PFA sildītāja aukstajā daļā-apgabalā virs šķidruma līnijas- atrodas elektriskā gala vieta, kur metāla serde ir savienota ar strāvas kabeli. Laika gaitā šajā aukstajā daļā var uzkrāties mitrums caur caurlaidību, kondensāciju vai bojātu blīvējumu. Kad mitruma saturs sasniedz kritisko līmeni, tas rada vadošu ceļu no augstsprieguma spailes (480 VAC) uz zemi, izraisot zemējuma defektu. Kritiskais mitruma saturs ir 0,5–1,0 grami brīva ūdens tipiskā aukstuma zonā (tilpums 100–300 cm³). Tas atbilst relatīvajam mitrumam, kas tuvojas 100% ar redzamu kondensāciju. Pie 480 V maiņstrāvas noplūdes strāva caur mitruma plēvi sasniedz 5–30 mA{17}}, kas ir pietiekama, lai izslēgtu GFCI vai izraisītu zemējuma defekta trauksmi. Mitrumam nav nepieciešams pilnībā iegremdēt spailes; pietiek ar plānu kārtiņu (0,1–0,5 mm), kas savieno termināla izolatoru. Lai nodrošinātu augstsprieguma sildītāja uzticamību, ir svarīgi novērst mitruma iekļūšanu vai noņemt to ar desikantiem.
Mitruma uzkrāšanās un noplūdes strāvas attiecības
Noplūdes strāva I_leak=V / R, kur R ir mitruma ceļa pretestība. Tipiskajam spaiļu attālumam 10 mm ūdens plēves pretestība ir atkarīga no tās tīrības. Kondensētam ūdenim no mitra gaisa vadītspēja ir 10–100 µS/cm (pretestība 0,01–0,1 MΩ·cm). 0,1 mm biezai plēvei 10 mm × 5 mm laukumā R=ρ × L / A=0.05 MΩ·cm × 1 cm / (0,5 cm²)=0.1 MΩ. Pie 480 V maiņstrāvas I_noplūde=480 / 100,000=4.8 mA-zem tipiska 30 mA GFCI atvienošana, bet nosakāma. Ja ūdens absorbē jonu piesārņotājus (sāļus no plūsmas atlikumiem, korozijas produktus), vadītspēja palielinās līdz 1000–10 000 µS/cm (pretestība 0,0001–0,001 MΩ·cm), radot I_noplūdi=480 / 200=2.4}} A-}a-}. Kritiskais mitruma saturs ir ne tikai ūdens daudzums, bet arī tā jonu tīrība.
The "critical moisture content" is defined as the amount of water that, when combined with typical ionic contamination (5–50 µg of chlorides, sulfates, or sodium), reduces resistance below 1 MΩ (leakage >0,5 mA pie 480 VAC). Tas notiek ar aptuveni 0,5 g brīva ūdens 200 cm³ aukstajā daļā, kas ir pietiekami{5}}, lai izveidotu nepārtrauktu plēvi uz spaiļu bloka.
Kritiskais mitruma saturs pēc sprieguma un piesārņojuma līmeņa
| Spriegums (VAC) | Izolācijas pretestības izslēgšanas slieksnis (MΩ) | Noplūdes strāva atslēgšanās brīdī (mA) | Kritiskais brīvais ūdens (g) 200 cm³ | Nepieciešamā ūdens vadītspēja (µS/cm) | Piesārņojuma līmenis (ppm NaCl ekvivalents) |
|---|---|---|---|---|---|
| 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 (iekārtu aizsardzība) | 10 | 48 | 0.5 | >500 | >300 |
| 690 | 1.0 | 690 | 0.8 | >150 | >80 |
| 1,000 | 1.0 | 1,000 | 0.5 | >100 | >50 |
Tipiskai 480 VAC sistēmai ar 30 mA GFCI kritiskais mitruma saturs ir 0,3–0,5 g brīva ūdens ar mērenu piesārņojumu (300–500 ppm NaCl ekvivalents). Mazāks par 0,3 g, GFCI nedrīkst atslēgties; vairāk nekā 0,5 g, ir iespējama traucējoša paklupšana.
Mitruma avoti aukstajā zonā
Mitrums iekļūst aukstajā daļā pa trim ceļiem:
Iesūkšanās caur PFA: Pie 480 V maiņstrāvas aukstā sekcija netiek aktīvi apsildīta (tas atrodas virs šķidruma līnijas). Tas darbojas 40-80 grādu temperatūrā. Ūdens tvaiki caur PFA sienu caurstrāvo 0,1–0,5 g/m²·dienā. Aukstās sekcijas laukumam 0,05 m², tas ir 0,005–0,025 g/dienā. 1 gada (365 dienu) laikā 2–9 g mitruma var uzkrāties-daudz virs kritiskā līmeņa.
Kondensāts no apkārtējā gaisa: Ja aukstā daļa atdziest zem rasas punkta (piem., izslēgšana uz nakti), mitrais gaiss kondensējas iekšpusē. Vienreizējs kondensācijas notikums var nogulsnēt 0,5–2 g ūdens.
Noplūdes blīves: Bojāti O -gredzeni vai blīves pieļauj liela apjoma ūdens iekļūšanu. Noplūde 1 piliens stundā (0,05 g/h) palielina 1,2 g/dienā.
Atklāšana un profilakse
The critical moisture content can be detected before ground fault occurs by installing a humidity sensor or a conductance probe inside the cold section. A relative humidity >80% or a conductivity >10 µS/cm starp divām izolētām tapām iedarbina trauksmi, ļaujot veikt apkopi pirms GFCI iedarbināšanas.
Profilakses metodes:
Desikanta iepakojums: Ievietojiet molekulārā sieta (ceolīta) iepakojumu aukstajā daļā. Mainiet ik pēc 6–12 mēnešiem. 10 g iepakojums pirms piesātinājuma absorbē 2–3 g ūdens.
Slāpekļa attīrīšana: Nepārtraukti plūst sausu N₂ pie 0,1 bāra caur auksto sekciju. Saglabā RH<10% and purges permeated vapors.
Hermētisks blīvējums: termināla caurlaidei izmantojiet stikla -pret-metālu vai keramikas-pret-metālu blīvējumu, novēršot polimēru caurlaidību.
Aukstās sekcijas apkure: Uzturiet aukstuma sekciju 50–60 grādu temperatūrā, izmantojot nelielu sildītāju (5–10 W), lai uzturētu to virs rasas punkta, novēršot kondensāciju.
Lauka piemērs
480 VAC PFA sildītājs mitrā apšuvuma līnijā (80% RH) pēc 6 mēnešu darbības piedzīvoja iknedēļas traucējumus GFCI. Pārbaudē aukstajā sekcijā tika konstatēts 0,8 g brīva ūdens (mērīts ar svēršanu). Ūdens vadītspēja bija 800 µS/cm (no absorbētām skābes miglām). Sildītājs tika žāvēts un tika pievienots desikantu iepakojums. Braucieni apstājās uz 8 mēnešiem, pēc tam atsākās. Iekārta uzstādīja nepārtrauktu N₂ attīrīšanu (0,5 l/min). Vairāk nekā 3 gadu laikā vairs nav bijuši braucieni.
Secinājums: 0,3–0,5 g brīvais ūdens izraisa zemes defektu pie 480 VAC
The critical moisture content inside a PFA heater's cold section that triggers ground fault at 480 VAC is 0.3–0.5 g of free water with typical ionic contamination (300–500 ppm salt equivalent). This moisture creates a conductive film on the terminal block, reducing insulation resistance below 1 MΩ and causing leakage current >5–30 mA, atslēdzas GFCI vai zemes defekta trauksmes. Mitrums nokļūst caur caurlaidību (2–9 g/gadā), kondensāciju (0,5–2 g uz notikumu) vai blīvējuma noplūdēm. Lai novērstu zemes defektus, uzstādiet desikantu iepakojumus, izmantojiet slāpekļa attīrīšanu vai pievienojiet aukstās sekcijas sildīšanu. Pārraugiet mitrumu vai vadītspēju, lai noteiktu mitrumu, pirms tiek sasniegts kritiskais līmenis. Pie 480 V maiņstrāvas daži ūdens pilieni var apturēt jūsu procesu. Turiet auksto sekciju sausu vai maksājiet cenu. Mērīt mitrumu, novērst defektus. Aukstā daļa ir vājais posms. Aizsargājiet to.
