จะวินิจฉัยข้อผิดพลาดกราวด์เป็นระยะๆ ในเครื่องทำความร้อน PTFE ที่เกิดขึ้นภายใต้โหลดเท่านั้นได้อย่างไร

สายการผลิตหยุดทำงาน GFCI สะดุด แต่เมื่อช่างไฟฟ้าบำรุงรักษามาถึงและทดสอบเครื่องทำความร้อน PTFE ด้วยเครื่องวัดความเย็น การอ่านค่าออกมาดีเยี่ยม เครื่องทำความร้อนผ่านการทดสอบแยกชิ้นส่วนทั้งหมด ความต้านทานของฉนวนเป็นปกติ และไม่มีความเสียหายที่เห็นได้ชัด หลังจากที่ฮีตเตอร์ร้อนขึ้นและระบบรีสตาร์ทแล้ว ปัญหาก็จะปรากฏขึ้นอีกครั้ง

ปัญหาคือข้อบกพร่องทางไฟฟ้าบางอย่างจะเกิดขึ้นภายใต้สภาพการใช้งานจริงเท่านั้น ข้อบกพร่องนี้จะหายไปเมื่อเย็น ไม่มีการเชื่อมต่อ และผ่อนคลาย โดยจะปรากฏขึ้นเฉพาะเมื่อเครื่องทำความร้อนจมอยู่ใต้น้ำ ร้อน มีไฟฟ้าแรง และใช้พลังงานเต็มที่เท่านั้น

หนึ่งในความล้มเหลวที่น่ารำคาญที่สุดในการประมวลผลทางเคมีและระบบการตกแต่งพื้นผิวคือเครื่องทำความร้อน PTFE ที่มีข้อบกพร่องกราวด์เป็นระยะ ๆ ภายใต้สภาวะโหลด

เหตุใดการทดสอบ Cold Megger อาจพลาดข้อผิดพลาด
โดยทั่วไปจะใช้เมกโอห์มมิเตอร์ที่ 500 VDC เพื่อทำการทดสอบความต้านทานของฉนวนตามปกติในขณะที่เครื่องทำความร้อนถูกตัดการเชื่อมต่อและเย็น แม้ว่าเทคนิคนี้จะมีประโยชน์ในการระบุการเสื่อมสภาพของฉนวนที่มีนัยสำคัญ แต่ก็ไม่ได้จำลองสถานการณ์การทำงานที่แม่นยำเสมอไป

เครื่องทำความร้อน PTFE เผชิญกับความเครียดมากมายพร้อมกันระหว่างการให้บริการแบบเรียลไทม์:

อุณหภูมิเปลือกสูง

การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุภายใน

แรงดันไฟฟ้าปฏิบัติการ AC เต็ม

การแช่ของเหลวนำไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง

ความเค้นทางกลจากรอบการให้ความร้อน

ในสถานการณ์เหล่านี้ ทางเดินรั่วที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ไม่มีอยู่เมื่อเครื่องทำความร้อนเย็นอาจถูกเปิดออกโดยข้อบกพร่องระดับจุลภาค

เมื่อเครื่องทำความร้อนอุ่นขึ้น ช่องว่างเล็กๆ หรือแผ่นฉนวนที่อ่อนลงอาจขยายตัวได้เล็กน้อย ความเครียดจากแรงดันไฟฟ้าจะบังคับให้กระแสรั่วไหลผ่านความชื้น สิ่งปนเปื้อน หรือแปรรูปของเหลวไปทางพื้นดิน

เมื่อตัดการเชื่อมต่อไฟฟ้าและเครื่องทำความร้อนเย็นลง ฉนวนจะหดตัวอีกครั้งและเส้นทางการรั่วไหลอาจหายไปบางส่วน

ผลลัพธ์ที่ได้คือข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นเป็นระยะๆ ซึ่งมักจะหลุดพ้นจากการทดสอบออฟไลน์แบบเดิมๆ

สาเหตุทั่วไปของปัญหาการรั่วไหลของความร้อน
การรั่วไหลของพื้นดินขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ-อาจเกิดจากความล้มเหลวภายในหลายประเภท

การแคร็กด้วยกล้องจุลทรรศน์ของ PTFE
ข้อผิดพลาดเล็กน้อยในปลอก PTFE อาจเกิดขึ้นในช่วงหลายปีของการหมุนเวียนด้วยความร้อน การสัมผัสสารเคมี หรือการเผาไหม้โดยไม่ได้ตั้งใจ ในขณะที่ของไหลจากกระบวนการร้อนเข้าสู่บริเวณที่เสียหาย รอยแยกเหล่านี้อาจกลายเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้ แม้ว่าจะไม่เป็นผลทางไฟฟ้าในขณะที่เย็นก็ตาม

การเสื่อมสภาพของฉนวนภายใน
ฉนวนเซรามิกหรือแมกนีเซียมออกไซด์ภายในของลวดต้านทานอาจค่อยๆ ดูดซับสิ่งสกปรกหรือเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป ภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน การขยายตัวของความร้อนอาจทำให้พื้นที่ฉนวนลดลงเพียงพอที่จะทำให้เกิดการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้า

การแทรกซึมของความชื้น
ในระหว่างการทดสอบความเย็นอย่างรวดเร็ว ความชื้นจำนวนเล็กน้อยเข้าไปในชุดเครื่องทำความร้อนอาจไม่ทำให้เกิดความผิดปกติที่ตรวจพบได้ ความแปรผันของแรงดันภายในและการเคลื่อนที่ของความร้อนอาจส่งผลต่อเส้นทางการรั่วไหลเมื่อเครื่องทำความร้อนถึงอุณหภูมิในการทำงาน

ความเครียดแรงดันไฟฟ้าภายใต้การทำงานของ AC
ในขณะที่เมกเกอร์จ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเป็นเวลาสั้นๆ การทำงานแบบสดจะทำให้ฮีตเตอร์ได้รับความเค้นไฟฟ้ากระแสสลับคงที่ที่ 230–600 VAC สถานการณ์ที่กำลังดำเนินอยู่นี้อาจมีความต้องการมากกว่าสภาพแวดล้อมการทดสอบออฟไลน์อย่างมาก

ทำความเข้าใจพฤติกรรมการเดินทางของ GFCI
ความไม่สมดุลระหว่างกระแสขาออกและกระแสไหลกลับจะถูกตรวจสอบโดยตัวขัดขวางวงจรความผิดปกติของกราวด์ หากกระแสไฟฟ้ารั่วไหลลงกราวด์แทนที่จะไหลกลับผ่านเส้นทางวงจรปกติ อุปกรณ์จะตัดการทำงานหากเกินเกณฑ์ที่กำหนด

โดยทั่วไปแล้ว Class A GFCI ปกติจะทริปที่กระแสรั่วไหลประมาณ 5-6 mA

ในความล้มเหลวของเครื่องทำความร้อนเป็นระยะๆ กระแสรั่วไหลจะเริ่มต้นเพียงเล็กน้อยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เครื่องทำความร้อนอาจเริ่มทำงานตามปกติก่อนจะถึงขีดจำกัดการตัดการทำงานในที่สุดหลังจากใช้งานไปหลายนาที

การเลื่อนระดับที่ช้านี้มักสร้างความสับสนให้กับความพยายามในการแก้ไขปัญหา เนื่องจากระบบไม่ล้มเหลวทันทีหลังจากเปิดใช้งาน

วิธีการวินิจฉัยที่ถูกต้อง
วิธีการวินิจฉัยขั้นสูงสุดสำหรับเครื่องทำความร้อน PTFE ที่เกิดข้อผิดพลาดของกราวด์เป็นระยะๆ ภายใต้สถานการณ์โหลดคือการตรวจสอบกระแสรั่วไหลแบบสดระหว่างการทำงานจริง

ใช้ประโยชน์จากแคลมป์มิเตอร์ที่ละเอียดอ่อนสำหรับกระแสไฟรั่ว
แคลมป์มิเตอร์วัดกระแสไฟรั่ว AC ความละเอียดสูง-ควรติดตั้งรอบๆ สายไฟจ่ายฮีตเตอร์ในขณะที่จ่ายไฟและจุ่มฮีตเตอร์ภายใต้สภาวะการทำงานทั่วไป

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงการรั่วไหลอาจค่อนข้างเล็กน้อยในช่วงแรก จึงแนะนำให้ใช้มิเตอร์ที่มีความละเอียด 0.1 mA

การวัดจะต้องเกิดขึ้นในขณะที่:

เครื่องทำความร้อนมีไฟฟ้า

มีของไหลในกระบวนการอยู่

ถึงอุณหภูมิในการทำงานแล้ว

แรงดันไฟเข้าปกติครับ

การทดสอบนี้จะจำลองสถานการณ์ที่แม่นยำซึ่งจำเป็นต่อการแสดงข้อผิดพลาด

ตรวจสอบการรั่วไหลระหว่างการอุ่นเครื่อง-
ในหลาย ๆ สถานการณ์ กระแสรั่วไหลจะมีพฤติกรรมคาดเดาได้ในระหว่างการขยายตัวเนื่องจากความร้อน

ความก้าวหน้าโดยทั่วไปอาจปรากฏดังนี้:

สภาวะกระแสไฟรั่วของเครื่องทำความร้อน
สตาร์ทเย็นต่ำกว่า 1 mA
2-4 mA การอุ่นเครื่องบางส่วน
5–10 mA คืออุณหภูมิการทำงานใกล้สุด
ข้อบกพร่องร้ายแรง 20-30 mA หรือมากกว่า
เมื่อเครื่องทำความร้อนเข้าใกล้อุณหภูมิเต็มมากขึ้น กระแสไฟมักจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นภายในเวลาไม่กี่นาที

การสะดุดที่น่ารำคาญเริ่มเกิดขึ้นเป็นประจำเมื่อใดก็ตามที่การรั่วไหลเข้าใกล้เกณฑ์การเดินทางของ GFCI

กราฟการรั่วไหลที่เพิ่มขึ้นแสดงให้เห็นถึงการพึ่งพาอุณหภูมิของปัญหาฉนวน

เหตุใดจึงต้องเปลี่ยนฮีตเตอร์
ข้อผิดพลาดทั่วไปเมื่อแก้ไขปัญหาคือพยายามใช้เครื่องทำความร้อนต่อไปหลังจากการรั่วไหลปรากฏว่า "เล็กน้อย"

การรั่วไหลเชิงปริมาณแม้เพียงเล็กน้อยก็บ่งบอกถึงความล้มเหลวของฉนวนภายในชุดเครื่องทำความร้อนที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

ไม่สามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างน่าเชื่อถือเนื่องจากกลไกความล้มเหลวอยู่ภายในโครงสร้างเครื่องทำความร้อนแบบปิดผนึก การทำงานชั่วคราวอาจดำเนินต่อไปสักระยะหนึ่ง แต่หากมีการหมุนเวียนความร้อนมากขึ้น การเสื่อมสภาพของฉนวนจะแย่ลง

การดำเนินการต่อเนื่องทำให้เกิดความเป็นไปได้ที่:

การเดินทางที่น่ารำคาญซ้ำแล้วซ้ำอีก

การหยุดการผลิตโดยไม่คาดคิด

ความล้มเหลวโดยรวมของเครื่องทำความร้อน

ความเสี่ยงต่อความปลอดภัยทางไฟฟ้า

ความเสียหายต่อส่วนประกอบควบคุม

การเปลี่ยนเครื่องทำความร้อนเป็นแนวทางปฏิบัติที่เหมาะสมหากได้รับการตรวจสอบข้อบกพร่องการรั่วไหลของความร้อนแล้ว

ข้อควรพิจารณาในการวินิจฉัยเพิ่มเติม
การวินิจฉัยอาจมีความซับซ้อนเนื่องจากความเจ็บป่วยที่เชื่อมโยงกันหลายอย่าง

วงจรสำหรับ GFCI ที่ใช้ร่วมกัน
กระแสรั่วไหลสะสมอาจเกิดจากเครื่องทำความร้อนหลายตัวที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ป้องกันเดียวกัน เพื่อระบุยูนิตที่ผิดพลาด อาจจำเป็นต้องมีการทดสอบฮีตเตอร์แต่ละตัว

ขับเคลื่อนด้วยความถี่แปรผัน
ระบบ VFD ที่อยู่ใกล้เคียงอาจสร้างสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าที่รบกวนมาตรการการรั่วไหลที่ละเอียดอ่อน ในสถานการณ์เหล่านี้ การเลือกมิเตอร์ที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญ

ความชื้นของชุดขั้วต่อ
มลภาวะภายนอกที่เรือนขั้วต่อสามารถจำลองความล้มเหลวของการรั่วไหลภายในได้เป็นครั้งคราว ควรมีการตรวจสอบด้วยสายตาก่อนที่จะประณามเครื่องทำความร้อน

อย่างไรก็ตาม กระแสรั่วไหลที่เพิ่มขึ้นอย่างคาดการณ์ได้เมื่ออุณหภูมิเครื่องทำความร้อนแทบจะบ่งบอกถึงการพังทลายของฉนวนภายในอย่างสม่ำเสมอ

สรุปแล้ว
ความผิดปกติของกราวด์เนื่องจากความร้อนเป็นระยะๆ ภายในเครื่องทำความร้อน PTFE ไม่สามารถตรวจพบได้อย่างสมบูรณ์ในระหว่างการทดสอบเมกเกอร์เย็นมาตรฐาน ข้อบกพร่องนี้เกิดขึ้นเมื่อการขยายตัวของความร้อน แรงดันไฟฟ้าในการทำงานเต็ม และการจุ่มกระบวนการรวมกันเพื่อสร้างช่องรั่วที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

การทดสอบกระแสรั่วไหลแบบเรียลไทม์โดยใช้แคลมป์มิเตอร์ที่มีความไวภายใต้สถานการณ์การทำงานเต็มรูปแบบเป็นแนวทางที่ชัดเจนในการวินิจฉัยความล้มเหลวประเภทนี้ การตรวจสอบการรั่วไหลในขณะที่เครื่องทำความร้อนอุ่นขึ้นมักจะเผยให้เห็นการค่อยๆ เพิ่มขึ้นจากน้อยกว่า 1 mA ไปสู่เกณฑ์ทริป GFCI ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าความล้มเหลวของฉนวนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ-

เมื่อได้รับการยืนยันแล้ว จะต้องเปลี่ยนเครื่องทำความร้อนเนื่องจากการเสื่อมสภาพของฉนวนจะเกิดขึ้นอย่างถาวรและค่อยเป็นค่อยไป

ในการแก้ไขปัญหาระบบไฟฟ้า ข้อผิดพลาดที่เข้าใจยากที่สุดมักเป็นข้อผิดพลาดที่ต้องยกม่านขึ้นก่อนจะปรากฏขึ้น