Hàm lượng độ ẩm tới hạn bên trong khu vực lạnh gây ra lỗi nối đất trong máy sưởi PFA ở 480 VAC là gì?

Trong lò sưởi PFA, đầu nối điện của lõi kim loại với cáp nguồn được đặt ở phần lạnh phía trên đường chất lỏng. Theo thời gian, độ ẩm có thể tích tụ ở vùng lạnh này do sự xâm nhập, ngưng tụ hoặc bị hỏng. Ở mức độ ẩm tới hạn, nó tạo thành một đường dẫn từ cực điện áp cao (480 VAC) xuống đất và bùng nổ, bạn có lỗi nối đất. Độ ẩm thiết yếu là 0.5 - 1.0 g nước tự do trong đoạn lạnh điển hình (thể tích 100 - 300 cm3). Điều này tương ứng với độ ẩm tương đối gần 100% và sự ngưng tụ có thể nhìn thấy được. Dòng rò qua màng ẩm ở 480 VAC là 5-30 mA, đủ để ngắt GFCI hoặc gây ra cảnh báo lỗi chạm đất. Độ ẩm không nhất thiết phải tạo thành lớp phủ hoàn toàn cho các thiết bị đầu cuối, một lớp màng 0,1-0,5 mm bắc cầu cho chất cách điện của thiết bị đầu cuối là đủ. Chất hút ẩm để ngăn ngừa hoặc loại bỏ độ ẩm rất quan trọng đối với độ tin cậy của lò sưởi điện áp cao.

Mối quan hệ giữa tích tụ độ ẩm và dòng điện rò rỉ
Dòng điện rò I_leak=V / R, trong đó R là điện trở của hơi ẩm đi qua. Khoảng cách đầu cuối điển hình là 10 mm mang lại khả năng chống màng nước tùy thuộc vào chất lượng nước. Nước ngưng tụ từ không khí ẩm có độ dẫn điện 10–100 µS/cm (điện trở suất 0,01–0,1 MΩ cm). Nói dày 0,1 mm, diện tích 10 mm x 5 mm. R=ρL / A=0.05 MΩ·cm x 1 cm / 0,5 cm2=0.1 MΩ . I_leak=480/100,000=4.8 mA @ 480 VAC , chuyến đi GFCI dưới mức trung bình 30 mA nhưng có thể phát hiện được . Nếu nước tích tụ các tạp chất ion (muối từ cặn chất trợ dung, sản phẩm ăn mòn), độ dẫn điện tăng lên tới 1000-10000 µS/cm (điện trở suất 0,0001-0,001 MΩ*cm), dẫn đến I_leak=480 / 200=2.4 Aa chết máy. Điều quan trọng trong độ ẩm quan trọng không phải là lượng nước mà là độ tinh khiết ion của nó.

The "critical moisture content" is defined as the quantity of water which, mixed with typical ionic contamination (5–50 µg of chlorides, sulphates, or salt) decreases resistance below 1 MΩ (leakage >0,5 mA ở 480 VAC). Điều này xảy ra ở khoảng 0,5 g nước tự do trong vùng lạnh có thể tích 200 cm3 đủ để tạo ra một lớp liên tục trên khối đầu cuối.

Critical Moisture Content by Voltage and Contamination Level Voltage (VAC) Insulation Resistance Trip Threshold (MΩ) Leakage Current at Trip (mA) Critical Free Water (g) in 200 cm³ Required Water Conductivity (µS/cm) Contamination Level (ppm NaCl equivalent) 120 1.0 120 2.0 >500 >300 240 1.0 240 1.5 >300 >200 480 1.0 480 1.0 >200 >100 480 (GFCI 30 mA) 16 30 0.3 >1,000 >500 480 (GFCI 5 mA) 96 5 0.1 >3,000 >1,500 480 (equipment protection) 10 48 0.5 >500 >300 690 1.0 690 0.8 >150 >80 1,000 1.0 1,0
Đối với hệ thống 480 VAC điển hình có GFCI 30 mA, độ ẩm cần thiết là 0,3–0,5 g nước tự do có độ nhiễm bẩn nhẹ (tương đương 300–500 ppm NaCl). Nếu mức nhỏ hơn 0,3 g, GFCI có thể không ngắt. Nếu vượt quá 0,5 g, có thể xảy ra hiện tượng vấp ngã khó chịu.

Nguồn ẩm ở khu vực lạnh
Có ba phương pháp để hơi ẩm xâm nhập vào phần lạnh:

Thẩm thấu qua PFA: Phần lạnh không được làm nóng tích cực ở 480 VAC (nó nằm phía trên dòng chất lỏng). Nó hoạt động ở nhiệt độ 40-80 độ . Dòng hơi nước xuyên qua vách PFA 0,1{16}}0,5 g/m2·ngày. Đối với khu vực lạnh có diện tích 0,05 m 2, con số này là 0,005–0,025 g ngày -1 . Trong hơn 1 năm (365 ngày), độ ẩm 2-9 g có thể tích tụ vượt xa giới hạn ngưỡng.

Ngưng tụ từ không khí xung quanh: Nếu phần lạnh nguội đi đến điểm sương (ví dụ bằng cách dừng qua đêm), không khí ẩm sẽ ngưng tụ bên trong. Một lần ngưng tụ có thể lắng đọng từ 0,5 đến 2 g nước.

Vòng đệm bị rò rỉ: Vòng đệm chữ O{0}} hoặc vòng đệm bị hỏng dẫn đến hiện tượng thấm nước với số lượng lớn. Rò rỉ 1 giọt mỗi giờ (0,05 g/giờ) đóng góp 1,2 g/ngày

Phát hiện & Phòng ngừa
Cảm biến độ ẩm hoặc đầu dò độ dẫn có thể được đặt bên trong khu vực lạnh để xác định độ ẩm cần thiết trước khi xảy ra sự cố nối đất. Độ ẩm tương đối trên 80% hoặc độ dẫn điện trên 10 µS/cm giữa hai chân cách ly sẽ kích hoạt cảnh báo để có thể thực hiện bảo trì trước khi ngắt GFCI.

Chiến lược phòng ngừa:

Gói hút ẩm: Đặt rây phân tử (zeolit) vào ngăn lạnh. Thay đổi mỗi 6-12 tháng. Một gói 10 g sẽ cần 2-3 g nước để bão hòa.

Làm sạch nitơ: dòng N 2 khô liên tục qua phần lạnh ở áp suất 0,1 bar. RH < 10% Duy trì và loại bỏ hơi xâm nhập.

Con dấu kín. Sử dụng miếng bịt thủy tinh-với-kim loại hoặc gốm-với-kim loại để truyền tiếp thiết bị đầu cuối, loại bỏ sự rò rỉ polymer.

Sưởi ấm phần lạnh Duy trì phần lạnh ở nhiệt độ 50–60 độ, trên điểm sương, bằng bộ gia nhiệt nhỏ (5–10 W) để tránh ngưng tụ.

Trường ví dụ
Máy sưởi PFA 480 VAC trong dây chuyền mạ ẩm (môi trường có độ ẩm 80%) bị ngắt hàng tuần do GFCI gây khó chịu sau 6 tháng hoạt động. Kiểm tra cho thấy có 0,8 g nước tự do ở vùng lạnh (bằng cách cân). Độ dẫn nước là 800 µS/cm (từ sương axit hấp thụ). Lò sưởi đã được làm khô và một gói hút ẩm được áp dụng. Những chuyến đi dừng lại trong 8 tháng rồi quay trở lại. Cơ sở được thanh lọc liên tục bằng N 2 với tốc độ 0,5 L/phút. Không có chuyến du ngoạn nào nữa trong 3 năm.

Kết luận: Lỗi nối đất do 0,3-0,5 g nước tự do ở 480 VAC
Đối với máy sưởi PFA, độ ẩm cần thiết trong phần lạnh đối với sự cố nối đất ở 480 VAC là 0,3–0,5 g nước tự do có nhiễm ion điển hình (tương đương 300–500 ppm muối). Độ ẩm tạo ra lớp phủ dẫn điện trên khối đầu cực, làm giảm điện trở cách điện xuống dưới 1 MΩ và tạo ra dòng điện rò rỉ hơn 5–30 mA, làm ngắt GFCI.Is hoặc cảnh báo lỗi chạm đất. Sự xâm nhập của hơi ẩm xảy ra do sự thẩm thấu (2-9 g/năm), ngưng tụ (0,5-2 g/sự kiện) hoặc rò rỉ vòng đệm. Lắp đặt các gói hút ẩm, thanh lọc nitơ hoặc bổ sung thêm hệ thống sưởi phần lạnh để ngăn chặn sự cố chạm đất. Theo dõi độ ẩm hoặc độ dẫn điện trước khi nó đạt đến mức tới hạn. Một vài giọt nước ở 480 VAC có thể giết chết quá trình của bạn. Đừng làm ướt phần lạnh - nếu không. Đo độ ẩm, tránh lỗi Phần lạnh là điểm dễ bị tổn thương. Hãy chăm sóc nó.