Một xưởng mạ ở vùng có khí hậu ven biển ẩm ướt đã kéo một lò sưởi ngâm PTFE 4 kW sau sự cố chạm đất. Bề mặt vỏ còn nguyên vẹn và phần tử được kiểm tra bình thường. Tuy nhiên, chất cách điện đầu cuối-khối gốm hoặc polymer ngăn cách các thiết bị đầu cuối mang điện với vỏ nối đất-có một rãnh cacbon hóa tối màu chạy từ một thiết bị đầu cuối đến vít lắp. Đường ray là đường dẫn điện được hình thành sau nhiều tháng hoạt động trong môi trường nhà máy ẩm ướt.
Theo dõi chất cách điện đầu cuối là chế độ hư hỏng dần dần thường bị chẩn đoán nhầm là sự cố lò sưởi. Bản thân máy sưởi vẫn khỏe mạnh. Lỗi xảy ra ở giao diện điện, nơi độ ẩm, ô nhiễm và điện áp kết hợp để tạo ra đường dẫn điện trên bề mặt chất cách điện.
Cách theo dõi phát triển trên thiết bị cách điện đầu cuối
Theo dõi là sự hình thành đường dẫn carbon trên bề mặt vật liệu cách điện. Nó bắt đầu với sự lắng đọng độ ẩm và ô nhiễm trên bề mặt chất cách điện. Sự ô nhiễm có thể là bụi, hạt kim loại hoặc muối hóa học từ môi trường xử lý.
Khi điện áp được đặt trên bề mặt bị ô nhiễm, một dòng điện rò rỉ nhỏ sẽ chạy qua. Dòng điện tạo ra nhiệt làm khô bề mặt và tập trung chất bẩn. Sự ô nhiễm tập trung tạo ra dòng rò cao hơn, tạo ra nhiều nhiệt hơn. Chu trình tiếp tục cho đến khi bề mặt cacbon hóa, tạo thành một rãnh dẫn điện vĩnh viễn.
| Mức độ ẩm | Nguồn ô nhiễm | Thời gian để theo dõi | Dòng rò ở 480V | Mức độ rủi ro |
|---|---|---|---|---|
| <40% RH | Môi trường sạch sẽ | >5 năm | <1 μA | Rất thấp |
| 40–60% RH | Bụi nhẹ | 2–5 năm | 1–10 μA | Thấp |
| 60–80% RH | Xử lý muối | 6–24 tháng | 10–100 μA | Vừa phải |
| >80% RH | Hạt kim loại, muối | 2–8 tháng | 100–500 μA | Cao |
| ngưng tụ | Phim dẫn điện | 2–8 tuần | >500 μA | Rất cao |
Ảnh hưởng của độ ẩm và ô nhiễm đối với việc theo dõi thiết bị đầu cuối của bộ gia nhiệt ngâm PTFE
Tại sao cây ẩm đặc biệt dễ bị tổn thương
Cây ẩm có một số đặc điểm giúp tăng tốc độ theo dõi. Độ ẩm môi trường cao giữ cho bề mặt chất cách điện luôn ẩm trong thời gian dài. Độ ẩm làm tan chất ô nhiễm và tạo ra một lớp màng dẫn điện.
Hơi quá trình bổ sung các loại hóa chất vào màng ẩm. Hơi axit từ dung dịch tẩy hoặc mạ hòa tan trong hơi ẩm và làm tăng độ dẫn điện của nó. Các hạt kim loại từ các hoạt động mài, đánh bóng hoặc hàn lắng đọng trên chất cách điện và tạo ra đường dẫn điện.
Chu kỳ nhiệt độ gây ra vấn đề. Bộ gia nhiệt làm nóng và làm mát theo từng chu kỳ vận hành. Chất cách điện giãn nở và co lại, đồng thời ứng suất nhiệt có thể tạo ra các vết nứt nhỏ giữ độ ẩm và ô nhiễm.
Vai trò của vật liệu cách điện
Không phải tất cả các vật liệu cách điện đều có khả năng chống theo dõi như nhau. Khả năng chống theo dõi phụ thuộc vào khả năng chống lại quá trình cacbon hóa và loại bỏ ô nhiễm của vật liệu.
Chất cách điện bằng gốm có khả năng chống theo dõi cao vì chúng không bị cacbon hóa. Tuy nhiên, chúng giòn và có thể nứt dưới áp lực nhiệt. Chất cách điện polyme-chẳng hạn như PTFE, PPS hoặc phenolic-bền hơn nhưng có thể bị cacbon hóa nếu bề mặt bị nhiễm bẩn.
Chất cách điện tốt nhất cho môi trường ẩm ướt, ô nhiễm là vật liệu có khả năng chống theo dõi cao, loại bỏ ô nhiễm tốt và khả năng chống chu kỳ nhiệt. PTFE và PPS là những lựa chọn phổ biến. Chất cách điện phenolic ít phù hợp hơn vì chúng dễ dàng cacbon hóa.
| Vật liệu cách điện | Theo dõi kháng cự | Ô nhiễm | Độ bền nhiệt | Ứng dụng tốt nhất |
|---|---|---|---|---|
| gốm sứ | Xuất sắc | Nghèo | Vừa phải | Môi trường sạch sẽ, khô ráo |
| PTFE | Xuất sắc | Xuất sắc | Tốt | Ẩm ướt, ô nhiễm |
| PPS | Rất tốt | Tốt | Tốt | Công nghiệp nhất |
| Phenolic | Nghèo | Vừa phải | Vừa phải | Môi trường khô ráo, sạch sẽ |
| Epoxy | Vừa phải | Vừa phải | Tốt | Môi trường vừa phải |
Đặc tính vật liệu cách điện cho môi trường nhà máy ẩm ướt
Ngăn chặn theo dõi cách điện thiết bị đầu cuối
Cách phòng ngừa hiệu quả nhất là bịt kín vỏ thiết bị đầu cuối và giữ cho chất cách điện khô ráo. Vỏ bọc kín có miếng đệm và tuyến cáp thích hợp sẽ ngăn hơi ẩm và ô nhiễm tiếp cận chất cách điện.
Việc vệ sinh thường xuyên sẽ loại bỏ ô nhiễm trước khi nó tích tụ. Chất cách điện phải được lau sạch trong mỗi khoảng thời gian bảo trì. Một chất cách điện khô, sạch sẽ không theo dõi.
Bộ kéo dài đường rò-bề mặt cách điện có gân hoặc kéo dài-làm tăng chiều dài đường dẫn giữa các thiết bị đầu cuối và mặt đất. Một con đường dài hơn có khả năng chống theo dõi cao hơn.
| Biện pháp phòng ngừa | Hiệu ứng theo dõi | Thực hiện | Trị giá |
|---|---|---|---|
| Vỏ kín | Ngăn chặn sự xâm nhập của độ ẩm | Vòng đệm và tuyến | Thấp–Trung bình |
| Vệ sinh thường xuyên | Loại bỏ ô nhiễm | Lịch bảo trì | Thấp |
| Bộ mở rộng đường rò | Con đường dài hơn | Thiết kế cách điện | Vừa phải |
| Lớp phủ chống theo dõi | Giảm độ dẫn bề mặt | Ứng dụng sơn | Vừa phải |
Các biện pháp phòng ngừa theo dõi cách điện thiết bị đầu cuối
Khi việc theo dõi chỉ ra một vấn đề lớn hơn
Chất cách điện đầu cuối vẫn theo dõi dù có vỏ bọc kín và việc vệ sinh thường xuyên cho thấy độ ẩm đang xâm nhập vào khu vực đầu cuối từ bên trong lò sưởi. Điều này có thể do vỏ bọc bị thủng hoặc miếng đệm vùng lạnh-lạnh bị hỏng. Máy sưởi phải được kiểm tra điện trở cách điện và kiểm tra hư hỏng vỏ bọc.
Cấu hình bộ gia nhiệt nhúng PTFE tùy chỉnh có vỏ bọc đầu cuối kín, bộ cách điện điện trở-theo dõi{1}}cao và bộ mở rộng đường rò giải quyết nguyên nhân gốc rễ của việc theo dõi. Quá trình đặc tả yêu cầu độ ẩm xung quanh, nguồn ô nhiễm, định mức vỏ thiết bị đầu cuối và điện áp hoạt động. Đối với các cơ sở ở vùng khí hậu ẩm ướt, phương pháp tiếp cận-dành riêng cho ứng dụng này giúp giảm việc theo dõi thiết bị đầu cuối và kéo dài tuổi thọ của máy sưởi.
