Каковы признаки того, что внутренняя изоляция MgO нагревателя из ПТФЭ повреждена влагой?

Порошок оксида магния внутри холодной зоны нагревателя из ПТФЭ в сухом состоянии является отличным электрическим изолятором. Но он гигроскопичен-легко впитывает влагу из влажного воздуха. Очень ранние фазы просачивания влаги обычно довольно незаметны и создают лишь небольшие электрические аномалии задолго до того, как нагреватель испытывает катастрофическое замыкание на землю или короткое замыкание.

Во многих промышленных системах первые предупреждающие индикаторы появляются после периодов простоя, влажной погоды или длительного хранения. Электрические – самые надежные. Показания сопротивления изоляции уменьшаются и неожиданно восстанавливаются после регулируемой сушки. Эти классические показания нагревателя из ПТФЭ с изоляцией MgO часто могут подсказать ситуацию до того, как будет нанесен необратимый ущерб.

Почему MgO используется внутри нагревателя из ПТФЭ
Оксид магния, иногда известный как MgO, выполняет в электронагревателях две важные функции:

Электрическая изоляция резистивного провода

Эффективно отводит тепло к оболочке

MgO имеет очень высокое диэлектрическое сопротивление и высокую теплопроводность при правильном уплотнении и хранении в сухом состоянии. Эта комбинация позволяет безопасно эксплуатировать нагревательные элементы при высоких температурах в химически стойких системах оболочек из ПТФЭ или ПФА.

Но MgO гигроскопичен, что является долговременной уязвимостью. Если влага попадает внутрь через неисправные уплотнения, конденсат или постоянное воздействие влаги, изоляционные характеристики начинают ухудшаться.

Первый предупреждающий знак – падение показаний мегомметра
Одним из наиболее важных инструментов диагностики состояния нагревателя является проверка сопротивления изоляции, выполняемая с помощью мегомметра, обычно называемого мегомметром.

Нормальный, здоровый, сухой обогреватель с изоляцией из MgO показывает:

Сопротивление изоляции более 100 МОм при 500 В постоянного тока

Обычно значения диапазона гигаом-в сухих условиях

Загрязнение MgO влагой приводит к образованию каналов утечки тока через влажный изоляционный порошок. Это приводит к заметному уменьшению сопротивления изоляции.

Типичные закономерности чтения,-связанные с влажностью
Поначалу ухудшение обычно происходит медленно:

Состояние нагревателя Типичное сопротивление изоляции
Сухой, здоровый нагреватель от > 100 МОм до нескольких ГОм
Легкое загрязнение влагой. Десятки МОм.
Значительное поглощение влагиНизкий диапазон МОм
Сильное загрязнение в диапазоне кОм или меньше
Очень показательная картина на практике наблюдается после влажных выходных или остановок предприятий. Нагреватель, прошедший испытание на гигаом в пятницу, в понедельник утром может показать сопротивление всего в несколько МОм.

Эта временная деградация весьма наводит на мысль о поглощении влаги или физическом разрушении оболочки.

Главное испытание: восстановление после выпекания-аута
Высыхание,-восстанавливающее показания, – это однозначное признание влажности.

Это одно из важнейших диагностических различий между изоляцией из гидрата MgO и необратимым структурным повреждением.

Контролируемый процесс выпекания
При подозрении на попадание влаги нагреватель можно слегка высушить следующим образом:

низкое напряжение под напряжением в пустом, сухом баке

Поместите в духовку с регулируемой температурой.

Сушка теплым воздухом, низкой влажностью.

Температура выпекания-не должна превышать 110 градусов, чтобы не повредить и не деформировать оболочку из ПТФЭ.

По мере удаления влаги из порошка MgO сопротивление изоляции часто постепенно восстанавливается до исходного значения в сухом состоянии.

Почему восстановление важно
Когда показания мегомметра полностью восстанавливаются после высыхания, результат становится относительно ясным:

Вероятно, оболочка еще цела.

Провод внутреннего сопротивления еще не разомкнут.

Низкое показание, попадание влаги не приводит к катастрофическому повреждению

С другой стороны, сломанная оболочка или постоянно обугленная изоляция обычно не восстанавливаются после высыхания.

Визуальная индикация: На уплотнении клемм присутствует белый меловой материал.
Еще одним распространенным признаком, который часто сопровождает электрические испытания, является белый,-осадок, похожий на мел, который появляется вокруг области уплотнения клемм.

Этот отложения часто встречается там, где линии электропередачи проникают через эпоксидную смолу или герметик в холодной зоне нагревателя.

Что на самом деле представляет собой остаток
Гидроксид магния может образовываться при соединении воды с оксидом магния. Готовое вещество выглядит так:

Белые порошкообразные отложения

Образование меловой корки

Минеральные остатки высыхают вокруг клемм.

Этот остаток является очень полезным диагностическим признаком, поскольку предполагает, что влага проникла достаточно глубоко, чтобы вступить в химическую реакцию с самой изоляцией MgO.

Этот остаток в сочетании с неустойчивыми показаниями сопротивления изоляции является хорошим показателем наличия внутреннего загрязнения влагой.

Как влага попадает в утеплитель
Существует несколько типичных способов попадания влаги в обогреватели с изоляцией MgO.

Уплотнения клемм (повреждения)
Эпоксидные уплотнения вокруг силовых проводов могут постепенно разрушаться под воздействием механических напряжений, вибрации или циклических перепадов температур.

Конденсат при выключении
Температура нагревателей, размещенных во влажных местах, может опускаться ниже температуры точки росы окружающей среды, и может возникнуть внутренняя конденсация.

Неудовлетворительные условия хранения
На складах с повышенной влажностью обесточенные запасные обогреватели часто со временем приобретают влагу из-за микроскопических дефектов уплотнений.

Тепловое дыхание
Узел нагревателя подвержен расширению и сжатию при повторяющихся циклах нагрева и охлаждения. Этот эффект теплового дыхания может постепенно всасывать влажный воздух внутрь в течение длительных периодов эксплуатации.

Долгосрочные последствия необработанной влаги
Поначалу загрязнение влагой может показаться обратимым, но со временем продолжительное воздействие приведет к долговременному повреждению.

Если в нагревателе остается вода:

Коррозия провода внутреннего сопротивления ускоряется.

Окисление влияет на электрические контакты

Диэлектрическая прочность продолжает снижаться.

Более частые случаи замыканий на землю

Со временем могут возникнуть короткие замыкания.

На поздних стадиях изоляция необратимо разрушается, а процессы отжига не обеспечивают приемлемых уровней сопротивления.

Профилактика
Несколько методов обслуживания могут помочь ограничить вероятность загрязнения влагой MgO.

Испытания сопротивления изоляции – плановые
Регулярное тестирование мегомметром дает базовые данные и помогает выявить медленную деградацию до выхода из строя.

Хранилище
Хранение запасных обогревателей должно осуществляться в:

Сухой воздух в помещении

Герметичная упаковка по требованию

Прохладная, низкая влажность, стабильная температура.

Периодическая подзарядка-энергии
Некоторым системам нравится немного нагревать вещи на холостом ходу, чтобы предотвратить накопление влаги.

Проверка печати
Регулярно проверяйте уплотнения клемм на наличие:

Крекинг

Изменение цвета

Образование остатка

Механическое ослабление

Раннее устранение дефектов уплотнения поможет избежать более глубокого проникновения влаги.

Выводы
Значительное снижение сопротивления изоляции с появлением белого мелового налета возле уплотнения клемм является характерным признаком изоляции из гидрата MgO внутри нагревателя из ПТФЭ. Во многих случаях при ранней диагностике болезнь можно вылечить.

Если утечка тока вызвана поглощением влаги, а не разрывом оболочки, хорошая прокалка-вернет сопротивление изоляции до исходного значения в сухом состоянии. Но если не лечить, влага повредит внутренний провод сопротивления и приведет к необратимому выходу из строя.

В диагностике обогревателей мегомметр — это гораздо больше, чем просто электрический тестер. Во многом это влагомер тайного внутреннего состояния, души самого обогревателя.