Kuinka diagnosoida PTFE-lämmitin, jolla on korkea, meluisa maavuotovirta?

Herkkä maasulkuvalvonta PTFE-lämmitinpiirissä ei yksinkertaisesti osoita suurta vuotovirtaa, vaan luku pomppii ympäriinsä ja välkkyy ylös ja alas useiden milliampeerien verran. Pysyvä resistiivinen kanava, kuten hiilikisko tai märkä riviliitin, on yleensä jatkuva korkea vuotovirta. Mutta kova, vaihteleva signaali on dynaaminen fyysinen prosessi, joka tapahtuu lämmittimen sisällä. Se on sähköinen vastine rätivälle, epävakaalle äänelle ja tarkoittaa yleensä liikkuvaa, ajoittaista vikaa.

Tässä artikkelissa esitellään systemaattinen menetelmä PTFE-lämmittimen diagnosoimiseksi, jolla on kohinainen maavuotovirta, tunnistaa kaksi toistuvaa vikatilaa ja antaa teknikolle ohjeet lopulliseen johtopäätökseen ja turvalliseen ratkaisuun.

'meluisen' vuotovirran luonteen ymmärtäminen
Mitä "meluisa" tässä tarkoittaa
"Meteliä" maavuotovirta mitataan lukemana, joka:

Nopeat muutokset (useita kertoja sekunnissa tai minuutissa)

Poikkeaa keskiarvosta yli +/- 20 %

Ei koskaan saavuta tasaista lukua, vaikka lämmitin on ollut käynnissä pitkään

Liittyy usein lämpötilan vaihteluihin, tärinään tai lämmittimen äänekkääseen säröilyyn

Tämä on pohjimmiltaan erilainen kuin tasaisen vuotovirran käyttäytyminen, joka yleensä viittaa kiinteään resistiiviseen kanavaan (esim. kosteuskyllästetty eristys, hiiltynyt rata tai pysyvä oikosulku).

Miksi standardi GFCI-testi ei pysty havaitsemaan allekirjoitusta?
Tyypillinen maasulkukatkaisin (GFCI) tai vikavirtasuoja (RCD) on suunniteltu laukeamaan, kun vuotovirta ylittää kynnyksen (yleensä 5-30 mA) jatkuvan ajan (yleensä sekunnin murto-osasta muutamaan sekuntiin). Mutta nämä laitteet reagoivat hieman hitaasti ja integroivat signaalin ajan myötä. Millisekunnin vuotovirta ei ehkä riitä GFCI:n laukeamiseen, mutta se näkyy kohinaisena, epäsäännöllisenä keskiarvona herkällä näytöllä. Tämän vian dynaaminen allekirjoitus on liian hidas GFCI:n havaittavaksi. Tarvitset nopean virta-anturin ja oskilloskoopin tai nopean datatallentimen nähdäksesi todellisen aaltomuodon.

Kaksi yleistä meluisan vuotovirran lähdettä PTFE-lämmittimissä
Syy 1. Moisture Bridge – (kiehuu ja-muodostuu) ajoittainen
Pieni määrä kosteutta voi vuotaa lämmittimen kylmälle vyöhykkeelle huonon päätetiivisteen tai vaurioituneen kaapeliläpiviennin vuoksi. Tämä kosteus, kun lämmitin on kylmä, tarjoaa tasaisen (mutta mahdollisesti suuren) vuotovirran stabiilin resistiivisen reitin kautta aktiivisista liittimistä maahan. Kosteus alkaa haihtua lämmittimen lämmetessä. Veden kiehumispisteessä (100 astetta ilmakehän paineessa) muodostuu höyrykuplia, jotka katkaisevat hetkellisesti johtavan reitin. Vuotovirta pienenee dramaattisesti. Kun höyry hajoaa ja paikallinen lämpötila muuttuu, kosteus saattaa tiivistyä uudelleen{6}}kylmälle pinnalle luoden reitin uudelleen. Tämä sykli toistaa itseään tuottaen vaihtelevan, voimakkaan vuotovirran, joka vaihtaa korkean ja matalan tason välillä.

Kosteussilta tunnetaan ominaisella vuotovirralla, joka on:

Vaihtelee hitaasti (sekunneista minuutteihin) lämmittimen jaksojen mukaan

Kun lämmitin on kuuma (vesi kiehuu pois), se laskee ja jäähtyessään nousee

Liitäntäkotelon sisällä voi esiintyä lievää sihisemistä tai kiehumista

on toistettavissa hetken jäähtymisen jälkeen

Syy 2: Löysä sisäjohto, tärisee (katkonainen säie)
Sisäisen virtajohdon (joko nikkeli-kromivastusjohto tai kuparivirtajohto) katkennut säie saattaa kellua vapaasti tiivistetyn MgO-eristeen sisällä. Jos lämmitin on kylmä ja paikallaan, katkennut hehkulanka saattaa levätä sisäistä eristystä (MgO) vasten eikä kosketa maadoitettua metallisydäntä. Mutta säie liikkuu, kun lämmitin tärisee (pumppu tai sekoitin) tai laajenee termisesti (lämpeneminen). Se voi osua hetkellisesti maadoitettuun ytimeen (metallivaippaan tai sisäiseen maadoitusjohtoon) aiheuttaen äkillisen, voimakkaan vuotovirran piikin --, usein kymmenien tai satojen milliampeerien suuruisen muutaman mikrosekunnin ajan. Kun kosketin katkeaa (joko mekaanisen pomppauksen tai jatkuvan liikkeen vuoksi), vuotovirta on jälleen lähes nolla. Toistuva "tap-and-break" -liike johtaa mitatun vuotovirran kohinaiseen korkeataajuiseen vaihteluun.

Merkki löystyneestä sisäisestä johdosta on:

Useita satunnaisia ​​nopeita piikkejä vuotovirrassa (sekunnissa)

Ei yhteyttä lämmittimen lämpötilaan (voi esiintyä missä tahansa lämpötilassa)

Usein syynä on lämmittimen fyysinen koputtaminen ja taipuminen (katso yllä olevaa sivua katkovista shortseista)

Voi liittyä lämmittimestä kuuluvaa napsahtelua tai surisevaa ääntä (himenevän kosketuksen kaari)

Vilkkuva, tanssiva neula on sähköinen seismografi pienestä väkivaltaisesta tapahtumasta syvällä lämmittimen sisällä, reaaliajassa. Tarvitset oikeat välineet vangitaksesi tämän tapahtuman.

Diagnostiikkamenettely .
Vaihe 1: Turvallisuus ennen kaikkea – sammuta ja lukitse
Lämmittimen on oltava täysin jännitteetön{0}}ja irrotettava virtalähteestä ennen vianmääritystöitä. Lukitse virrankatkaisin ja tarkista lämmittimessä jännitteen puuttuminen sopivalla testerillä. Älä yritä mitata vuotovirtaa lämmittimen ollessa päällä kotelon ollessa auki.

Vaihe 2: Nopea-tietojen kirjaus tai oskilloskooppimittaus
Tavalliset yleismittarit ja puristinmittarit ottavat näytteen hitaasti (2–5 näytettä sekunnissa) ja laskevat tulosten keskiarvon piilottaen nopeat piikit. Vaatii nopean dataloggerin (1 kHz tai suurempi) tai digitaalisen oskilloskoopin, jossa on virta-anturi.

Menetelmä:

Kiinnitä suuren-kaistanleveyden virta-anturi (esim. puristin-virtamuuntajaan tai Hall--anturi) maadoitusjohdon tai päävirtajohtojen ympärille (kun lämmitin saa virtaa GFCI--nimellispiirin kautta, mutta noudata turvatoimia).

Kytke lämmitin päälle ja anna sen lämmetä käyttölämpötilaan.

Tallenna vuotovirran aaltomuoto muutaman minuutin aikana.

Aaltomuoto: Check out

Hitaat värähtelyt (sekunneista minuutteihin) → todennäköistä kosteuden kiehumista/uudelleen-muodostumista.

Random, narrow spikes (microsecond to millisecond duration) ->mahdollisesti löysä sisäjohto.

Vaihe 3: Ympäristötestaus kontrolloidulla kosteudella
Jos aaltomuoto osoittaa kosteuteen liittyvän ongelman, lämmitin voidaan asettaa kontrolloituun kuivausjaksoon. Liitäntäkotelo avataan ja sisäosaa tuuletetaan ja lämmitetään varovasti lämpöpistoolilla (80-100 astetta) 30 minuuttia. Lämmitin testataan uudelleen jäähdytyksen jälkeen. Jos kovaa vuotovirtaa vähennetään huomattavasti tai se poistetaan, kosteuden sisäänpääsy on todistettu. Pitkäaikainen parannuskeino on kuivattaa laatikko, vaihtaa tiivisteet ja parantaa kotelon tiivistettä (katso edellinen viesti kosteusohjatuista GFCI-retkistä). Jos ongelma jatkuu perusteellisen kuivauksen jälkeen, löystynyt lanka on todennäköisempää.

Vaihe 4: Heilutustesti (fyysisen manipuloinnin testi)
Jaksottaisia ​​shortseja käsittelevässä artikkelissa käsitelty dynaaminen megger-testi pätee myös tässä. Kylmävyöhyke ja liitäntäkotelo venytetään varovasti, napautetaan tai tärytetään megaohmimittarilla ja valvotaan eristysvastusta. Jos sisäinen johto on löysällä, megger-lukema laskee tai välkkyy tilapäisesti, kun käsittely tapahtuu. Kosteussilta on hajallaan oleva kalvo ja on vähemmän herkkä hellävaraiselle koputukselle.

Vaihe 5. Tarkista terminaalialue silmämääräisesti
Liitäntälaatikko avataan ja tarkastetaan kosteusmerkkien (pisaroiden, valkoisten jäännösten, korroosion) tai mekaanisten vaurioiden (halkeamat läpivientiholkit, vääntyneet kaapeliholkit, löystyneet liitinruuvit) varalta. Haalistunut tai hiiltynyt paikka terminaalin lähellä viittaa valokaarien ohi, vaikka kosteutta ei olisikaan havaittavissa, ja tämä voi myös antaa kohinaisen signaalin.

Tulosten tulkinta
Allekirjoitus havaittu Todennäköisin syy Diagnostinen vahvistusToimenpiteitä vaaditaan
Hitaat (sekunneista minuutteihin) muuttuvat, vähenevät kuumana, lisääntyvät jäähtyessään Ajoittainen kosteussilta (kiehuminen/uudelleen-kondensoituminen) Liitinkotelon kuivuminen kovettuu tilapäisesti. Vaihda tiivisteet, päivitä kotelo (IP66+). Jos sisäinen kosteus PTFE-vaipan (harvinainen) sisällä on vaihdettava.
Napautuksen tai tärinän aiheuttamat nopeat, arvaamattomat piikit (useita/sek.) Katkenneet johto sisällä löysällä, väriseväMeggerin välkkyminen; kapeat oskilloskoopin piikit; heilutustesti Lämmitin on vaihdettava. Sisäinen vika ei korjattavissa.
Ei selkeää kuviota, vaikka se on yleensä kaoottista ja epävakaa.Voi olla yhdistelmä tai alkuvaiheessa. Kosteuskuivaus- ja heilutustestit Vaihda lämmitin, jos olet epävarma – varotoimi.
Miksi molemmat viat tarkoittavat, että lämmitin on vaihdettava (tai korjattava laajasti).
Löysälle sisäiselle johdolle
PTFE-vaipan sisällä olevaa katkennutta säiettä ei voida korjata kentällä. Kemiallinen kestävyys ja sähköeristys tuhoutuvat PTFE-vaipan avaamisen jälkeen. Lämmitin on vaihdettava kokonaan. Käyttö löysällä sisäisellä johdolla voi johtaa pysyvään oikosulkuun ja mahdolliseen katastrofaaliseen vikaan, tulipaloon tai sähköiskuun.

Kosteussillaksi vaipassa
Jos kosteutta on päässyt sisään itse PTFE-vaipan kautta (esim. tapin reiän tai murtuneen päätykappaleen kautta), on kosteus mineraalieristeen sisällä. Tämä on myös korjaamaton ongelma. Lämmitin on vaihdettava. Jos kosteutta on liitäntärasiassa (PTFE-vaipan ulkopuolella), kuivaaminen ja uudelleen sulkeminen voivat riittää. Edellä mainittu diagnostinen lähestymistapa on hyödyllinen ulkoisen ja sisäisen kosteuden erottamisessa.

Vikaturvallisuus-Kriittinen luonne
Suuri maavuotovirta on vakava turvallisuusvika ja meluisa. Tämä tarkoittaa, että eristys on vaurioitunut ja että vika on dynaaminen – siitä voi tulla pysyvä oikosulku milloin tahansa. Lämmitin on poistettava käytöstä välittömästi. Korvaaminen on varmin ja turvallisin tapa toimia. Perimmäinen syy (vikainen liittimen tiiviste, mekaaninen isku tai valmistusvika) on tutkittava, jotta estetään uusiutuminen vaihtolämmittimessä.

Toistumisen välttäminen
Viallisen lämmittimen vaihdon jälkeen suoritetaan seuraavat toimenpiteet toistuvan vian estämiseksi:

Päivitä liitinkotelo IP66/IP67-tasolle, jotta kosteutta ei pääse sisään.

Tärinänvaimennus kiinnittyy, jos lämmitin altistuu pumpun tai sekoittimen tärinälle.

Pehmeä käynnistys tai rampin ohjaus minimoimaan lämpölaajenemisiskuja, jotka saattavat kuluttaa sisäisiä johtoja.

Lämmittimet, joissa on jännitystä-kevennetty kylmävyöhyke ja voimakkaat sisäiset puristumat.

Tarkkaile vuotovirtaa säännöllisesti datatallentimella löytääksesi trendit ennen kuin ne muuttuvat vakaviksi.

Johtopäätös: Kova ääni ajoittaisesta sisäisestä viasta
Meluisa, vaihteleva maavuotovirta on kova, sähköinen ääni ajoittaisesta, dynaamisesta sisäisestä ongelmasta. Se on diagnoosi, joka vaatii nopeaa korvaamista ja perimmäisen syyn etsimistä. Jatkuva vuotovirta osoittaa kiinteän resistiivisen kanavan; kohinainen signaali osoittaa liikkuvaa, hengityshäiriötä: kosteussiltaa, joka kiehuu ja muodostuu uudelleen, tai vaurioitunutta sisäistä johdinta, joka koskettaa maadoitettua sydäntä. Erottavat piikit tai värähtelyt ovat liian nopeita havaittavaksi tavallisessa GFCI-testissä, ja ne voidaan visualisoida nopealla-oskilloskoopilla tai datatallentimella. Lämmitin on vaihdettava diagnoosin jälkeen, koska molemmat viat ovat sisäisiä eikä niitä voida korjata. Kaikkein tappavimmat viat ovat elävät ja liikkuvat viat, eivät vakaat. Meluisen vuotosignaalin kielen tunteminen auttaa huoltoteknikkoa korjaamaan tämän vaikeasti havaittavan ongelman nopeasti ja turvallisesti.