โรงงานแปรรูปสารเคมีแห่งหนึ่งประสบกับรูปแบบที่น่าหงุดหงิด: การป้องกันข้อผิดพลาดของกราวด์บนเครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE ขนาด 5 kW สะดุดเป็นระยะๆ บางครั้งสองครั้งต่อสัปดาห์ บางครั้งไม่สะดุดเป็นเวลาหนึ่งเดือน เครื่องทำความร้อนได้รับการทดสอบตามปกติในแต่ละครั้ง-ความต้านทานของฉนวนที่สูงกว่า 200 MΩ กระแสไฟฟ้าดึงที่แผ่นป้าย ไม่พบความเสียหายที่มองเห็นได้ การบำรุงรักษารีเซ็ตเบรกเกอร์และส่งคืนฮีตเตอร์ให้เข้ารับบริการ การเดินทางดำเนินต่อไป ปัญหาไม่ได้อยู่ที่ฮีตเตอร์เสีย มันเป็นการเดินทางที่น่ารำคาญซึ่งเกิดจากการรวมกันของความชื้น การรั่วไหลของประจุไฟฟ้า และการตั้งค่าการป้องกันที่ละเอียดอ่อนมากเกินไป
ทริปข้อผิดพลาดกราวด์ที่น่ารำคาญคือทริปที่เกิดขึ้นโดยไม่มีความล้มเหลวของฉนวนอย่างแท้จริง อุปกรณ์ป้องกันตรวจจับกระแสไฟฟ้ารั่วที่เกินเกณฑ์ แต่การรั่วไหลไม่ได้เกิดจากความผิดปกติของฮีตเตอร์ เกิดจากความชื้น ความจุไฟฟ้า หรือสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า
อะไรทำให้เกิดการเดินทางที่น่ารำคาญ
เงื่อนไขหลายประการอาจทำให้อุปกรณ์เกิดข้อผิดพลาดของกราวด์สะดุดโดยไม่มีข้อผิดพลาดจริง ความชื้นในตู้ขั้วต่อหรือบนพื้นผิวเครื่องทำความร้อนสามารถสร้างเส้นทางการรั่วไหลที่เป็นตัวต้านทานมากกว่าตัวเก็บประจุ กระแสไฟรั่วอาจเกินขีดจำกัดทริป แม้ว่าความต้านทานของฉนวนจะยังคงยอมรับได้ก็ตาม
การรั่วไหลของตัวเก็บประจุเป็นอีกสาเหตุหนึ่ง องค์ประกอบความร้อนและปลอกสายดินก่อให้เกิดตัวเก็บประจุ ความจุไฟฟ้าขึ้นอยู่กับรูปทรงขององค์ประกอบ ความหนาของฉนวน และค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของฉนวน ที่ 60 Hz ความจุ 0.1 μF ทำให้เกิดกระแสรั่วไหลประมาณ 15 mA ที่ 480V นั่นก็เพียงพอแล้วที่จะตัดการทำงานของอุปกรณ์กราวด์ฟอลต์ขนาด 30 mA
สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าจากอุปกรณ์ที่อยู่ติดกัน-วงจรเรียงกระแส อินเวอร์เตอร์ หรือเครื่องเชื่อม-ก็อาจทำให้เกิดการสะดุดได้ สัญญาณรบกวนจับคู่กับเซ็นเซอร์ความผิดปกติของกราวด์ และถูกตีความว่าเป็นกระแสไฟรั่ว
| สาเหตุการเดินทางที่น่ารำคาญ | กระแสไฟรั่ว | ความต้านทานของฉนวน | ความถี่ | การวินิจฉัย |
|---|---|---|---|---|
| ขั้วความชื้น | 5–50 มิลลิแอมป์ | 20–100 MΩ | ไม่ต่อเนื่อง | ตู้แห้ง ทดสอบซ้ำ |
| การรั่วไหลของตัวเก็บประจุ | 10–30 มิลลิแอมป์ | >200 MΩ | ต่อเนื่อง | วัดความจุ |
| สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า | ตัวแปร | >200 MΩ | สุ่ม | แยกวงจร |
| ฝักที่ปนเปื้อน | 5–20 มิลลิแอมป์ | >100 MΩ | หลังจากทำความสะอาดแล้ว | ฝักสะอาด |
| สายยาววิ่ง | 5–15 มิลลิแอมป์ | >200 MΩ | ต่อเนื่อง | ลดความยาวสายเคเบิล |
สาเหตุทั่วไปของการเกิดข้อผิดพลาดกราวด์ที่น่ารำคาญบนเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE
แยกแยะการเดินทางที่น่ารำคาญจากความผิดพลาดที่แท้จริง
ขั้นตอนแรกคือการวัดความต้านทานของฉนวนด้วยเมกะโอห์มมิเตอร์ ค่าที่อ่านได้สูงกว่า 100 MΩ บ่งชี้ว่าฉนวนยังอยู่ในสภาพสมบูรณ์และการสะดุดอาจก่อให้เกิดความรำคาญ ค่าที่อ่านได้ระหว่าง 10 ถึง 100 MΩ บ่งชี้ถึงการซึมผ่านของความชื้นที่อาจย้อนกลับได้ ค่าที่อ่านได้ต่ำกว่า 10 MΩ บ่งชี้ว่ามีข้อผิดพลาดจริง
ขั้นตอนที่สองคือการวัดกระแสไฟรั่วโดยตรงด้วยแคลมป์-บนมิเตอร์วัดไฟรั่ว หากกระแสไฟรั่วต่ำกว่าเกณฑ์การเดินทางเมื่อฮีตเตอร์เย็น แต่เกินเมื่อฮีตเตอร์ร้อน สาเหตุคือการขยายตัวเนื่องจากความร้อนทำให้เกิดช่องว่างเล็กๆ หากการรั่วไหลคงที่และไม่ขึ้นกับอุณหภูมิ สาเหตุคือการรั่วไหลแบบคาปาซิทีฟหรือต้านทานผ่านความชื้น
ขั้นตอนที่สามคือการตรวจสอบกล่องหุ้มขั้วต่อและปลอกตัวทำความร้อนว่ามีความชื้น การปนเปื้อน หรือความเสียหายหรือไม่ กล่องหุ้มขั้วต่อที่เปียกหรือปลอกที่ปนเปื้อนอาจทำให้เกิดการรั่วซึมจนหลุดการป้องกันได้
ลดการรั่วไหลของประจุไฟฟ้า
การรั่วไหลของประจุไฟฟ้าสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มความหนาของฉนวน ลดเส้นผ่านศูนย์กลางขององค์ประกอบ หรือใช้ฉนวนคงที่ไดอิเล็กทริกที่ต่ำลง สิ่งเหล่านี้คือการเปลี่ยนแปลงการออกแบบที่ผู้ผลิตฮีตเตอร์ต้องทำ
สำหรับเครื่องทำความร้อนที่มีอยู่ สามารถลดการรั่วไหลของตัวเก็บประจุได้โดยใช้อุปกรณ์กราวด์ฟอลต์ที่มีขีดจำกัดทริปที่สูงกว่า อุปกรณ์ 100 mA มีความไวต่อการรั่วไหลของประจุไฟฟ้าน้อยกว่าอุปกรณ์ 30 mA เกณฑ์ที่สูงกว่ายังคงให้การป้องกันข้อผิดพลาดจริง ซึ่งโดยทั่วไปจะทำให้เกิดกระแสรั่วไหลที่สูงกว่า 100 mA
ขจัดความชื้น-การเดินทางที่เกี่ยวข้อง
การตัดทริปที่เกี่ยวข้องกับความชื้น-จะถูกกำจัดโดยการปิดผนึกส่วนหุ้มขั้วต่อและรักษาปลอกตัวทำความร้อนให้สะอาด กล่องหุ้ม NEMA 4X พร้อมด้วยปะเก็นและเคเบิลแกลนด์ที่เหมาะสมจะช่วยป้องกันความชื้นไม่ให้เข้าถึงขั้วต่อ การทำความสะอาดเป็นประจำจะช่วยขจัดสิ่งปนเปื้อนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าออกจากพื้นผิวเครื่องทำความร้อน
หากมีความชื้นเข้าสู่ฉนวนภายในแล้ว เครื่องทำความร้อนสามารถทำให้แห้งได้โดยใช้แรงดันไฟฟ้าต่ำเป็นเวลาหลายชั่วโมง การอบแห้งจะไล่ความชื้นออกไปและคืนความต้านทานของฉนวน หากความต้านทานของฉนวนไม่ฟื้นตัว ทางเดินความชื้นจะคงอยู่ถาวร และควรเปลี่ยนเครื่องทำความร้อน
การแยกสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า
สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าจากอุปกรณ์ที่อยู่ติดกันสามารถกำจัดได้โดยการแยกวงจรฮีตเตอร์ วงจรจ่ายไฟเฉพาะแยกจากวงจรเรียงกระแสและอินเวอร์เตอร์ ช่วยลดการเชื่อมต่อสัญญาณรบกวน การป้องกันสายเคเบิลจ่ายไฟและการต่อกราวด์ชีลด์ที่ปลายด้านหนึ่งยังช่วยลดเสียงรบกวนอีกด้วย
| สาเหตุการเดินทางที่น่ารำคาญ | การดำเนินการแก้ไข | ค่าใช้จ่าย | ประสิทธิผล |
|---|---|---|---|
| ขั้วความชื้น | ปิดผนึกกล่องให้แห้ง | ต่ำ | สูง |
| การรั่วไหลของตัวเก็บประจุ | เกณฑ์การเดินทางที่สูงขึ้น | ต่ำ | สูง |
| สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า | แยกวงจร, สายเคเบิลชีลด์ | ปานกลาง | ปานกลาง-สูง |
| ฝักที่ปนเปื้อน | ทำความสะอาดพื้นผิวเครื่องทำความร้อน | ต่ำ | สูง |
| สายยาววิ่ง | ลดความยาวสายเคเบิล | ปานกลาง | ปานกลาง |
การดำเนินการแก้ไขสำหรับการเดินทางข้อผิดพลาดกราวด์ที่น่ารำคาญ
เมื่อการเดินทางที่น่ารำคาญบ่งบอกถึงปัญหาที่แท้จริง
การเดินทางที่น่ารำคาญซึ่งเกิดขึ้นบ่อยขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปอาจบ่งบอกถึงความผิดปกติที่กำลังพัฒนา ควรมีแนวโน้มความต้านทานของฉนวนทุกเดือน แนวโน้มที่ลดลงบ่งชี้ว่ามีความชื้นหรือการปนเปื้อนสะสมอยู่ แนวโน้มที่มั่นคงบ่งชี้ว่าการเดินทางเป็นเรื่องที่น่ารำคาญอย่างแท้จริง และสามารถแก้ไขได้โดยการปรับการตั้งค่าการป้องกันหรือปรับปรุงการติดตั้ง
เมื่อการเดินทางที่น่ารำคาญเผยให้เห็นปัญหาการออกแบบ
เครื่องทำความร้อนที่ทำให้เกิดการสะดุดแม้จะมีตู้ปิดสนิทและอุปกรณ์กราวด์ฟอลต์ที่มีขนาดเหมาะสมอาจมีปัญหาการออกแบบ-ความจุไฟฟ้ามากเกินไป ความหนาของฉนวนไม่เพียงพอ หรือมีโครงสร้างที่เสี่ยงต่อความชื้น- การกำหนดค่าเครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE แบบกำหนดเองพร้อมฉนวนที่หนาขึ้น โครงสร้างที่ปิดสนิท และองค์ประกอบความจุที่ต่ำกว่าช่วยแก้ปัญหาสาเหตุของการเดินทางที่น่ารำคาญ กระบวนการกำหนดคุณสมบัติต้องใช้แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย ระดับอุปกรณ์ที่เกิดข้อผิดพลาดของกราวด์ สภาวะแวดล้อม และกำลังไฟที่ต้องการ สำหรับโรงงานที่มีปัญหาการเดินทางที่น่ารำคาญ แนวทางเฉพาะของแอปพลิเคชันนี้-จะช่วยลดการเดินทางที่ผิดพลาดและยืดอายุการใช้งานของเครื่องทำความร้อน
