En plattingsverksted i et fuktig kystklima trakk en 4 kW PTFE el-patron etter en jordfeiltur. Kappeoverflaten var intakt og elementet testet normalt. Men terminalisolatoren-den keramiske eller polymerblokken som skiller de strømførende terminalene fra det jordede kabinettet- viste et mørkt, karbonisert spor som gikk fra en terminal til monteringsskruen. Banen var en ledende bane som hadde dannet seg over måneder med drift i det fuktige plantemiljøet.
Terminalisolatorsporing er en gradvis feilmodus som ofte feildiagnostiseres som et varmeapparatproblem. Selve varmeapparatet er sunt. Feilen er ved det elektriske grensesnittet, der fuktighet, forurensning og spenning kombineres for å skape en ledende bane over isolatoroverflaten.
Hvordan sporing utvikler seg på terminalisolatorer
Sporing er dannelsen av en ledende karbonbane på overflaten av et isolerende materiale. Det begynner med avsetning av fuktighet og forurensning på isolatoroverflaten. Forurensningen kan være støv, metallpartikler eller kjemiske salter fra prosessmiljøet.
Når spenning påføres over den forurensede overflaten, flyter en liten lekkasjestrøm. Strømmen genererer varme, som tørker overflaten og konsentrerer forurensningen. Den konsentrerte forurensningen skaper en høyere lekkasjestrøm, som genererer mer varme. Syklusen fortsetter til overflaten karboniserer, og danner et permanent ledende spor.
| Fuktighetsnivå | Forurensningskilde | Tid til sporing | Lekkasjestrøm ved 480V | Risikonivå |
|---|---|---|---|---|
| <40% RH | Rent miljø | >5 år | <1 μA | Veldig lavt |
| 40–60 % RF | Lett støv | 2–5 år | 1–10 μA | Lav |
| 60–80 % RF | Behandle salter | 6–24 måneder | 10–100 μA | Moderat |
| >80 % RF | Metallpartikler, salter | 2–8 måneder | 100–500 μA | Høy |
| Kondenserer | Ledende film | 2–8 uker | >500 μA | Veldig høy |
Fuktighets- og forurensningseffekter på PTFE-elppelvarmerens terminalsporing
Hvorfor fuktige planter er spesielt sårbare
Fuktige planter har flere egenskaper som akselererer sporing. Den høye luftfuktigheten holder isolatoroverflaten fuktig i lengre perioder. Fuktigheten løser opp forurensning og lager en ledende film.
Prosessdamp tilfører kjemiske stoffer til fuktighetsfilmen. Syredamper fra syltings- eller pletteringsbad løses opp i fuktigheten og øker ledningsevnen. Metallpartikler fra sliping, polering eller sveiseoperasjoner legger seg på isolatoren og gir ledende baner.
Temperatursykling forsterker problemet. Varmeren varmer og avkjøles med hver driftssyklus. Isolatoren utvider seg og trekker seg sammen, og den termiske spenningen kan skape mikrosprekker som fanger opp fuktighet og forurensning.
Rollen til isolasjonsmateriale
Ikke alle isolatormaterialer motstår sporing like mye. Sporingsmotstanden avhenger av materialets evne til å motstå karbonisering og å fjerne forurensning.
Keramiske isolatorer har høy sporingsmotstand fordi de ikke karboniserer. Imidlertid er de sprø og kan sprekke under termisk stress. Polymerisolatorer-som PTFE, PPS eller fenol-er mer holdbare, men kan karbonisere hvis overflaten blir forurenset.
Den beste isolatoren for fuktige, forurensede miljøer er et materiale med høy sporingsmotstand, god forurensningsfjerning og motstand mot termisk sykling. PTFE og PPS er vanlige valg. Fenoliske isolatorer er mindre egnet fordi de karboniserer lett.
| Isolasjonsmateriale | Sporingsmotstand | Forurensningsfjerning | Termisk holdbarhet | Beste applikasjon |
|---|---|---|---|---|
| Keramikk | Glimrende | Fattig | Moderat | Rene, tørre omgivelser |
| PTFE | Glimrende | Glimrende | God | Fuktig, forurenset |
| PPS | Veldig bra | God | God | Mest industrielle |
| Fenolisk | Fattig | Moderat | Moderat | Tørre, rene miljøer |
| Epoksy | Moderat | Moderat | God | Moderate miljøer |
Isolatormaterialeegenskaper for fuktige plantemiljøer
Forhindrer sporing av terminalisolator
Den mest effektive forebyggingen er å forsegle terminalkabinettet og holde isolatoren tørr. Et forseglet kabinett med riktig pakning og kabelgjennomføring hindrer fuktighet og forurensning i å nå isolatoren.
Regelmessig rengjøring fjerner forurensning før den samler seg. Isolatoren bør tørkes ren under hvert vedlikeholdsintervall. En tørr, ren isolator sporer ikke.
En krypeforlenger-en ribbet eller utvidet isolasjonsoverflate-øker banelengden mellom terminalene og bakken. En lengre bane har høyere motstand mot sporing.
| Forebyggende tiltak | Effekt på sporing | Implementering | Koste |
|---|---|---|---|
| Forseglet innkapsling | Forhindrer inntrengning av fuktighet | Pakning og pakning | Lav – Moderat |
| Regelmessig rengjøring | Fjerner forurensning | Vedlikeholdsplan | Lav |
| Creepage-forlenger | Lengre vei | Isolator design | Moderat |
| Anti-sporbelegg | Reduserer overflatens ledningsevne | Påføring av belegg | Moderat |
Forebyggende tiltak for sporing av terminalisolator
Når sporing indikerer et større problem
En terminalisolator som sporer til tross for en forseglet innkapsling og regelmessig rengjøring indikerer at fuktighet når terminalområdet fra innsiden av varmeren. Dette kan være forårsaket av et brudd i kappen eller en mislykket kald-soneforsegling. Varmeren bør testes for isolasjonsmotstand og inspiseres for kappeskader.
En tilpasset PTFE el-varmerkonfigurasjon med et forseglet terminalkapsling, en isolator med høy-sporings-motstand og en krypeforlenger løser grunnårsaken til sporing. Spesifikasjonsprosessen krever omgivelsesfuktigheten, forurensningskildene, klassifiseringen av terminalkapslingen og driftsspenningen. For anlegg i fuktig klima reduserer denne applikasjonsspesifikke-tilnærmingen terminalsporing og forlenger levetiden til varmeapparatet.
