480 VAC'de PFA Isıtıcısında Toprak Arızasını Tetikleyen Soğuk Bölüm İçindeki Kritik Nem İçeriği Nedir?

PFA ısıtıcısında, metal çekirdeğin güç kablosuyla elektriksel sonlandırma noktası, sıvı hattının üzerindeki soğuk kısımda bulunur. Zamanla bu soğuk bölgede nüfuz etme, yoğuşma veya contaların bozulması nedeniyle nem birikebilir. Kritik bir nem seviyesinde, yüksek gerilim terminalinden (480 VAC) toprağa ve boma kadar iletken bir yol oluşturur; toprak arızası yaşarsınız. Temel nem içeriği tipik bir soğuk segmentte (hacim 100 - 300 cm3) 0.5 - 1.0 g serbest sudur. Bu, %100'e yakın bir bağıl neme ve görünür yoğunlaşmaya karşılık gelir. 480 VAC'de nem filminden geçen kaçak akım 5-30 mA olup, bir GFCI'yi tetiklemeye veya topraklama hatası alarmına neden olmaya yeterlidir. Nemin terminalleri tamamen kaplaması gerekmez; terminal yalıtkanını köprüleyen 0,1-0,5 mm'lik bir film yeterlidir. Nemi önlemek veya uzaklaştırmak için kullanılan kurutucular, yüksek voltajlı ısıtıcının güvenilirliği açısından önemlidir.

Nem birikimi ile kaçak akım arasındaki ilişki
Kaçak akım I_leak=V / R, burada R, nem geçişine karşı dirençtir. 10 mm'lik tipik terminal aralığı, suyun kalitesine bağlı olarak su filmi direnci sağlar. Nemli havadan gelen yoğunlaşan suyun iletkenliği 10–100 µS/cm'dir (direnç 0,01–0,1 MΩ cm). Diyelim ki 0,1 mm kalınlık, 10 mm x 5 mm alan. R=ρL / A=0.05 MΩ•cm x 1 cm / 0,5 cm2=0.1 MΩ . I_leak=480/100,000=4.8 mA @ 480 VAC, ortalamanın altında 30 mA GFCI hatası, ancak tespit edilebilir. Su iyonik yabancı maddeleri (akı kalıntılarından gelen tuzlar, korozyon ürünleri) toplarsa iletkenlik 1000-10000 µS/cm'ye kadar artar (direnç 0,0001-0,001 MΩ*cm), bu da I_leak=480 / 200=2.4 Aa tamamen kısa devre ile sonuçlanır. Kritik nem içeriğinde önemli olan suyun miktarı değil, iyonik saflığıdır.

The "critical moisture content" is defined as the quantity of water which, mixed with typical ionic contamination (5–50 µg of chlorides, sulphates, or salt) decreases resistance below 1 MΩ (leakage >480 VAC'de 0,5 mA). Bu, terminal bloğu üzerinde sürekli bir katman oluşturmaya yetecek kadar 200 cm3'lük bir soğuk bölümde yaklaşık 0,5 g serbest suda meydana gelir.

Critical Moisture Content by Voltage and Contamination Level Voltage (VAC) Insulation Resistance Trip Threshold (MΩ) Leakage Current at Trip (mA) Critical Free Water (g) in 200 cm³ Required Water Conductivity (µS/cm) Contamination Level (ppm NaCl equivalent) 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 (equipment protection) 10 48 0.5 >500 >300 690 1.0 690 0.8 >150 >80 1,000 1.0 1,0
30 mA GFCI'ye sahip tipik bir 480 VAC sistem için gerekli nem içeriği, hafif kirliliğe sahip 0,3–0,5 g serbest sudur (300–500 ppm NaCl eşdeğeri). Seviye 0,3 g'nin altındaysa GFCI tetiklemeyebilir. 0,5 g'ın üzerindeyse istenmeyen açma meydana gelebilir.

Soğuk Bölümdeki Nem Kaynakları
Soğuk bölüme nem girişi için üç yöntem vardır:

PFA yoluyla nüfuz: Soğuk kısım 480 VAC'de aktif olarak ısıtılmaz (sıvı hattının üzerindedir). 40-80 derecede çalışır. PFA duvarından geçen su buharı akışı 0,1-0,5 g/m2·gün. 0,05 m 2 soğuk bölüm alanı için bu 0,005–0,025 g gün -1 . 1 yıldan fazla (365 gün) eşik sınırının çok üzerinde 2-9 g nem birikebilir.

Ortam havasından kaynaklanan yoğuşma: Soğuk kısım çiğlenme noktasına kadar soğursa (örn. gece boyunca durdurularak), nemli hava içeride yoğuşur. Tek bir yoğunlaşma olayı 0,5 ile 2 g arasında su biriktirebilir.

Sızdıran contalar: Arızalı O-halkaları veya contalar büyük miktarda su sızmasına yol açar. Saatte 1 damla (0,05 g/saat) sızıntı, günde 1,2 g katkıda bulunur

Tespit ve Önleme
Topraklama arızası meydana gelmeden önce gerekli nem içeriğini belirlemek için soğuk alanın içine bir nem sensörü veya iletkenlik probu yerleştirilebilir. İki izole pin arasında %80'in üzerinde bağıl nem veya 10 µS/cm'nin üzerinde iletkenlik, GFCI tetiklenmeden önce bakımın yapılabileceği bir alarmı etkinleştirir.

Önleme stratejileri:

Kurutucu paketi: Soğuk bölüme bir moleküler elek (zeolit) yerleştirin. Her 6-12 ayda bir değiştirin. 10 g'lık bir paketin doyması için 2-3 g suya ihtiyaç duyulacaktır.

Azot temizleme: 0,1 bar'da soğuk bölümden sürekli kuru N2 akışı. RH < 10% Nüfuz eden buharları korur ve uzaklaştırır.

Hermetik conta. Terminal geçişi için camdan-metale-veya seramikten--metale bir conta kullanarak polimer sızıntısını önleyin.

Soğuk bölüm ısıtması Yoğuşmayı önlemek için soğuk bölümü küçük bir ısıtıcıyla (5–10 W) çiğlenme noktasının üzerinde 50–60 derecede tutun.

Örnek Alan
Nemli kaplama hattındaki (%80 bağıl nem ortamı) 480 VAC PFA ısıtıcı, 6 aylık çalışmanın ardından haftalık olarak rahatsız edici GFCI nedeniyle devre dışı kalıyordu. İnceleme, soğuk bölgede (tartılarak) 0,8 g serbest su gösterdi. Su iletkenliği 800 uS/cm idi (emilmiş asit buharından). Isıtıcı kurutuldu ve bir kurutucu paketi uygulandı. Geziler 8 ay süreyle durduruldu ve ardından geri döndü. Tesis, 0,5 L/dakikada sürekli olarak N2 ile temizlendi. 3 yıldır bir daha gezi yapılmadı.

Sonuç: 480 VAC'de 0,3-0,5 g Serbest Su Nedeniyle Topraklama Arızası
Bir PFA ısıtıcısı için, 480 VAC'de toprak arızası için soğuk bölümde gerekli nem içeriği, tipik iyonik kirlenmeye sahip 0,3–0,5 g serbest sudur (300–500 ppm tuz eşdeğeri). Nem, terminal bloğu üzerinde iletken bir kaplama oluşturarak yalıtım direncini 1 MΩ'un altına düşürür ve 5–30 mA'den fazla bir kaçak akım oluşturarak GFCI.I'leri veya toprak arıza alarmını tetikler. Nem girişi, nüfuz etme (2-9 g/yıl), yoğuşma (0,5-2 g/olay) veya conta sızıntıları yoluyla meydana gelir. Topraklama arızalarını önlemek için kurutucu paketleri takın, nitrojen tahliyesi yapın veya soğuk bölüm ısıtması ekleyin. Kritik seviyelere ulaşmadan önce nemi veya nem iletkenliğini izleyin. 480 VAC'de birkaç damla su prosesinizi sonlandırabilir. Soğuk bölümü ıslatmayın – aksi takdirde. Nem ölçümü, hata önleme Soğuk kısım hassas noktadır. Kendine iyi bak.