Obrat za kemično predelavo je doživel frustrirajoč vzorec: zaščita pred napako na zemlji na 5 kW potopnem grelniku iz PTFE se je sprožila občasno, včasih dvakrat na teden, včasih ne en mesec. Grelnik je vsakič testiral normalno-izolacijsko upornost nad 200 MΩ, poraba toka na imenski tablici, brez vidnih poškodb. Vzdrževanje je ponastavilo odklopnik in vrnilo grelec v obratovanje. Izleti so se nadaljevali. Težava ni bila v pokvarjenem grelniku. Šlo je za neprijetno potovanje, ki ga je povzročila kombinacija vlage, kapacitivnega puščanja in preveč občutljive nastavitve zaščite.
Moteči izklopi zaradi ozemljitve so izklopi, ki se zgodijo brez resnične okvare izolacije. Zaščitna naprava zazna uhajajoči tok, ki presega prag, vendar uhajanje ni posledica napake v grelniku. Vzrok za to so vlaga, kapacitivnost ali električni šum.
Kaj povzroča neprijetna potovanja
Več pogojev lahko povzroči, da se naprava za ozemljitveno napako sproži brez prave napake. Vlaga v ohišju terminala ali na površini grelnika lahko ustvari uporovno in ne kapacitivno pot puščanja. Tok uhajanja lahko preseže prag sprožitve, čeprav je izolacijska upornost še sprejemljiva.
Kapacitivno uhajanje je še en vzrok. Grelni element in ozemljeni plašč tvorita kondenzator. Kapacitivnost je odvisna od geometrije elementa, debeline izolacije in dielektrične konstante izolacije. Pri 60 Hz kapacitivnost 0,1 μF povzroči tok uhajanja približno 15 mA pri 480 V. To je dovolj za sprožitev 30 mA naprave za ozemljitveno napako.
Električni šum sosednje opreme-usmernikov, pretvornikov ali varilnih strojev-lahko povzroči tudi neprijeten izklop. Hrup se poveže s senzorjem ozemljitvene napake in se interpretira kot tok uhajanja.
| Vzrok neprijetnega potovanja | Tok uhajanja | Izolacijska upornost | Pogostost | Diagnostični |
|---|---|---|---|---|
| Končna vlaga | 5–50 mA | 20–100 MΩ | Občasno | Suha ohišja, ponovni test |
| Kapacitivno uhajanje | 10–30 mA | >200 MΩ | Neprekinjeno | Izmerite kapacitivnost |
| Električni hrup | Spremenljivka | >200 MΩ | Naključno | Izolirajte vezje |
| Kontaminiran ovoj | 5–20 mA | >100 MΩ | Po čiščenju | Čist ovoj |
| Dolgi kabli | 5–15 mA | >200 MΩ | Neprekinjeno | Zmanjšajte dolžino kabla |
Pogosti vzroki za moteče ozemljitvene napake na potopnih grelnikih PTFE
Razlikovanje neprijetnih izklopov od resničnih napak
Prvi korak je merjenje izolacijskega upora z megaommetrom. Odčitek nad 100 MΩ pomeni, da je izolacija nepoškodovana in je potovanje verjetno moteče. Odčitek med 10 in 100 MΩ kaže na vdor vlage, ki je lahko reverzibilen. Odčitek pod 10 MΩ pomeni resnično napako.
Drugi korak je neposredno merjenje toka uhajanja s kleščami-na merilniku uhajanja. Če je tok uhajanja pod pragom sprožitve, ko je grelnik hladen, vendar ga preseže, ko je grelnik vroč, je vzrok toplotna ekspanzija, ki odpira majhno režo. Če je puščanje konstantno in neodvisno od temperature, je vzrok kapacitivno ali uporovno puščanje zaradi vlage.
Tretji korak je pregled ohišja terminala in ovoja grelnika glede vlage, kontaminacije ali poškodb. Mokro ohišje terminala ali kontaminiran ovoj lahko povzroči puščanje, ki sproži zaščito.
Zmanjšanje kapacitivnega uhajanja
Kapacitivno uhajanje je mogoče zmanjšati s povečanjem debeline izolacije, zmanjšanjem premera elementa ali uporabo izolacije z nižjo dielektrično konstanto. To so konstrukcijske spremembe, ki jih mora izvesti proizvajalec grelnika.
Pri obstoječem grelniku se lahko kapacitivno uhajanje zmanjša z uporabo naprave za napako na tleh z višjim pragom izklopa. Naprava 100 mA je manj občutljiva na kapacitivno uhajanje kot naprava 30 mA. Višji prag še vedno zagotavlja zaščito pred resničnimi napakami, ki običajno povzročijo tokove uhajanja precej nad 100 mA.
Odstranjevanje vlage-povezana potovanja
Prekinitve,-povezane z vlago, se odpravijo z zatesnitvijo ohišja terminala in ohranjanjem čistega ovoja grelnika. Ohišje NEMA 4X z ustreznim tesnilom in kabelsko uvodnico preprečuje, da bi vlaga dosegla sponke. Redno čiščenje odstrani prevodno umazanijo s površine grelnika.
Če je vlaga že prodrla v notranjo izolacijo, lahko grelec posušite z večurno uporabo nizke napetosti. Sušenje odžene vlago in obnovi izolacijsko odpornost. Če se izolacijska upornost ne obnovi, je pot vlage trajna in je treba grelec zamenjati.
Izolacija električnega šuma
Električni hrup iz sosednje opreme je mogoče odpraviti z izolacijo grelnega kroga. Namensko napajalno vezje, ločeno od usmernikov in inverterjev, zmanjša sklop hrupa. Oklop napajalnega kabla in ozemljitev oklopa na enem koncu prav tako zmanjša hrup.
| Vzrok neprijetnega potovanja | Korektivni ukrep | Stroški | Učinkovitost |
|---|---|---|---|
| Končna vlaga | Zaprite ohišje, posušite | Nizka | visoko |
| Kapacitivno uhajanje | Višji prag izklopa | Nizka | visoko |
| Električni hrup | Izolirajte vezje, oklopni kabel | Zmerno | Zmerno–visoko |
| Kontaminiran ovoj | Očistite površino grelnika | Nizka | visoko |
| Dolgi kabli | Zmanjšajte dolžino kabla | Zmerno | Zmerno |
Korektivni ukrepi za moteče izklope zaradi ozemljitvene napake
Ko neprijetna potovanja kažejo na resnično težavo
Moteče potovanje, ki sčasoma postane vse pogostejše, lahko nakazuje razvoj napake. Izolacijsko upornost je treba meriti mesečno. Trend upadanja kaže na kopičenje vlage ali onesnaženja. Stabilen trend kaže, da je potovanje resnično moteče in se ga je mogoče lotiti s prilagoditvijo nastavitev zaščite ali izboljšanjem namestitve.
Ko neprijetna potovanja razkrijejo oblikovno težavo
Grelec, ki povzroči moteče izklope kljub zaprtemu ohišju in pravilno dimenzionirani napravi za napako na ozemljitvi, ima lahko konstrukcijsko težavo-prekomerno kapacitivnost, premajhno debelino izolacije ali konstrukcijo-nagnjeno k vlagi. Konfiguracija potopnega grelnika iz PTFE po meri z debelejšo izolacijo, zatesnjenim ohišjem in elementom z nižjo kapacitivnostjo obravnava temeljni vzrok neprijetnih izklopov. Postopek specifikacije zahteva napajalno napetost, oceno naprave za ozemljitveno napako, pogoje okolja in zahtevano moč. Za objekte s težavami zaradi motečega izklopa ta-pristop, specifičen za aplikacijo, zmanjša lažne izklope in podaljša življenjsko dobo grelnika.
