PFA-lämmittimen kylmässä osassa-nestelinjan yläpuolella- on sähköinen pääte, jossa metallisydän liitetään virtajohtoon. Ajan myötä kosteutta voi kertyä tämän kylmän osan sisään läpäisyn, tiivistymisen tai tiivisteiden rikkoutuessa. Kun kosteuspitoisuus saavuttaa kriittisen tason, se luo johtavan reitin korkea-jännitteen liittimestä (480 VAC) maahan, mikä laukaisee maasulun. Kriittinen kosteuspitoisuus on 0,5–1,0 grammaa vapaata vettä tyypillisessä kylmäosastossa (tilavuus 100–300 cm³). Tämä vastaa suhteellista kosteutta, joka lähestyy 100 % ja näkyvää kondensaatiota. 480 VAC:lla kosteuskalvon läpi kulkeva vuotovirta saavuttaa 5–30 mA{17}}, joka riittää laukaisemaan GFCI:n tai aiheuttamaan maasulkuhälytyksen. Kosteuden ei tarvitse upottaa liittimiä kokonaan; ohut kalvo (0,1–0,5 mm), joka silloi liittimen eristeen, riittää. Kosteuden sisäänpääsyn estäminen tai sen poistaminen kuivausaineilla on tärkeää korkeajännitteisen lämmittimen luotettavuuden kannalta.
Kosteuden kertymisen ja vuotovirran suhde
Vuotovirta I_leak=V / R, missä R on kosteusreitin vastus. Tyypillisellä 10 mm:n liitinvälillä vesikalvon vastus riippuu sen puhtaudesta. Kosteasta ilmasta kondensoituneen veden johtavuus on 10–100 µS/cm (resistiivisyys 0,01–0,1 MΩ·cm). 0,1 mm:n paksuiselle kalvolle, jonka pinta-ala on 10 mm × 5 mm, R=ρ × L / A=0.05 MΩ·cm × 1 cm / (0,5 cm²)=0.1 MΩ. 480 VAC:lla I_leak=480 / 100,000=4.8 mA-alle tyypillisen 30 mA:n GFCI-laukaisun, mutta havaittavissa. Jos vesi imee ionisia epäpuhtauksia (virtausjäännösten suolat, korroosiotuotteet), johtavuus nousee arvoon 1 000–10 000 µS/cm (resistiivisyys 0,0001–0,001 MΩ·cm), jolloin I_vuoto=480 / 200=2.4}} A{. short Kriittinen kosteuspitoisuus ei ole vain veden määrä, vaan sen ionipuhtaus.
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 480 VAC:lla). Tämä tapahtuu noin 0,5 g:lla vapaata vettä 200 cm³:n kylmässä osassa,{5}}riittävästi muodostamaan jatkuvan kalvon riviliittimeen.
Kriittinen kosteuspitoisuus jännitteen ja kontaminaatiotason mukaan
| Jännite (VAC) | Eristysresistanssin laukaisukynnys (MΩ) | Vuotovirta laukaisuhetkellä (mA) | Kriittinen vapaa vesi (g) 200 cm³ | Vaadittu vedenjohtavuus (µS/cm) | Kontaminaatiotaso (ppm NaCl-ekvivalentti) |
|---|---|---|---|---|---|
| 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 (laitteiden suojaus) | 10 | 48 | 0.5 | >500 | >300 |
| 690 | 1.0 | 690 | 0.8 | >150 | >80 |
| 1,000 | 1.0 | 1,000 | 0.5 | >100 | >50 |
Tyypillisessä 480 VAC järjestelmässä, jossa on 30 mA GFCI, kriittinen kosteuspitoisuus on 0,3–0,5 g vapaata vettä kohtalaisella kontaminaatiolla (300–500 ppm NaCl-ekvivalenttia). Alle 0,3 g, GFCI ei välttämättä laukea; yli 0,5 g, kompastumis on todennäköistä.
Kosteuden lähteet kylmäosastolla
Kosteus tulee kylmään osaan kolmea reittiä:
Läpäisy PFA:n läpi: 480 VAC:lla kylmäosaa ei lämmitetä aktiivisesti (se on nestelinjan yläpuolella). Se toimii 40-80 asteessa. Vesihöyry tunkeutuu PFA-seinän läpi 0,1–0,5 g/m²·vrk. 0,05 m²:n kylmäosaston pinta-alalla 0,005–0,025 g/vrk. Yhden vuoden (365 päivän) aikana 2–9 g kosteutta voi kertyä-paljon yli kriittisen tason.
Kondensaatiota ympäröivästä ilmasta: Jos kylmäosasto jäähtyy alle kastepisteen (esim. yön yli), kosteaa ilmaa tiivistyy sisälle. Yhdellä kondensaatiotapahtumalla voi kertyä 0,5–2 g vettä.
Vuotavat tiivisteet: Epäonnistuneet O-renkaat tai tiivisteet sallivat suuren veden pääsyn sisään. Vuoto 1 pisara tunnissa (0,05 g/h) lisää 1,2 g/päivä.
Havaitseminen ja ehkäisy
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 kahden eristetyn nastan välillä laukaisee hälytyksen, mikä mahdollistaa huollon ennen GFCI:n laukeamista.
Ennaltaehkäisymenetelmät:
Kuivausainepakkaus: Aseta molekyyliseulapakkaus (zeoliitti) kylmäosan sisään. Vaihda 6-12 kuukauden välein. 10 g:n pakkaus imee 2–3 g vettä ennen kyllästymistä.
Typpihuuhtelu: Virta kuivaa N2 paineessa 0,1 bar kylmäosan läpi jatkuvasti. Säilyttää RH<10% and purges permeated vapors.
Hermeettinen tiiviste: Käytä lasista -metalliin-tai keraamista-to-metallitiivistettä terminaalin läpivientiin, mikä estää polymeerin läpäisyn.
Kylmäosaston lämmitys: Säilytä kylmäosasto 50–60 asteessa pienellä lämmittimellä (5–10 W), jotta se pysyy kastepisteen yläpuolella, mikä estää kondensoitumisen.
Esimerkki kentästä
480 VAC:n PFA-lämmitin kosteassa pinnoituslinjassa (80 %:n suhteellinen kosteus) koki viikoittaisia häiriöitä GFCI-laukaisuissa 6 kuukauden käytön jälkeen. Tarkastuksessa kylmäosastosta löytyi 0,8 g vapaata vettä (mitattu punnitsemalla). Veden johtavuus oli 800 uS/cm (absorboivista happosumuista). Lämmitin kuivattiin ja kuivausainepakkaus lisättiin. Matkat keskeytettiin 8 kuukaudeksi ja jatkuivat sitten. Laitos asensi jatkuvan N2-puhdistuksen (0,5 l/min). Muita matkoja ei ole tehty 3 vuoteen.
Johtopäätös: 0,3–0,5 g vapaata vettä laukaisee maavian 480 VAC:lla
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, GFCI:n laukeaminen tai maasulkuhälyttimet. Kosteutta pääsee sisään tunkeutumisesta (2–9 g/vuosi), kondensaatiosta (0,5–2 g/tapahtuma) tai tiivistevuotojen kautta. Maasulkujen estämiseksi asenna kuivausainepakkaukset, käytä typpihuuhtelua tai lisää kylmäosan lämmitys. Tarkkaile kosteutta tai johtavuutta havaitaksesi kosteus ennen kriittisten tasojen saavuttamista. 480 VAC:ssa muutama vesipisara voi pysäyttää prosessin. Pidä kylmäosasto kuivana tai maksa hinta. Mittaa kosteutta, vältä vikoja. Kylmä osa on heikko lenkki. Suojaa sitä.
