Ġewwa ż-żona kiesħa ta 'heater ta' immersjoni PTFE ta 'vultaġġ għoli, moħbi mill-vista, fenomenu magħruf bħala skariku parzjali jista' jiekol siekta l-iżolament. Dawn mhumiex arki drammatiċi, iżda tisfigħ elettriku ħafif u kontinwu fi bwiet ta 'l-arja mikroskopiċi li bil-mod inaqqas il-materjal bħal solvent kimiku. Għal ħiters li joperaw b'vultaġġi elevati-tipikament 480 VAC, 600 VAC, jew ogħla-skarigu parzjali corona PTFE heater vultaġġ għoliambjenti huma partikolarment suxxettibbli għal dan il-mekkaniżmu ta 'degradazzjoni moħbija, li jista' jnaqqas drastikament il-ħajja tas-servizz u jwassal għal falliment mhux mistenni.
Nifhmu Kwittanza Parzjali f'Heaters iżolati MgO
Il-biċċa l-kbira tal-ħiters ta 'immersjoni PTFE b'wattage għoli jużaw trab ta' ossidu tal-manjeżju (MgO) kompatt bħala l-insulazzjoni elettrika primarja bejn il-wajer tar-reżistenza interna u l-għata tal-metall ta 'barra (jew direttament madwar il-wajer fiż-żona kiesħa). MgO huwa konduttur dielettriku u termali eċċellenti meta kkumpattat sew. Madankollu, l-ebda proċess ta 'kompattazzjoni ma joħloq struttura perfettament ħielsa mill-vojt. Spazji mikroskopiċi mimlija bl-arja-spiss iżgħar minn 0.1 mm-jibqgħu fil-matriċi MgO.
Meta tiġi applikata vultaġġ alternanti għoli biżżejjed madwar l-insulazzjoni, is-saħħa tal-kamp elettriku ġewwa dawn il-vojt ċkejkna tista 'taqbeż is-saħħa dielettrika tal-arja (madwar 3 kV/mm). L-arja fil-vojt imbagħad tijonizza, u toħloq skarigu elettriku lokalizzat u mhux sostnut. Dan huwa skariku parzjali (magħruf ukoll bħala corona meta jseħħ fil-vojt tal-arja). B'differenza mill-ark-over sħiħ, skariku parzjali ma jqassirx immedjatament il-heater. Minflok, jipproduċi serje ta 'xrar ta' enerġija baxxa ġewwa l-vojt.
L-Attakk Kimiku: Mill-Ożonu għal Binarji Karbonizzati
Iċ-xrar ċkejkna u siekta huma kanċer li jaħdem bil-mod għall-insulazzjoni. Kull avveniment ta' rimi parzjali jiġġenera diversi prodotti sekondarji aggressivi:
Ożonu (O₃)– Ossidatur reattiv ħafna.
Ossidi tan-nitroġenu (NOₓ)– Iffurmat minn nitroġenu u ossiġnu fl-arja maqbuda.
Saħħan– Spikes tat-temperatura lokalizzati.
Dawn il-prodotti jattakkaw kimikament l-insulazzjoni MgO u l-wiċċ tal-wajer tar-reżistenza jew il-ħajt tal-għant ta 'ġewwa. L-ożonu u l-NOₓ jikkonvertu MgO f'nitrat tal-manjeżju jew komposti solubbli oħra, li jikkunsmaw gradwalment l-insulazzjoni solida. Fl-istess ħin, binders organiċi jew kontaminanti fl-MgO jistgħu jiġu karbonizzati mill-iskariku, li jiffurmaw passaġġ konduttiv ħafif u skur-spiss imsejjaħ binarju tal-karbonju.
Matul xhur ta 'tħaddim kontinwu, il-binarju tal-karbonju jikber b'mod inkrementali. Kull avveniment ta 'skarigu parzjali jiddepożita ammont żgħir ta' materjal konduttiv, u bil-mod il-mod jonqos id-distakk bejn il-wajer ħaj u l-għant ertjat. Ladarba l-binarju jsir kontinwu, sseħħ tqassim elettriku sħiħ: short circuit f'daqqa u katastrofiku li tipikament iżżarma l-circuit breaker u jeqred il-heater. Minħabba li l-ħsara hija kumulattiva u irriversibbli, heater li juri degradazzjoni ta 'skarika parzjali ma jistax jissewwa.
Għaliex il-Vultaġġ huwa l-Fattur Kritiku
Ir-riskju ta' skarigu parzjali jiżdied b'mod mhux lineari bil-vultaġġ applikat. Ħiter iddisinjat għal 240 VAC jista' jkollu vultaġġ tal-bidu ta' skarigu parzjali (PDIV) ta' 400–500 V-li jfisser li ma jsir l-ebda skariku waqt tħaddim normali. Madankollu, heater stmat għal 480 VAC jew 600 VAC jesperjenza stress tal-kamp elettriku kważi d-doppju. Jekk il-kwalità tal-kompattazzjoni MgO ma tkunx biżżejjed, il-PDIV jista 'jkun taħt il-vultaġġ operattiv, li jiggarantixxi skarigu parzjali kontinwu mill-ewwel power-on.
Fil-prattika, heater PTFE stmat għal vultaġġi ogħla (eż., 600 V) huwa manifatturat b'saff MgO eħxen u ikkumpattat aktar sewwa meta mqabbel ma 'unità ta' vultaġġ baxx. Id-densità miżjuda tnaqqas id-daqs u n-numru ta 'vojt, u tgħolli l-PDIV. Barra minn hekk, iż-żona tat-terminazzjoni taż-żona kiesħa-fejn il-wajer intern jgħaqqad mal-kejbils tal-enerġija esterni-hija rinfurzata bi żibeġ jew kmiem taċ-ċeramika biex irażżan aktar il-korona.
Sejbien Waqt il-Manifattura
Skarigu parzjali jista 'jiġi skopert bl-użu ta' tagħmir tat-test speċjalizzat. Waqt il-kontroll tal-kwalità, il-heater huwa soġġett għal vultaġġ ftit 'il fuq mill-valur nominali tiegħu (eż., 1.2 × vultaġġ nominali) filwaqt li detector ta' skariku parzjali jkejjel l-impulsi ta 'ċarġ iġġenerati minn kull avveniment ta' skariku. Standards internazzjonali bħal IEC 60335-2-73 jew speċifikazzjonijiet speċifiċi għall-klijent spiss jimponu livell massimu permissibbli ta' skarigu parzjali (eż., 10 picoCoulombs) għal ħiters ta' immersjoni ta' vultaġġ għoli. Ħiter li jaqbeż dan il-limitu jiġi miċħud minħabba li l-ispazji interni tiegħu huma kbar wisq jew numerużi wisq.
Prevenzjoni fis-Servizz
Ladarba jiġi installat heater PTFE, żewġ azzjonijiet primarji jipprevjenu l-falliment ikkawżat minn skariku parzjali:
Jopera strettament fil-vultaġġ nominali– L-applikazzjoni ta 'vultaġġ ogħla mill-klassifikazzjoni tal-pjanċa tal-isem (eż., 600 V għal heater ta' 480 V) iżid drammatikament l-istress tal-kamp elettriku u jiggarantixxi l-korona. Anke vultaġġi żejda temporanji minn kwalità fqira tal-enerġija għandhom jiġu evitati.
Żomm it-terminals taż-żona kiesħa assolutament niexfa– L-umdità fuq il-wiċċ tat-terminal tista 'toħloq korona esterna, iżda b'mod aktar kritiku, l-ilma jista' jimla fl-MgO permezz ta 'xquq mikroskopiċi, tnaqqas is-saħħa dielettrika tagħha u tnaqqas il-PDIV. It-terminali għandhom ikunu magħluqa f'kaxxa ta' junction reżistenti għat-temp b'siġillar xieraq (eż., gaskits jew kompost tal-qsari).
Ħiters li jkunu ġew soġġetti għal dħul ta' umdità jew xokk mekkaniku (li jistgħu joħolqu vojt ġodda billi jqassmu l-MgO) għandhom jiġu ttestjati bil-megger u, jekk possibbli, ttestjati b'discharge parzjali qabel ma jerġgħu jitpoġġew fis-servizz.
Konsegwenzi ta' Injorazzjoni ta' Kwittanza Parzjali
Ħiter li jbati minn skariku parzjali kontinwu jista 'jopera għal xhur mingħajr sintomi ovvji. L-uniċi sinjali li jistgħu jinstabu jistgħu jkunu ħoss debboli u intermittenti miż-żona kiesħa (it-"fizzing" tal-korona) jew żieda żgħira fil-kurrent ta' tnixxija mkejjel minn interrutur taċ-ċirkwit ta' ħsara fl-art. Madankollu, ladarba l-korsa tal-karbonju tkun kompluta, il-falliment huwa f'daqqa u ħafna drabi mhux mistenni. Għal proċessi kritiċi, dan il-ħin ta' waqfien mhux ippjanat jista' jiswa ħafna flus. Għalhekk, l-ispeċifikazzjoni ta' ħiters ta' kwalità għolja b'livell ta' skarigu parzjali baxx ippruvat hija essenzjali għal applikazzjonijiet ta' 480 V u 600 V.
Konklużjoni
L-iskarigu parzjali huwa mekkaniżmu sottili ta 'falliment ta' vultaġġ għoli li jista 'jiġi evitat permezz ta' kwalità tal-manifattura xierqa u aderenza stretta mal-klassifikazzjonijiet tal-vultaġġ. Il-skarigu parzjali corona PTFE heater vultaġġ għoliil-fenomenu jseħħ meta vojt mikroskopiċi fl-insulazzjoni MgO jojonizzaw, li jipproduċu gassijiet reattivi li kimikament jonqsu l-insulazzjoni u jiffurmaw binarji tal-karbonju konduttivi. Maż-żmien, dawn il-binarji jikkawżaw short circuit f'daqqa. L-għażla ta 'ħiters b'vultaġġ għoli ta' skariku parzjali vverifikat, iż-żamma taż-żona kiesħa niexfa, u qatt ma taqbeż il-vultaġġ nominali huma l-aktar difiżi effettivi. It-tensjonijiet elettriċi li ma jidhrux ġewwa heater huma perikolużi daqs l-attakki kimiċi fuq il-wiċċ ta' barra tiegħu-u t-tnejn iridu jiġu ġestiti biex jiksbu ħajja ta' servizz twila u affidabbli.
