Radionica za presvlake pokretala je spremnik svakog jutra uključivanjem PTFE uronjenog grijača od 5 kW. Tri ili četiri jutra od pet, prekidač je iskočio unutar nekoliko sekundi nakon pokretanja. Grijač je radio normalno kad se spremnik zagrijao. Održavanje je dva puta zamijenilo prekidač, a zatim grijač jednom. Putovanja su se nastavila. Problem nije bio prekidač ili grijač. Bio je to uvjet-hladnog pokretanja.
Hladni start je električki najstresniji trenutak u radnom ciklusu grijača. Otporni element je na temperaturi okoline, unutarnja izolacija je možda apsorbirala vlagu preko noći, a udarna struja može premašiti vrijednost-stacionarnog stanja za 10-30%. Za PTFE uronjene grijače, koji se često postavljaju u vlažnim okruženjima i rade s prekidima, prekidi pri hladnom-pokretanju čest su i često pogrešno dijagnosticiran problem.
Zašto je otpornost na hladnoću niža od otpornosti na vrućinu
Grijaće legure imaju pozitivan temperaturni koeficijent otpora. Otpor se povećava kako se element zagrijava. Nikromski element koji mjeri 14,4 Ω na 20 stupnjeva može mjeriti 15,5–16,0 Ω na radnoj temperaturi.
U trenutku pokretanja element je na temperaturi okoline. Otpor mu je na najnižoj točki u radnom području. Za fiksni napon napajanja, manji otpor znači veću struju. Ulazna struja pri hladnom pokretanju može biti 8–15% veća od struje-stacionarnog stanja na radnoj temperaturi. U nekim izvedbama elemenata s visokim temperaturnim koeficijentima, razlika može doseći 20-30%.
Jača struja je normalna i kratkotrajna. Element se zagrijava u roku od nekoliko sekundi, otpor raste, a struja pada u stabilno stanje. Ali ako je prekidač veličine blizu struje -stacionarnog stanja, udar može premašiti trenutni prag okidanja.
| Temperatura elementa | Otpornost | Struja na 240V | U odnosu na stabilno stanje |
|---|---|---|---|
| 20 stupnjeva (hladno) | 14.4 Ω | 16.7 A | 108% |
| 100 stupnjeva | 14.9 Ω | 16.1 A | 104% |
| 200 stupnjeva | 15.4 Ω | 15.6 A | 101% |
| 400 stupnjeva (radni) | 15.6 Ω | 15.4 A | 100% |
Karakteristike-struje hladnog pokretanja za tipičan 4 kW, 240V PTFE uronjeni grijač
Vlaga u unutarnjoj izolaciji
Drugi problem s-hladnim pokretanjem je vlaga. Magnezijev oksid i drugi unutarnji izolacijski materijali su higroskopni. Ako grijač ne radi preko noći u vlažnom okruženju ili ako kućište terminala nije zabrtvljeno, vlaga može migrirati u izolaciju. To smanjuje izolacijski otpor i može stvoriti djelomični vodljivi put između elementa i uzemljenja.
Kada se priključi struja, vlaga u izolaciji počinje provoditi. Struja curenja dodaje se normalnoj struji opterećenja, povećavajući ukupnu struju kroz prekidač. U teškim slučajevima, sama struja curenja je dovoljna da aktivira prekidač zemljospoja.
Kako se grijač zagrijava, vlaga se odvodi. Otpor izolacije se oporavlja, a struja curenja opada. Zbog toga se prekidi često javljaju samo pri hladnom pokretanju i nestaju nakon što grijač radi nekoliko minuta.
| Stanje izolacije | Izolacijski otpor na 20 stupnjeva | Struja curenja na 240V | Rizik okidanja prekidača |
|---|---|---|---|
| Suho, nova grijalica | >500 MΩ | <1 μA | Nijedan |
| Suhi, stari grijač | 100–500 MΩ | 1–2 μA | Vrlo nisko |
| Lagana vlaga | 10–50 MΩ | 5–24 μA | Nisko–umjereno |
| Umjerena vlažnost | 1–10 MΩ | 24–240 μA | Umjereno–Visoko |
| Teška vlaga | <1 MΩ | >240 μA | visoko |
Izolacijski otpor i struja curenja pri hladnom startu za PTFE uronjene grijače
Premali prekidači i dugi kabeli
Prekidač mora biti dimenzioniran za postojanu-struju grijača plus marginu za udarce i varijacije napona. Za grijač od 4 kW, 240 V koji troši 16,7 A u stabilnom stanju, prekidač od 20 A je minimum. Prekidač od 25 A pruža veću marginu za-hladni start.
Pad napona u dugim kabelima smanjuje napon na grijaču, što povećava struju za istu izlaznu snagu. Pad napona od 5% povećava struju za oko 5%. Ako je prekidač dimenzioniran bez uzimanja u obzir pada napona, kombinacija niskog napona i hladnog-pokretanja može premašiti prag okidanja.
| Snaga grijača | Stalna -struja na 240 V | Minimalni prekidač | Preporučeni razbijač | Bilješke |
|---|---|---|---|---|
| 2 kW | 8.3 A | 15 A | 15 A | Kratki kabeli |
| 3 kW | 12.5 A | 15 A | 20 A | Umjereni kabeli |
| 4 kW | 16.7 A | 20 A | 25 A | Dugi kabeli |
| 5 kW | 20.8 A | 25 A | 30 A | Dugi kabeli |
| 6 kW | 25.0 A | 30 A | 35 A | Dugi kabeli |
Preporuke za dimenzioniranje prekidača za jedno-fazne PTFE uronjene grijače na 240 V
Razlikovanje prehlade-Start Trips od drugih grešaka
Nije svaki-hod na hladnoći problem veličine ili vlage. Uzorak putovanja pruža dijagnostičke informacije.
Prekid koji se javlja svako jutro pri pokretanju i ne ponavlja se nakon resetiranja karakterističan je za-nalet hladnog pokretanja ili vlagu. Grijač je vjerojatno ispravan, ali prekidač ili instalacija su marginalni.
Prekid koji se javlja pri pokretanju i ponavlja se odmah nakon resetiranja ukazuje na čvrsti kvar-kratki spoj, kvar na zemlji ili neispravan element. Grijač treba ispitati prije daljnjih pokušaja rada.
Isključivanje koje se nasumično događa tijekom rada, a ne samo pri pokretanju, ukazuje na pojavu kvara-propadanje izolacije, labavu vezu ili neispravan regulator. Grijač treba pregledati i ispitati.
Praktična rješenja za putovanja s-hladnim početkom
Povećajte veličinu prekidača na sljedeću standardnu vrijednost iznad preporučene vrijednosti. Prekidač od 25 A za grijač od 4 kW osigurava rezervu za hladno{3}}pokretanje bez ugrožavanja zaštite.
Provjerite je li napon napajanja unutar 5% vrijednosti s natpisne pločice na stezaljkama grijača. Ako je pad napona prevelik, povećajte veličinu vodiča ili smanjite duljinu kabela.
Osušite grijač prije pokretanja ako sumnjate na vlagu. Primjena niskog napona-25–50% nazivnog u trajanju od 15–30 minuta izbacuje vlagu iz unutarnje izolacije bez stvaranja pune topline. Ovo je osobito važno za grijače koji ne rade dulje vrijeme u vlažnom okruženju.
Zatvorite kućište terminala kako biste spriječili prodor vlage. Brtveni poklopac, zatvoreni kabelski ulaz i paket za sušenje unutar kućišta smanjuju vlagu koja dopire do unutarnje izolacije.
Kad hladni-počeci putovanja otkrivaju dublji problem
Ponovljeni hladni-startovi na grijaču koji je na testovima ispravan često pokazuju da je ugradnja marginalna. Premali prekidači, pretjerani pad napona ili kronični prodor vlage problemi su pri instalaciji, a ne problemi s grijačem. Ispravljanje instalacije učinkovitije je od zamjene grijača.
Prilagođena konfiguracija PTFE uronjenog grijača sa zatvorenim kućištima terminala, unutarnjom izolacijom -otpornom na vlagu i dizajnom elementa usklađenim s naponom napajanja rješava glavni uzrok prekida-pri hladnom pokretanju. Proces specifikacije zahtijeva napon napajanja, veličinu prekidača, duljinu kabela, uvjete okoline i radni ciklus grijača.
