湿気の多いプラント内で PTFE 浸漬ヒーター端子が追跡され、炭化する原因は何ですか?

海岸沿いの湿気の多い気候にあるメッキ工場では、地絡トリップ後に 4 kW PTFE 浸漬ヒーターが故障しました。シースの表面は無傷で、要素は正常にテストされました。しかし、端子絶縁体-通電中の端子を接地された筐体から分離するセラミックまたはポリマーのブロック-には、1 つの端子から取り付けネジまで黒い炭化した痕跡が見えました。このトラックは、湿気の多い工場環境での数か月の稼働中に形成された導電性パスでした。

端子絶縁体のトラッキングは徐々に起こる故障モードであり、ヒーターの問題として誤診されることがよくあります。ヒーター自体は健全です。故障は電気インターフェースで発生し、湿気、汚染、電圧が結合して絶縁体の表面に導電経路が形成されます。

端子絶縁体上でトラッキングがどのように発生するか

トラッキングとは、絶縁材料の表面に導電性のカーボン経路が形成されることです。それは、絶縁体の表面に水分と汚染が堆積することから始まります。汚染物質は、プロセス環境からの塵、金属粒子、または化学塩である可能性があります。

汚染された表面に電圧が印加されると、小さな漏れ電流が流れます。電流により熱が発生し、表面が乾燥して汚染が集中します。集中した汚染により漏れ電流が増加し、より多くの熱が発生します。このサイクルは、表面が炭化して永久的な導電性トラックが形成されるまで続きます。

PTFE浸漬ヒーター端子トラッキングに対する湿度と汚染の影響

湿気の多い植物が特に脆弱である理由

湿った植物には追跡を促進するいくつかの特徴があります。周囲湿度が高いため、絶縁体の表面は長期間湿った状態に保たれます。水分は汚れを溶解し、導電性の膜を形成します。

プロセス蒸気は、水分膜に化学種を追加します。酸洗いまたはめっき浴からの酸蒸気は湿気に溶解し、導電率を高めます。研削、研磨、溶接作業で発生した金属粒子が絶縁体に付着し、導電路を形成します。

温度サイクルが問題をさらに悪化させます。ヒーターは動作サイクルごとに加熱および冷却します。絶縁体は膨張および収縮し、熱応力によって微小な亀裂が生じ、湿気や汚れが閉じ込められる可能性があります。

断熱材の役割

すべての絶縁体材料が同様にトラッキングに耐えられるわけではありません。耐トラッキング性は、炭化に抵抗し、汚染を除去する材料の能力によって決まります。

セラミック絶縁体は炭化しないため、耐トラッキング性に優れています。ただし、それらは脆く、熱応力によって亀裂が生じる可能性があります。 PTFE、PPS、フェノール樹脂などのポリマー絶縁体-は耐久性に優れていますが、表面が汚染されると炭化する可能性があります。

湿気の多い汚染された環境に最適な断熱材は、高い耐トラッキング性、良好な汚染除去性、および熱サイクルに対する耐性を備えた材料です。 PTFE と PPS が一般的な選択肢です。フェノール系絶縁体は炭化しやすいため、あまり適していません。

湿気の多い工場環境向けの断熱材の特性

端子絶縁体のトラッキング防止

最も効果的な予防策は、端子筐体を密閉し、絶縁体を乾燥した状態に保つことです。適切なガスケットとケーブルグランドを備えた密閉エンクロージャは、湿気や汚染が絶縁体に到達するのを防ぎます。

定期的な清掃により、汚れが蓄積する前に除去します。絶縁体はメンテナンスのたびにきれいに拭いてください。乾燥した清潔な絶縁体はトラッキングしません。

沿面エクステンダー-リブ付きまたは拡張された絶縁体表面-は、端子とグランド間の経路長を増加します。パスが長いほど、トラッキングに対する耐性が高くなります。

端子絶縁体のトラッキング防止対策

追跡によりより大きな問題が示された場合

密閉された筐体と定期的な清掃にもかかわらず端子絶縁体が追跡する場合は、湿気がヒーターの内部から端子領域に到達していることを示します。これは、シースの破損またはコールドゾーンシールの失敗が原因である可能性があります。-ヒーターの絶縁抵抗をテストし、シースの損傷を検査する必要があります。

密閉型端子筐体、高トラッキング抵抗絶縁体、沿面距離延長装置を備えたカスタム PTFE 浸漬ヒータ構成により、トラッキングの根本原因に対処します。仕様プロセスでは、周囲湿度、汚染源、端子筐体の定格、および動作電圧が必要です。湿気の多い気候の施設では、このアプリケーション固有のアプローチにより端末のトラッキングが軽減され、ヒーターの耐用年数が延長されます。{4}}