Унікальна небезпека заземлення в-непровідному резервуарі
Занурювальний нагрівач з PTFE часто встановлюється крізь стінку великого поліпропіленового, ПВХ або іншого не{0}}провідного хімічного резервуару. У цих застосуваннях сама ємність не може забезпечити будь-який шлях електричного зв’язку із землею. Металевий монтажний фланець обігрівача, внутрішній металевий сердечник і відповідне обладнання фактично стають ізольованими провідними компонентами, підвішеними всередині пластикової конструкції.
За нормальних умов експлуатації ця ізоляція може здатися нешкідливою. Однак ситуація миттєво змінюється, якщо відбувається порушення внутрішньої ізоляції всередині нагрівача. Несправність між нагрівальним елементом, що знаходиться під напругою, і металевою оболонкою або серцевиною може викликати напругу на відкритих металевих компонентах. Без належного шляху-струму несправності металева конструкція може залишатися під напругою, створюючи серйозну небезпеку ураження електричним струмом для обслуговуючого персоналу та операторів.
Цей конкретний виклик робитьзаземлення PTFE нагрівач пластиковий бакустановки є однією з найважливіших завдань електробезпеки в системах хімічної обробки. У не-провідній посудині провідник захисного заземлення стає єдиним інженерним шляхом, здатним безпечно передавати небезпечний струм пошкодження назад до джерела електрики.
Чому пластикові резервуари вимагають особливого заземлення
Не-провідні резервуари не можуть розсіювати енергію несправності
Металеві технологічні резервуари природно забезпечують провідний шлях, який можна приєднати до системи заземлення підприємства. Пластикові резервуари не пропонують такого захисту. Тому кожен внутрішній металевий компонент, встановлений у посудині, повинен бути окремо з’єднаний і заземлений.
PTFE нагрівачі зазвичай вибираються для корозійних хімічних застосувань через їх виняткову хімічну стійкість. Хоча оболонка нагрівача є хімічно інертною, внутрішня конструкція все ще містить металеві структурні елементи та електричні компоненти під напругою. Ці провідні елементи вимагають свідомого заземлення.
Плаваючий металевий компонент у пластиковому резервуарі може залишатися під напругою нескінченно довго, якщо немає-заземлення з низьким опором. У багатьох сценаріях несправності автоматичний вимикач може ніколи не спрацювати, оскільки через випадковий шлях протікає недостатній струм замикання.
Електричні норми визначають вимоги до заземлення
Вимоги до заземлюючих провідників обладнання визначаються такими стандартами, як Національний електричний кодекс (NEC), стаття 250, і Канадський електричний кодекс (CEC). Ці стандарти визначають відповідні розміри провідників, методи прокладання, методи з’єднання та вимоги до кінцевих з’єднань для промислового електричного обладнання.
Відповідність цим вимогам особливо важлива у вологих, корозійних та хімічно агресивних середовищах, де з часом може статися деградація ізоляції та провідне забруднення.
Правильний метод заземлення для нагрівача PTFE
Спеціальний заземлювач є обов’язковим
Рекомендована практика передбачає встановлення спеціального безперервного мідного заземлюючого провідника-із зеленою ізоляцією від вузла нагрівача безпосередньо до системи заземлення підприємства.
Провід заземлення повинен бути надійно прикріплений до:
Металевий монтажний фланець обігрівача
Наконечник заземлення,-наданий виробником
Призначена клема заземлення на вузлі нагрівача
Провідник має залишатися безперервним і не-з’єднаним протягом усієї лінії, коли це можливо. Механічна цілісність має вирішальне значення, оскільки цей провідник може мати надзвичайно високий струм замикання протягом короткого моменту під час електричної несправності.
Дріт заземлення — це спеціальний мідний рятувальний шнур, який швидко й безпечно повертає небезпечний струм пошкодження назад до джерела, перш ніж небезпечна напруга дотику може зберігатися на конструкції нагрівача.
Шлях заземлення повинен повернутися до основної системи заземлення
Належний заземлюючий провідник має бути прокладений до головної шини заземлення підприємства або точки заземлення служби. Метою є не просто з’єднання із землею, а створення металевого зворотного шляху з низьким{1}}імпедансом до нейтралі трансформатора та системи захисту від перевантаження по струму.
Ця відмінність є істотною.
Струм замикання має бути достатньо великим, щоб негайно спрацював автоматичний вимикач або захисний пристрій, що стоїть перед ним. Швидке спрацьовування вимикача знімає небезпечну напругу з нагрівача до того, як можуть статися травми або пошкодження обладнання.
Чому локального заземлювача недостатньо
Опір ґрунту часто надто високий
Однією з найнебезпечніших помилок із заземленням на підприємствах хімічної обробки є забивання локального заземлюючого стрижня в землю біля пластикового резервуара та підключення нагрівача лише до цього стрижня.
Хоча така домовленість може здаватися заземленою, вона часто не забезпечує належного{0}}шляху усунення несправності.
Стійкість ґрунту може різко відрізнятися залежно від:
Вміст вологи
Мінеральний склад
Сезонні умови
Глибина установки
Корозія навколо стрижня
Оскільки земля є відносно поганим провідником порівняно з міддю, струм замикання, що проходить через ґрунт, може залишатися занадто низьким, щоб швидко спрацювати вимикач. Тому фланець нагрівача може залишатися під напругою, навіть якщо він технічно підключений до землі.
Для ефективного заземлення потрібен металевий шлях пошкодження
Призначення заземлення обладнання часто неправильно розуміють. Ефективне промислове заземлення в основному не призначене для розсіювання електроенергії в ґрунт. Натомість система заземлення має забезпечувати навмисне металеве коло з низьким{2}}опором до джерела електрики.
З цієї причини для заземлення систем пластикових резервуарів нагрівача PTFE потрібен безперервний мідний провідник, підключений безпосередньо до мережі заземлення підприємства, а не покладатися лише на локальне заземлення.
Правильна прокладка заземлювача
Заземлюючі провідники повинні слідувати за ланцюгом нагрівача
Заземлюючий провідник слід прокладати поряд з проводами живлення нагрівача, якщо це можливо. Незважаючи на те, що шлях заземлення відокремлений від провідників живлення під напругою, він має залишатися фізично пов’язаним із контуром нагрівача.
Типові методи маршрутизації включають:
Спільні системи трубопроводів
Загальні кабельні лотки
Паралельні промислові колії
Таке розташування мінімізує індуктивні ефекти та допомагає підтримувати передбачуваний зворотний шлях-потоку несправності.
Розмір провідника має відповідати нормам електротехніки
Розмір заземлюючого провідника обладнання повинен відповідати застосовним вимогам електричного кодексу та номіналу пов’язаного пристрою захисту від перевантаження по струму.
Заземлюючі провідники меншого розміру можуть перегрітися або вийти з ладу під час несправності. Великі провідники можуть підвищити довговічність і зменшити імпеданс у тривалих промислових циклах.
Стаття 250 NEC і відповідні вимоги CEC містять докладні таблиці розмірів для заземлюючих провідників обладнання, що використовуються в промислових системах опалення.
Перевірка цілісності землі
Періодичне тестування є важливим
Системи заземлення в хімічному середовищі піддаються впливу корозії, вібрації, термічного циклу та механічного впливу. Навіть правильно встановлений заземлюючий провідник може погіршитися з часом, якщо нехтувати перевірками.
Необхідно періодично перевіряти цілісність заземлюючого провідника за допомогою омметра з низьким-опором або тестера безперервності.
Тестування має підтвердити:
Безперервне металеве з'єднання
Низький опір між фланцем нагрівача та землею об'єкта
Надійні механічні закінчення
Відсутність корозії в місцях з'єднання
Незакріплені клеми, окислені наконечники або пошкоджені провідники можуть значно підвищити опір заземлення та погіршити ефективність-усунення несправностей.
Візуальний огляд повинен супроводжуватися електричним випробуванням
На додаток до вимірювань опору, регулярні візуальні перевірки повинні перевіряти:
Неушкоджена ізоляція на заземлювальному провіднику
Правильне розвантаження
Жорсткі апаратні з'єднання
Відсутність хімічного впливу
Належне з’єднання на фланці нагрівача
Несправності заземлення часто є механічними несправностями, перш ніж вони стануть електричними.
Поширені помилки заземлення в пластикових резервуарах
Використання конструкції резервуару як наземної бази
Пластикові баки не забезпечують струмопровідного заземлення. Припущення, що металеві труби, рідкий вміст або суміжні конструкції забезпечуватимуть належне заземлення, створює значний ризик.
Кожен відкритий провідний компонент, пов’язаний з нагрівачем, повинен бути навмисно з’єднаний.
Відсутність спеціального проводу заземлення
Деякі установки неправильно покладаються лише на трубу як шлях заземлення. Корозія, ослаблені фітинги або не-металеві секції трубопроводу можуть несподівано порушити безперервність.
Спеціальний мідний заземлюючий провідник забезпечує набагато більшу надійність.
Встановлення кількох невідповідних шляхів заземлення
Імпровізовані локальні пристрої заземлення можуть створити циркуляційні струми та непередбачувані шляхи пошкодження. Проект заземлення має відповідати єдиній скоординованій стратегії заземлення об’єкта, яка відповідає застосовним електричним стандартам.
Висновок
Заземлення PTFE-нагрівача в пластиковому резервуарі є єдиною критичною вимогою електробезпеки, яка -не обговорюється. Оскільки не-провідна ємність не може забезпечити будь-який шлях-природного замикання, спеціальний суцільний мідний заземлюючий провідник має бути встановлено від металевих компонентів обігрівача безпосередньо до основної системи заземлення підприємства.
Одного тільки локального заземлювача недостатньо, оскільки опір ґрунту може перешкодити проходженню достатнього струму замикання та затримати роботу вимикача під час внутрішнього замикання. Лише металевий зворотний шлях із низьким{1}}імпедансом може забезпечити негайне усунення небезпечних електричних несправностей.
Електрична безпека всередині-непровідної технологічної ємності зрештою залежить від цілісності одного ретельно встановленого дроту. Цей заземлюючий провідник служить основним захисним шляхом, який тримає небезпечну енергію пошкодження під контролем і безпечно спрямовує назад до її джерела.
