PTFE浸漬ヒーターがコールドスタート時にのみブレーカーを作動させるのはなぜですか?

メッキ工場では毎朝、5 kW の PTFE 浸漬ヒーターのスイッチを入れてタンクを起動しました。朝5回のうち3、4回は、起動後数秒以内にブレーカーが落ちた。タンクが温まるとヒーターは正常に作動しました。メンテナンスではブレーカーを2回交換し、ヒーターを1回交換しました。旅行は続きました。問題はブレーカーやヒーターではありませんでした。それはコールドスタート状態でした。-

コールドスタートは、ヒーターの動作サイクルの中で最も電気的にストレスがかかる瞬間です。抵抗素子は周囲温度にあり、内部絶縁体が一晩で湿気を吸収した可能性があり、突入電流が定常状態の値を 10 ～ 30% 超える可能性があります。-。湿った環境に設置され、断続的に動作することが多い PTFE 浸漬ヒーターの場合、コールド スタート トリップはよくある問題であり、誤診されることがよくあります。-

耐寒性が耐高温性よりも低い理由

発熱合金は正の抵抗温度係数を持っています。素子が加熱されると抵抗が増加します。 20 度で 14.4 Ω を測定するニクロム素子は、動作温度で 15.5 ～ 16.0 Ω を測定する場合があります。

始動の瞬間、素子は周囲温度にあります。その抵抗は動作範囲の最低点にあります。供給電圧が固定されている場合、抵抗が低いほど電流が大きくなります。コールドスタート時の突入電流は、動作温度での定常状態電流より 8 ～ 15% 大きくなる可能性があります。-。温度係数が高い一部の要素設計では、その差が 20 ～ 30% に達する場合があります。

より高い電流は正常であり、短時間です。素子は数秒以内に加熱し、抵抗が上昇し、電流が定常状態まで下がります。ただし、ブレーカーのサイズが定常電流に近い場合、突入電流は瞬間的なトリップしきい値を超える可能性があります。-

一般的な 4 kW、240 V PTFE 浸漬ヒーターのコールド スタート電流特性-

内部断熱材内の湿気

コールド スタートの 2 番目の問題は湿気です。-酸化マグネシウムやその他の内部断熱材は吸湿性があります。湿気の多い環境でヒーターを一晩アイドル状態にした場合、または端子エンクロージャが密閉されていない場合、湿気が絶縁体に侵入する可能性があります。これにより絶縁抵抗が減少し、素子とアースの間に部分的な導電経路が形成される可能性があります。

電力が供給されると、断熱材内の水分が伝導し始めます。漏れ電流は通常の負荷電流に追加され、ブレーカーを流れる合計電流が増加します。ひどい場合には、漏れ電流だけで漏電ブレーカーが作動するほどです。

ヒーターが温まると水分が蒸発します。絶縁抵抗が回復し、漏れ電流が減少します。これが、トリップがコールドスタート時にのみ発生し、ヒーターが数分間作動すると消えることが多い理由です。

PTFE浸漬ヒーターの絶縁抵抗とコールドスタート時の漏れ電流

小型ブレーカーと長いケーブル配線

ブレーカーは、ヒーターの定常電流に加えて、突入電流や電圧変動に対するマージンを考慮したサイズにする必要があります。{0}}定常状態で 16.7 A を消費する 4 kW、240 V ヒーターの場合、20 A ブレーカーが最小です。 25 A ブレーカーは、コールド スタートの突入に対してより多くのマージンを提供します。-

長いケーブル配線での電圧降下によりヒーターの電圧が低下し、同じ電力出力でも電流が増加します。 5% の電圧降下により、電流が約 5% 増加します。電圧降下を考慮せずにブレーカーのサイズを設定した場合、低電圧とコールドスタート突入電流の組み合わせがトリップしきい値を超える可能性があります。-

240 V の単相 PTFE 浸漬ヒーターのブレーカー サイズ推奨事項-

コールドスタートトリップと他の断層の区別-

すべてのコールドスタート旅行がサイズや湿気の問題であるわけではありません。{0}トリップのパターンから診断情報が得られます。

毎朝起動時に発生し、リセット後に再発しないトリップは、冷間始動時の突入電流または湿気の特徴です。-ヒーターは正常である可能性がありますが、ブレーカーまたは設備に問題はありません。

起動時に発生し、リセット直後に再発するトリップは、短絡、地絡、または要素の故障などのハード障害を示します。{0}ヒーターをさらに操作する前に、ヒーターをテストする必要があります。

起動時だけでなく動作中にランダムに発生するトリップは、故障絶縁の劣化、接続の緩み、またはコントローラの故障が進行していることを示しています。{0}ヒーターは検査およびテストする必要があります。

コールドスタート旅行のための実用的な解決策-

ブレーカーのサイズを、推奨値よりもさらに上の標準定格まで増やします。 4 kW ヒーター用の 25 A ブレーカーは、保護を損なうことなくコールド スタートの突入に対するマージンを提供します。-

供給電圧がヒーター端子の銘板値の 5% 以内であることを確認してください。電圧降下が過度に大きい場合は、導体のサイズを大きくするか、ケーブルの長さを短くしてください。

湿気が疑われる場合は、始動前にヒーターを乾燥させてください。低電圧-定格の 25 ～ 50% を 15 ～ 30 分間印加すると、完全な熱を発生させることなく内部絶縁体から湿気が排出されます。これは、湿気の多い環境で長期間アイドル状態にあるヒーターにとって特に重要です。

湿気の侵入を防ぐために端子筐体を密閉します。ガスケット付きカバー、密封されたケーブル入口、およびエンクロージャ内の乾燥剤パックにより、内部絶縁体に到達する湿気が軽減されます。

コールド スタートでより深い問題が明らかになった場合-

正常にテストされたヒーターで冷間始動が繰り返されると、設置が限界に達していることがわかります。{0}}過小なブレーカー、過度の電圧降下、または慢性的な湿気の侵入は、ヒーターの問題ではなく、設置の問題です。ヒーターを交換するよりも、取り付けを修正する方が効果的です。

密閉型端子筐体、耐湿性内部絶縁体、電源電圧に合わせた素子設計を備えたカスタム PTFE 浸漬ヒーター構成により、コールド スタート トリップの根本原因に対処します。-仕様プロセスには、供給電圧、ブレーカーのサイズ、ケーブルの長さ、周囲条件、ヒーターの動作サイクルが必要です。