Radionica za izradu oplate u vlažnoj obalnoj klimi povukla je PTFE uronjeni grijač od 4 kW nakon kvara na zemlji. Površina omotača bila je netaknuta i element je ispitan kao normalan. Ali izolator terminala-keramički ili polimerni blok koji odvaja terminale pod naponom od uzemljenog kućišta-pokazivao je tamnu, karboniziranu stazu koja ide od jednog terminala do vijka za montiranje. Staza je bila vodljiva staza koja se formirala tijekom mjeseci rada u vlažnom okruženju biljaka.
Praćenje izolatora terminala je način postupnog kvara koji se često pogrešno dijagnosticira kao problem grijača. Sam grijač je zdrav. Kvar je na električnom sučelju, gdje se vlaga, onečišćenje i napon kombiniraju kako bi stvorili vodljivi put preko površine izolatora.
Kako se praćenje razvija na terminalnim izolatorima
Praćenje je stvaranje vodljive staze ugljika na površini izolacijskog materijala. Počinje taloženjem vlage i onečišćenja na površini izolatora. Onečišćenje može biti prašina, metalne čestice ili kemijske soli iz okoline procesa.
Kada se napon primijeni preko onečišćene površine, teče mala struja curenja. Struja stvara toplinu koja suši površinu i koncentrira onečišćenje. Koncentrirano onečišćenje stvara veću struju curenja, što stvara više topline. Ciklus se nastavlja sve dok se površina ne karbonizira, stvarajući trajni vodljivi trag.
| Razina vlažnosti | Izvor kontaminacije | Vrijeme za praćenje | Struja curenja na 480V | Razina rizika |
|---|---|---|---|---|
| <40% RH | Čist okoliš | >5 godina | <1 μA | Vrlo nisko |
| 40–60% RH | Lagana prašina | 2–5 godina | 1–10 μA | Niska |
| 60–80% RH | Procesne soli | 6–24 mjeseca | 10–100 μA | Umjereno |
| >80% RH | Metalne čestice, soli | 2–8 mjeseci | 100–500 μA | visoko |
| Kondenzirajući | Vodljivi film | 2–8 tjedana | >500 μA | Vrlo visoko |
Učinci vlage i onečišćenja na praćenje terminala PTFE uronjenog grijača
Zašto su vlažne biljke posebno osjetljive
Vlažne biljke imaju nekoliko karakteristika koje ubrzavaju praćenje. Visoka vlažnost okoline održava površinu izolatora vlažnom dulje vrijeme. Vlaga otapa onečišćenje i stvara vodljivi film.
Procesne pare dodaju kemijske tvari u film vlage. Kisele pare iz kupelji za dekapiranje ili galvanizaciju otapaju se u vlazi i povećavaju njezinu vodljivost. Metalne čestice nastale prilikom brušenja, poliranja ili zavarivanja talože se na izolatoru i stvaraju vodljive puteve.
Ciklusiranje temperature pogoršava problem. Grijač grije i hladi sa svakim radnim ciklusom. Izolator se širi i skuplja, a toplinski stres može stvoriti mikropukotine koje zadržavaju vlagu i onečišćenje.
Uloga izolacijskog materijala
Nisu svi izolacijski materijali jednako otporni na praćenje. Otpornost na praćenje ovisi o sposobnosti materijala da se odupre karbonizaciji i otpusti onečišćenje.
Keramički izolatori imaju visoku otpornost na tragove jer se ne karboniziraju. Međutim, oni su krti i mogu puknuti pod toplinskim naprezanjem. Polimerni izolatori-kao što su PTFE, PPS ili fenolni-izdržljiviji su, ali se mogu karbonizirati ako se površina onečisti.
Najbolji izolator za vlažna, kontaminirana okruženja je materijal s visokom otpornošću na tragove, dobrim odvajanjem onečišćenja i otpornošću na toplinske cikluse. PTFE i PPS su uobičajeni izbori. Fenolni izolatori su manje prikladni jer se lako karboniziraju.
| Izolacijski materijal | Otpor praćenja | Ispuštanje kontaminacije | Toplinska izdržljivost | Najbolja aplikacija |
|---|---|---|---|---|
| Keramika | Izvrsno | Jadno | Umjereno | Čista, suha okruženja |
| PTFE | Izvrsno | Izvrsno | Dobro | Vlažan, kontaminiran |
| PPS | Vrlo dobro | Dobro | Dobro | Većina industrijskih |
| Fenolni | Jadno | Umjereno | Umjereno | Suho, čisto okruženje |
| Epoksi | Umjereno | Umjereno | Dobro | Umjerena okruženja |
Svojstva izolacijskih materijala za vlažne biljne sredine
Sprječavanje praćenja izolatora terminala
Najučinkovitija prevencija je brtvljenje kućišta terminala i održavanje izolatora suhim. Zatvoreno kućište s odgovarajućom brtvom i kabelskom uvodnicom sprječava da vlaga i onečišćenje dopru do izolatora.
Redovito čišćenje uklanja onečišćenje prije nego što se nakupi. Izolator treba obrisati tijekom svakog intervala održavanja. Suhi, čisti izolator ne prati trag.
Produžnik puzne staze-rebrasta ili proširena izolatorska površina-povećava duljinu puta između terminala i uzemljenja. Duža staza ima veću otpornost na praćenje.
| Mjera prevencije | Učinak na praćenje | Provedba | trošak |
|---|---|---|---|
| Zatvoreno kućište | Sprječava ulazak vlage | Brtva i uvodnica | Nisko–umjereno |
| Redovito čišćenje | Uklanja onečišćenje | Raspored održavanja | Niska |
| Produživač puzne staze | Duži put | Dizajn izolatora | Umjereno |
| Premaz-za sprječavanje tragova | Smanjuje vodljivost površine | Nanošenje premaza | Umjereno |
Mjere prevencije za praćenje izolatora terminala
Kada praćenje ukazuje na veći problem
Izolator terminala koji prati unatoč zatvorenom kućištu i redovitom čišćenju pokazuje da vlaga dopire do područja terminala iz unutrašnjosti grijača. To može biti uzrokovano pukotinom omotača ili neuspjelim brtvljenjem hladne-zone. Grijač treba ispitati na izolacijski otpor i provjeriti ima li oštećenja na plaštu.
Prilagođena konfiguracija PTFE uronjenog grijača sa zatvorenim kućištem terminala, izolatorom s visokim-otporom-na traganje i produživačem puzne staze rješava temeljni uzrok praćenja. Proces specifikacije zahtijeva vlažnost okoline, izvore kontaminacije, ocjenu kućišta terminala i radni napon. Za objekte u vlažnoj klimi, ovaj-pristup specifičan za aplikaciju smanjuje praćenje terminala i produljuje vijek trajanja grijača.
