Цех покриття у вологому прибережному кліматі витягнув занурювальний нагрівач з PTFE потужністю 4 кВт після відключення від замикання на землю. Поверхня оболонки була неушкодженою, і перевірений елемент був нормальним. Але ізолятор клеми-керамічний або полімерний блок, який відокремлює клеми під напругою від заземленого корпусу-показав темну вугільну доріжку, що тягнеться від однієї клеми до кріпильного гвинта. Доріжка була провідною доріжкою, яка утворилася протягом місяців роботи у вологому рослинному середовищі.
Відстеження ізолятора клем – це поступовий режим відмови, який часто неправильно діагностують як проблему з нагрівачем. Сам обігрівач справний. Збій виникає на електричному інтерфейсі, де волога, забруднення та напруга поєднуються, щоб створити провідний шлях через поверхню ізолятора.
Як розвивається відстеження на кінцевих ізоляторах
Трекінг — це формування провідної вуглецевої доріжки на поверхні ізоляційного матеріалу. Починається з осідання вологи і забруднень на поверхні ізолятора. Забрудненням може бути пил, частинки металу або хімічні солі з технологічного середовища.
При подачі напруги на забруднену поверхню виникає невеликий струм витоку. Струм генерує тепло, яке висушує поверхню та концентрує забруднення. Концентроване забруднення створює більший струм витоку, що генерує більше тепла. Цикл триває до тих пір, поки поверхня не карбонізується, утворюючи постійну провідну доріжку.
| Рівень вологості | Джерело забруднення | Час для відстеження | Струм витоку при 480В | Рівень ризику |
|---|---|---|---|---|
| <40% RH | Чисте довкілля | >5 років | <1 μA | Дуже низький |
| 40–60% відносної вологості | Легкий пил | 2–5 років | 1–10 μA | Низький |
| 60–80% відносної вологості | Технологічні солі | 6–24 місяці | 10–100 μA | Помірний |
| >80% відносної вологості | Частинки металів, солі | 2–8 місяців | 100–500 μA | Високий |
| Конденсаційний | Струмопровідна плівка | 2–8 тижнів | >500 μA | Дуже високий |
Вплив вологості та забруднення на відстеження клем занурювального нагрівача PTFE
Чому вологі рослини особливо вразливі
Вологі рослини мають кілька характеристик, які прискорюють відстеження. Висока вологість навколишнього середовища підтримує поверхню ізолятора вологою протягом тривалого часу. Волога розчиняє забруднення і створює провідну плівку.
Технологічні пари додають хімічні речовини до плівки вологи. Кислотні пари з ванн для травлення або покриття розчиняються у волозі та збільшують її електропровідність. Частинки металу від шліфування, полірування або зварювання осідають на ізоляторі та утворюють провідні шляхи.
Температурні цикли ускладнюють проблему. Обігрівач нагріває і охолоджує з кожним робочим циклом. Ізолятор розширюється та стискається, а термічна напруга може створити мікротріщини, які затримують вологу та забруднення.
Роль ізолятора
Не всі ізоляторні матеріали однаково стійкі до відстеження. Стійкість до відстеження залежить від здатності матеріалу протистояти карбонізації та видаляти забруднення.
Керамічні ізолятори мають високу стійкість до відстеження, оскільки вони не карбонізуються. Однак вони крихкі і можуть тріснути під впливом тепла. Полімерні ізолятори-такі як PTFE, PPS або фенольні-більш довговічні, але можуть карбонізуватись, якщо поверхня забрудниться.
Найкращим ізолятором для вологих, забруднених середовищ є матеріал із високою стійкістю до відстеження, хорошим відсіюванням забруднення та стійкістю до термоциклування. PTFE та PPS є поширеними варіантами. Фенольні ізолятори менш придатні, оскільки вони легко карбонізуються.
| Матеріал ізолятора | Стійкість до стеження | Видалення забруднення | Термічна стійкість | Кращий додаток |
|---|---|---|---|---|
| Керамічні | Чудово | Бідний | Помірний | Чисте, сухе середовище |
| PTFE | Чудово | Чудово | добре | Вологий, забруднений |
| PPS | Дуже добре | добре | добре | Більшість промислових |
| Фенольні | Бідний | Помірний | Помірний | Сухе, чисте середовище |
| Епоксидна смола | Помірний | Помірний | добре | Помірні середовища |
Властивості ізоляційного матеріалу для вологих рослинних середовищ
Запобігання відстеженню ізолятора клем
Найефективнішим запобіжним заходом є герметизація корпусу клеми та утримання ізолятора сухим. Герметичний корпус із належною прокладкою та кабельним вводом запобігає потраплянню вологи та забруднення на ізолятор.
Регулярне очищення видаляє забруднення до того, як вони накопичаться. Ізолятор слід протирати під час кожного інтервалу технічного обслуговування. Сухий чистий ізолятор не простежує.
Подовжувач шляху витоку-ребриста або подовжена поверхня ізолятора-збільшує довжину шляху між клемами та землею. Довший шлях має більшу стійкість до відстеження.
| Захід профілактики | Вплив на відстеження | Реалізація | Вартість |
|---|---|---|---|
| Герметичний корпус | Запобігає проникненню вологи | Прокладка і сальник | Низький–Помірний |
| Регулярне прибирання | Видаляє забруднення | Графік технічного обслуговування | Низький |
| Подовжувач шляху повзучості | Довший шлях | Конструкція ізолятора | Помірний |
| Покриття проти-відстеження | Зменшує поверхневу провідність | Нанесення покриття | Помірний |
Профілактичні заходи щодо відстеження кінцевого ізолятора
Коли відстеження вказує на більшу проблему
Ізолятор клеми, який тримається незважаючи на герметичний корпус і регулярне очищення, вказує на те, що волога досягає зони клеми зсередини нагрівача. Це може бути спричинено розривом оболонки або несправним ущільненням холодної-зони. Обігрівач слід перевірити на опір ізоляції та перевірити на пошкодження оболонки.
Спеціальна конфігурація занурювального нагрівача з ПТФЕ з герметичним корпусом клем, ізолятором із високим -відстеженням-ізолятором і подовжувачем шляху витоку усуває основну причину відстеження. Процес специфікації вимагає вологості навколишнього середовища, джерел забруднення, номінальних характеристик корпусу терміналу та робочої напруги. Для об’єктів із вологим кліматом цей-спеціальний підхід зменшує відстеження терміналів і подовжує термін служби нагрівача.
