Egy galvanizáló műhely minden reggel elindította a tartályát egy 5 kW-os PTFE merülőfűtő bekapcsolásával. Ötből három-négy reggel a megszakító az indítást követő másodperceken belül leoldott. A fűtés normálisan működött, ha a tartály felmelegedett. A karbantartás során kétszer cserélték ki a megszakítót, majd egyszer a fűtést. A kirándulások folytatódtak. A probléma nem a megszakítóval vagy a fűtéssel volt. Ez a hidegindítási állapot volt-.
A hidegindítás a leginkább elektromosan megterhelő pillanat a fűtőberendezés működési ciklusában. Az ellenálláselem környezeti hőmérsékleten van, a belső szigetelés egy éjszakán át nedvességet szívhatott fel, és a bekapcsolási áram 10–30%-kal meghaladhatja az állandósult állapotot. A gyakran nedves környezetbe telepített és időszakosan üzemelő PTFE merülő fűtőberendezéseknél a hidegindítás gyakori és gyakran rosszul diagnosztizált probléma.
Miért alacsonyabb a hidegállóság, mint a hőállóság?
A fűtőötvözetek pozitív hőmérsékleti ellenállási együtthatóval rendelkeznek. Az ellenállás növekszik, ahogy az elem felmelegszik. Egy nikróm elem, amely 14,4 Ω-t mér 20 fokon, üzemi hőmérsékleten 15,5–16,0 Ω-ot mérhet.
Az indítás pillanatában az elem környezeti hőmérsékleten van. Ellenállása működési tartományának legalacsonyabb pontján van. Fix tápfeszültség esetén a kisebb ellenállás nagyobb áramerősséget jelent. A bekapcsolási áram hidegindításkor 8–15%-kal nagyobb lehet, mint az üzemi hőmérsékleten fennálló állandósult állapotú áram. Egyes magas hőmérsékleti együtthatójú elemkonstrukciókban a különbség elérheti a 20-30%-ot.
A nagyobb áram normális és rövid. Az elem másodperceken belül felmelegszik, az ellenállás megemelkedik, és az áram állandósult állapotba esik. De ha a megszakító mérete az állandósult-áramhoz közel van, a bekapcsolás meghaladhatja a pillanatnyi kioldási küszöbértéket.
| Elem hőmérséklete | Ellenállás | Áram 240V | Az állandó állapothoz viszonyítva |
|---|---|---|---|
| 20 fok (hideg) | 14.4 Ω | 16.7 A | 108% |
| 100 fok | 14.9 Ω | 16.1 A | 104% |
| 200 fok | 15.4 Ω | 15.6 A | 101% |
| 400 fok (üzemben) | 15.6 Ω | 15.4 A | 100% |
Hidegindítási áram-jellemzői egy tipikus 4 kW-os, 240 V-os PTFE merülőfűtőhöz
Nedvesség a belső szigetelésben
A második hidegindítási probléma{0}}a nedvesség. A magnézium-oxid és más belső szigetelőanyagok higroszkóposak. Ha a fűtőelem egy éjszakán át tétlen párás környezetben, vagy ha a kapocsház nincs lezárva, nedvesség vándorolhat a szigetelésbe. Ez csökkenti a szigetelési ellenállást, és részleges vezető út jöhet létre az elem és a föld között.
Az áramellátás bekapcsolásakor a szigetelésben lévő nedvesség vezetni kezd. A szivárgási áram hozzáadódik a normál terhelési áramhoz, növelve a megszakítón áthaladó teljes áramot. Súlyos esetekben a szivárgó áram önmagában elegendő a földzárlat-megszakító kioldásához.
Ahogy a fűtőberendezés felmelegszik, a nedvesség távozik. A szigetelési ellenállás helyreáll, és a szivárgó áram csökken. Ez az oka annak, hogy a kioldások gyakran csak hidegindításkor jelentkeznek, és akkor tűnnek el, amikor a fűtés néhány percig jár.
| Szigetelés állapota | Szigetelési ellenállás 20 fokon | Szivárgási áram 240V-on | Kismegszakító Kioldási Kockázat |
|---|---|---|---|
| Száraz, új melegítő | >500 MΩ | <1 μA | Egyik sem |
| Száraz, öregített fűtőtest | 100–500 MΩ | 1–2 μA | Nagyon alacsony |
| Könnyű nedvesség | 10–50 MΩ | 5–24 μA | Alacsony – Közepes |
| Mérsékelt nedvesség | 1–10 MΩ | 24–240 μA | Közepes – Magas |
| Erős nedvesség | <1 MΩ | >240 μA | Magas |
Szigetelési ellenállás és szivárgó áram hidegindításkor PTFE merülő fűtőtestekhez
Alulméretezett megszakítók és hosszú kábelek
A megszakítót úgy kell méretezni, hogy megfeleljen a fűtőegység állandó-állapotú áramának, valamint a bekapcsolási és feszültségváltozási tartaléknak. Egy 4 kW-os, 240 V-os fűtőtesthez, amely állandósult állapotban 16,7 A-t vesz fel, egy 20 A-es megszakító a minimum. A 25 A-es megszakító nagyobb mozgásteret biztosít a hidegindításhoz-.
A feszültségesés hosszú kábelfutások esetén csökkenti a fűtőelem feszültségét, ami megnöveli az áramerősséget ugyanazon a kimeneti teljesítmény mellett. 5%-os feszültségesés körülbelül 5%-kal növeli az áramerősséget. Ha a megszakítót a feszültségesés figyelembevétele nélkül méretezték, az alacsony feszültség és a hideg-indítás kombinációja meghaladhatja a kioldási küszöböt.
| Fűtőteljesítmény | Állandó{0}}állapotú áram 240 V-on | Minimális megszakító | Ajánlott Breaker | Megjegyzések |
|---|---|---|---|---|
| 2 kW | 8.3 A | 15 A | 15 A | Rövid kábel fut |
| 3 kW | 12.5 A | 15 A | 20 A | Mérsékelt kábel fut |
| 4 kW | 16.7 A | 20 A | 25 A | Hosszú kábel fut |
| 5 kW | 20.8 A | 25 A | 30 A | Hosszú kábel fut |
| 6 kW | 25.0 A | 30 A | 35 A | Hosszú kábel fut |
A megszakítók méretére vonatkozó ajánlások egy{0}}fázisú PTFE merülő fűtőtestekhez 240 V-on
A hideg{0}}indulás megkülönböztetése más hibáktól
Nem minden hideg{0}}indulás okoz méretezési vagy nedvességproblémát. Az utazások mintája diagnosztikai információkat nyújt.
Az a kioldás, amely minden reggel indításkor következik be, és az alaphelyzetbe állítás után nem ismétlődik meg, a hideg-indulás vagy a nedvesség jellemzője. A fűtőelem valószínűleg egészséges, de a megszakító vagy a telepítés marginális.
Az indításkor fellépő és közvetlenül az alaphelyzetbe állítás után megismétlődő kioldás súlyos hibát-, rövidzárlatot, földzárlatot vagy meghibásodott elemet jelez. A fűtőtestet tesztelni kell, mielőtt további üzembe helyezné.
A működés közben véletlenszerűen fellépő kioldás, nem csak az indításkor, kialakuló hibát,{0}}a szigetelés romlását, meglazult csatlakozást vagy a vezérlő meghibásodását jelzi. A fűtőtestet ellenőrizni és tesztelni kell.
Gyakorlati megoldások hideg{0}}utazásokhoz
Növelje a megszakító méretét a következő szabványos névleges értékre az ajánlott érték felett. A 25 A-es megszakító egy 4 kW-os fűtőberendezéshez biztosít tartalékot a hideg-indításhoz a védelem veszélyeztetése nélkül.
Ellenőrizze, hogy a tápfeszültség 5%-on belül van-e az adattáblán szereplő értékhez képest a fűtőelem kapcsainál. Ha túl nagy a feszültségesés, növelje meg a vezeték méretét vagy csökkentse a kábel hosszát.
Ha nedvességre gyanakszik, indítás előtt szárítsa meg a fűtőtestet. Alacsony feszültség-25–50%-a névleges 15–30 percen keresztül kivezeti a nedvességet a belső szigetelésből anélkül, hogy teljes hőt generálna. Ez különösen fontos azoknál a fűtőberendezéseknél, amelyek hosszabb ideig üresjáratban vannak nedves környezetben.
Zárja le a kapocsházat, hogy megakadályozza a nedvesség bejutását. A tömített burkolat, a lezárt kábelbevezetés és a burkolaton belüli nedvszívó csomag csökkenti a belső szigetelést elérő nedvességet.
Ha hideg{0}}Az utazások megkezdése mélyebb problémát tár fel
Az egészségesen tesztelt fűtőberendezésen végzett ismételt hideg{0}}indítások gyakran azt jelzik, hogy a telepítés elhanyagolható. Az alulméretezett megszakítók, a túlzott feszültségesés vagy a tartós nedvesség behatolása telepítési problémát jelent, nem pedig a fűtéssel. A telepítés javítása hatékonyabb, mint a fűtőelem cseréje.
Egyedi PTFE merülőfűtő-konfiguráció zárt kapocsházzal, nedvességálló -belső szigeteléssel és a tápfeszültséghez illeszkedő elemkialakítással kiküszöböli a hideg-kioldások kiváltó okát. A specifikációs folyamat megköveteli a tápfeszültséget, a megszakító méretét, a kábel hosszát, a környezeti feltételeket és a fűtőberendezés működési ciklusát.
