Το στέγνωμα διώχνει την υγρασία και αποκαθιστά την αντίσταση μόνωσης. Εάν η αντίσταση μόνωσης δεν επανέλθει, η οδός υγρασίας είναι μόνιμη και ο θερμαντήρας πρέπει να αντικατασταθεί.
Απομόνωση ηλεκτρικού θορύβου
Ο ηλεκτρικός θόρυβος από παρακείμενο εξοπλισμό μπορεί να εξαλειφθεί απομονώνοντας το κύκλωμα του θερμαντήρα. Ένα αποκλειστικό κύκλωμα τροφοδοσίας, ξεχωριστό από ανορθωτές και μετατροπείς, μειώνει τη σύζευξη θορύβου. Η θωράκιση του καλωδίου τροφοδοσίας και η γείωση της θωράκισης στο ένα άκρο μειώνουν επίσης τον θόρυβο.
| Αιτία ενόχλησης ταξιδιού | Διορθωτική δράση | Κόστος | Αποτελεσματικότητα |
|---|---|---|---|
| Τερματική υγρασία | Σφραγίστε το περίβλημα, στεγνώστε | Χαμηλός | Ψηλά |
| Χωρητική διαρροή | Υψηλότερο κατώφλι ταξιδιού | Χαμηλός | Ψηλά |
| Ηλεκτρικός θόρυβος | Απομονώστε το κύκλωμα, το καλώδιο θωράκισης | Μέτριος | Μέτρια – Υψηλή |
| Μολυσμένο περίβλημα | Καθαρίστε την επιφάνεια του θερμαντήρα | Χαμηλός | Ψηλά |
| Μεγάλες διαδρομές καλωδίων | Μειώστε το μήκος του καλωδίου | Μέτριος | Μέτριος |
Διορθωτικές ενέργειες για οχλήσεις εδαφικών σφαλμάτων
Όταν τα ταξίδια όχλησης υποδεικνύουν πραγματικό πρόβλημα
Ένα ταξίδι όχλησης που γίνεται πιο συχνό με την πάροδο του χρόνου μπορεί να υποδεικνύει ένα αναπτυσσόμενο σφάλμα. Η αντίσταση μόνωσης θα πρέπει να έχει μηνιαία τάση. Μια πτωτική τάση δείχνει ότι συσσωρεύεται υγρασία ή μόλυνση. Μια σταθερή τάση υποδηλώνει ότι το ταξίδι είναι πραγματικά ενοχλητικό και μπορεί να αντιμετωπιστεί προσαρμόζοντας τις ρυθμίσεις προστασίας ή βελτιώνοντας την εγκατάσταση.
Όταν τα ταξίδια όχλησης αποκαλύπτουν ένα πρόβλημα σχεδιασμού
Ένας θερμαντήρας που προκαλεί ενόχληση παρά το σφραγισμένο περίβλημα και μια συσκευή σφάλματος γείωσης κατάλληλου μεγέθους μπορεί να έχει πρόβλημα σχεδιασμού-υπερβολικής χωρητικότητας, ανεπαρκούς πάχους μόνωσης ή κατασκευής{1}}επιρρεπής σε υγρασία. Μια προσαρμοσμένη διαμόρφωση θερμαντήρα εμβάπτισης PTFE με παχύτερη μόνωση, σφραγισμένο περίβλημα και στοιχείο χαμηλότερης χωρητικότητας αντιμετωπίζει τη βασική αιτία των οχλήσεων. Η διαδικασία προδιαγραφής απαιτεί την τάση τροφοδοσίας, τον χαρακτηρισμό της συσκευής σφάλματος γείωσης, τις συνθήκες περιβάλλοντος και την απαιτούμενη ισχύ. Για εγκαταστάσεις με προβλήματα στα ταξίδια όχλησης, αυτή η συγκεκριμένη προσέγγιση-εφαρμογής μειώνει τις λανθασμένες διαδρομές και παρατείνει τη διάρκεια ζωής του θερμαντήρα.
