Analiza tveganja kratkega stika pri termičnem ciklu zagona in izklopa grelnika
Pogosto toplotno cikliranje hladnega in vročega, ki ga povzroči ponavljajoč se zagon in izklop, je ključni skriti dejavnik, ki vodi do kratkega stika električnega grelnika. Številna industrijska ogrevalna oprema potrebuje pogosto občasno delovanje v skladu s proizvodnimi načrti, kar ima za posledico ponavljajoče se hitro segrevanje in hitro ohlajanje grelnih cevi. Izmenična toplotna obremenitev povzroča stalno strukturno utrujenost notranjih grelnih žic in izolacijskih plasti, kar postopoma povzroči razpoke v izolaciji, deformacijo žice in končno prekinitev kratkega stika. Kratek stik zaradi utrujenosti toplotnega cikla je glavni vzrok za prezgodnjo okvaro opreme za ogrevanje s prekinitvami.
Toplotno kroženje povzroča izmenično širjenje in krčenje notranjih komponent. Ko je grelna cev vklopljena in se hitro segreje, se notranja grelna žica in izolacijski prah iz magnezijevega oksida razširita s toploto; pri zaustavitvi in ohlajanju se vse komponente skrčijo zaradi mraza. Različni materiali imajo različne koeficiente toplotnega raztezanja. Kovinska grelna žica se močno razširi, medtem ko se izolacijski prah rahlo razširi. Ponavljajoča se izmenična napetost vodi do relativnega premika in strukturnega rahljanja med materiali.
Dolgotrajno- termično kroženje povzroči razpoke izolacijske plasti in poslabšanje delovanja. Kompaktna izolacijska plast iz magnezijevega oksida bo po tisočih hladnih in vročih ciklih povzročila drobne utrujene razpoke. Razpokana izolacijska struktura ne more ohraniti popolne izolacijske učinkovitosti, zunanja vlaga in prah pa zlahka vdreta v notranjost. Razpoke tvorijo šibka izolacijska območja, ki jih električno polje zlahka razgradi, da nastanejo prevodni kanali kratkega stika med poznej-vklopom.
Toplotna utrujenost povzroči deformacijo grelne žice in kratek stik. Pogosti dvigi in padci temperature povzročijo toplotno utrujenost nikelj-kromove grelne žice, kar zmanjša strukturno togost in elastičnost. Spiralna žica se postopoma deformira, ugreza in zrahlja, kar povzroči zmanjšan razmik med žico. V kasnejšem procesu raztezanja pri visoki{4}}temperaturi so žice v tesnem stiku, kar povzroči kratek stik med--poloma in takojšnjo sprožitev prenapetostnega toka. Za razliko od statičnega nad-temperaturnega kolapsa je deformacija toplotnega cikla kumulativna poškodba zaradi utrujenosti.
Hitra sprememba temperature poveča stopnjo strukturne poškodbe. Nenaden zagon s polno-močjo in zaustavitev v sili bosta v kratkem času povzročila ekstremno temperaturno razliko, kar bo povečalo toplotno obremenitev in pospešilo širjenje utrujenostne razpoke. Pri opremi s pogostim zagonom-zaustavitvijo v sili je stopnja napak kratkega stika veliko višja kot pri neprekinjeno delujoči opremi.
Znanstveno upravljanje zagona-ustavitve zmanjšuje tveganja kratkega stika zaradi termičnega cikla. Sprejmite način postopnega počasnega zagona, da se izognete trenutnemu segrevanju s polno-močjo in zmanjšate vpliv temperaturne razlike. Nastavite razumen interval delovanja, da se izognete pogostemu kratkemu-cikličnemu zagonu in zaustavitvi. Redno zaznavanje izolacijske upornosti za spremljanje stopnje staranja zaradi utrujenosti. Optimizirajte logiko delovanja za zmanjšanje nepotrebnega toplotnega cikla, učinkovito odložite strukturno utrujenost in preprečite toplotno-okvare kratkega stika.
