PTFE浸漬ヒーターの迷惑な地絡トリップを診断するにはどうすればよいですか?

化学処理プラントでは、イライラするパターンが発生しました。5 kW PTFE 浸漬ヒーターの地絡保護機能が断続的に作動し、場合によっては週に 2 回、場合によっては 1 か月間作動しないことがありました。ヒーターは毎回正常にテストされました。-絶縁抵抗は 200 MΩ を超え、ネームプレートに電流が流れ、目に見える損傷はありませんでした。メンテナンスによりブレーカーがリセットされ、ヒーターが稼働状態に戻りました。旅行は続きました。問題はヒーターの故障ではありませんでした。これは、湿気、容量性漏れ、および過度に敏感な保護設定の組み合わせによって引き起こされた迷惑なトリップでした。

厄介な地絡トリップは、真の絶縁欠陥なしに発生するトリップです。保護デバイスはそのしきい値を超える漏れ電流を検出しますが、その漏れはヒーターの故障によって引き起こされたものではありません。湿気、静電容量、電気ノイズなどが原因で発生します。

迷惑旅行の原因

いくつかの条件により、実際の故障がなくても地絡装置がトリップする可能性があります。端子筐体内またはヒーター表面上の湿気により、容量性ではなく抵抗性の漏洩経路が生じる可能性があります。絶縁抵抗がまだ許容範囲内であっても、漏れ電流がトリップしきい値を超える場合があります。

容量性漏れも原因の 1 つです。発熱体と接地されたシースはコンデンサを形成します。静電容量は、要素の形状、絶縁体の厚さ、および絶縁体の誘電率によって異なります。 60 Hz では、0.1 μF の静電容量により、480 V で約 15 mA の漏れ電流が発生します。これは、30 mA の地絡デバイスをトリップさせるのに十分です。

隣接する機器-整流器、インバータ、溶接機-からの電気ノイズも迷惑トリップの原因となる可能性があります。ノイズは地絡センサーに結合し、漏れ電流として解釈されます。

PTFE浸漬ヒーターにおける迷惑な地絡トリップの一般的な原因

迷惑トリップと実際の障害を区別する

最初のステップは、メガオーム計で絶縁抵抗を測定することです。測定値が 100 MΩ を超える場合は、絶縁が損なわれておらず、トリップが迷惑である可能性があることを示します。 10 ～ 100 MΩ の測定値は、可逆的な可能性のある湿気の侵入を示します。測定値が 10 MΩ 未満の場合は、実際の障害を示します。

2 番目のステップは、クランプオン漏れ計を使用して漏れ電流を直接測定することです。{0}}ヒーターが冷えているときは漏れ電流がトリップしきい値を下回っていますが、ヒーターが熱いときは漏洩電流がトリップしきい値を超えている場合、原因は熱膨張で小さなギャップが開いていることです。漏れが一定で温度に依存しない場合、原因は湿気による容量性または抵抗性の漏れです。

3 番目のステップは、端子エンクロージャとヒーター シースに湿気、汚染、または損傷がないか検査することです。端子エンクロージャが濡れていたり、シースが汚れていたりすると、漏れが発生し、保護機能が作動する可能性があります。

容量性漏れの低減

容量性漏れは、絶縁体の厚さを増やすか、素子の直径を小さくするか、またはより低い誘電率の絶縁体を使用することによって減らすことができます。これらはヒーターの製造元が行う必要がある設計変更です。

既存のヒーターの場合、より高いトリップしきい値を持つ地絡デバイスを使用することで、容量性漏れを低減できます。 100 mA デバイスは、30 mA デバイスよりも容量性漏れに対する感度が低くなります。しきい値が高くても、通常 100 mA をはるかに超える漏れ電流が発生する実際の障害に対する保護が提供されます。

湿気の除去-関連旅行

端子筐体を密閉し、ヒーター シースを清潔に保つことで、湿気に関連したトリップがなくなりました。{0}}適切なガスケットとケーブル グランドを備えた NEMA 4X エンクロージャは、湿気が端子に到達するのを防ぎます。定期的な清掃により、ヒーター表面の導電性汚染を除去します。

すでに内部絶縁材に水分が侵入している場合は、低電圧を数時間印加することでヒーターを乾燥させることができます。乾燥により水分が除去され、絶縁抵抗が回復します。絶縁抵抗が回復しない場合は、湿気の経路が永久的なものとなるため、ヒーターを交換する必要があります。

電気ノイズの遮断

ヒーター回路を絶縁することで隣接機器からの電気ノイズを除去できます。整流器やインバーターから独立した専用の電源回路により、ノイズ結合が低減されます。電源ケーブルをシールドし、シールドの一端を接地することによってもノイズが低減されます。

迷惑な地絡トリップに対する是正措置

迷惑旅行が実際の問題を示している場合

時間が経つにつれて迷惑なトリップが頻繁になる場合は、故障が進行していることを示している可能性があります。絶縁抵抗は毎月傾向を測定する必要があります。減少傾向は、湿気または汚染が蓄積していることを示します。安定した傾向は、トリップが本当に迷惑であることを示しており、保護設定を調整するか、インストールを改善することで対処できます。

迷惑旅行により設計上の問題が明らかになった場合

密閉された筐体と適切なサイズの地絡デバイスにもかかわらず、不快なトリップを引き起こすヒーターには、過剰な静電容量、不十分な絶縁厚さ、または湿気が発生しやすい構造などの設計上の問題がある可能性があります。{0}{1}より厚い断熱材、密閉されたエンクロージャ、およびより低い静電容量要素を備えたカスタム PTFE 浸漬ヒーター構成により、迷惑なトリップの根本原因に対処します。仕様プロセスでは、電源電圧、地絡デバイスの定格、周囲条件、および必要なワット数が必要です。迷惑なトリップの問題がある施設では、このアプリケーション固有のアプローチにより誤ったトリップが減少し、ヒーターの耐用年数が延長されます。-