Потопни грејач који ради у дејонизованој води представља другачији профил електричне опасности од истог грејача у купатилу са концентрованом киселином. Проводљивост течности директно утиче на ризик од цурења струје и неопходне мере безбедности. Док је ПТФЕ одличан електрични изолатор, ниједан омотач није отпоран на оштећења током времена. Разумевање проводљивости загрејане течности је од суштинског значаја за пројектовање безбедне инсталације ПТФЕ грејача која штити и особље и опрему.
Шта је проводљивост течности и зашто је важна?
Проводљивост течности је мера способности течности да спроводи електричну струју, изражена у микросименс по центиметру (µС/цм) или милисименс по центиметру (мС/цм). Чиста дејонизована вода има веома ниску проводљивост (0,055 µС/цм на 25°Ц). Вода из славине се креће од 50 до 500 µС/цм. Кисели раствори (нпр. 10% сумпорне киселине) и слане купке (нпр. никл ацетат, натријум хлорид) су високо проводљиве, често прелазећи 10.000 µС/цм. Што је већа проводљивост, лакше залутала електрична струја може тећи из оштећеног грејача у течност и кроз уземљене компоненте резервоара или контакт са људима.
Опасност: цурење струје кроз оштећени ПТФЕ омотач
ПТФЕ има диелектричну чврстоћу од најмање 15 кВ по милиметру, што га чини изванредним изолатором када је нетакнут. Међутим, ПТФЕ омотач на урањајућем грејачу је обично дебљине само 0,5 до 2,0 мм. Рупе, пукотине или абразије могу настати услед механичког удара, термичког циклуса или хемијског напада на екстремним температурама. Ако такав квар изложи унутрашњу металну отпорну жицу или проводник кади, а када је проводљива, струја може да процури у течност. Ово цурење ствара две примарне опасности:
Опасност од струјног удара за руковаоце: Особље које посегне у резервоар или додирне металне компоненте повезане са кадом (цевовод, зидови резервоара, радни предмети) може да заврши електрични круг са земљом.
Корозија лутајућих струја: Чак и мали нивои цурења наизменичне или једносмерне струје могу убрзати галванску корозију материјала резервоара, грејача или делова који се обрађују. У линијама за облагање, залутале струје узрокују неравномерно таложење метала.
У течности ниске{0}}не проводљивости (нпр. ДИ вода), иста рупа може да произведе занемарљиво цурење јер се сама течност опире струјању. Дакле, безбедносни захтеви су директно везани за нивое проводљивости течности за грејач ПТФЕ.
Мере безбедности за проводне купке
Када се ПТФЕ грејач користи у проводљивом раствору (киселине, базе, соли, вода из славине или било које купатило са проводљивошћу изнад приближно 100 µС/цм), потребна је побољшана електрична заштита. Безбедносни кодови као што су НФПА 70 (Национални електрични кодекс) и ИЕЦ 60364 налажу посебне мере за грејаче за урањање у проводне течности.
Обавезно уземљење
Све металне компоненте ПТФЕ грејача-укључујући било које унутрашње метално језгро, прирубнице за монтирање, конзоле и сам резервоар-морају бити спојене на поуздано уземљење. Проводник за уземљење мора бити димензионисан у складу са локалним електричним кодовима (обично најмање истог пречника као и струјни проводници). Уземљење обезбеђује да се струја, ако дође до квара, врати у уземљење преко пута ниске-отпорности, искључујући заштитни уређај од прекомерне струје уместо да пролази кроз особу или изазива корозију лутајуће струје.
Прекидач струјног круга за квар на земљи (ГФЦИ) или уређај за преостале струје (РЦД)
ГФЦИ (или РЦД) је најкритичнији сигурносни уређај за проводне купке. Континуирано прати тренутни баланс између живог и неутралног (или фазног) проводника. Ако се открије мала неравнотежа (цурење у земљу), уређај се активира у року од милисекунди. За индустријске инсталације ПТФЕ грејача у проводним течностима, ГФЦИ са прагом окидања од 30 мА обично је потребан за заштиту особља. У лабораторијским или медицинским окружењима где је потребна већа осетљивост, може се одредити ниво окидања од 5–6 мА.
Важно је напоменути да ГФЦИ не спречавају почетно цурење; брзо искључују напајање након цурења. Препоручује се редовно тестирање ГФЦИ-а (месечни тест{1}}притиском на дугме).
Испитивање отпорности изолације (Меггер тест)
Разборит приступ укључује периодично мерење отпора изолације помоћу мегоомметра (меггера). Испитни напон од 500 В ДЦ се примењује између електричних терминала грејача и уземљења (или металне шипке уроњене у каду). Измерени отпор треба да буде најмање 1 мегохм (МΩ) за нови ПТФЕ грејач, и изнад 0,5 МΩ за наставак рада. Тренд смањења указује на деградацију омотача. За проводне купке, саветује се тромесечно тестирање.
Изолација круга грејача
Где је могуће, ПТФЕ грејач треба да се напаја преко изолационог трансформатора. Ово одваја круг грејача од референтне масе главног напајања, смањујући путање струје цурења. Изолациони трансформатори су посебно корисни у старијим објектима са неуземљеним резервоарима.
Безбедносна контролна листа за проводне купке
Следећи резиме пружа кључне електричне мере предострожности када се инсталирају ПТФЕ грејачи у флуиде са проводљивошћу изнад 100 µС/цм:
Проверите проводљивост течности пре него што одредите мере безбедности. Користите ручни мерач проводљивости ако нисте сигурни.
Уземљите оквир грејача и све металне компоненте резервоара. Употријебите намјенску утичницу за уземљење на прирубници за монтажу грејача.
Инсталирајте ГФЦИ/РЦД са одговарајућом осетљивошћу на искључење (30 мА за индустрију, 5–6 мА за лабораторију). Уверите се да је уређај оцењен за напон и струју грејача.
Извршите тест меггера приликом инсталације и сваких 3–6 месеци након тога. Забележите вредности да бисте пратили деградацију.
Користите ниско{0}}ограничење да бисте спречили рад на суво, што може да изазове прегревање и пуцање ПТФЕ-а што доводи до цурења.
Визуелно прегледајте ПТФЕ омотач да ли има пукотина, пликова или промене боје током планираног одржавања. Свако оштећење захтева хитну замену.
Поставите налепницу упозорења у близини резервоара која показује да је присутан електрични грејач и да је купка проводљива.
Посебан случај: дејонизована вода и{0}}течности ниске проводљивости
У течностима веома ниске{0}}проводљивости (испод 10 µС/цм), ризик од удара кроз течност је минималан. Међутим, цурење рупице и даље може изазвати локално грејање и стварање паре, што може повећати штету. Уземљење остаје обавезно за све индустријске грејаче без обзира на проводљивост. ГФЦИ заштита се и даље препоручује, иако би праг окидања могао бити мање критичан. Неки кодови изузимају купке са ниском{6}}проводљивошћу од захтева ГФЦИ, али опрезан дизајн укључује заштиту без обзира на то.
Закључак
Проводљивост флуида треба да буде информација о нивоу електричне заштите примењене на ПТФЕ инсталације грејача. У купатилима са високом проводљивошћу (киселине, раствори соли, већина индустријских процесних купатила), обавезно уземљење, ГФЦИ/РЦД заштита (окидање од 30 мА) и редовно испитивање отпора изолације су основне мере безбедности. Инхерентна диелектрична чврстоћа ПТФЕ-а пружа прву линију одбране, али механичка оштећења или производни дефекти могу створити путеве цурења. Безбедност је -на нивоу система, а не само спецификација грејача. Усклађивањем електричне заштите са проводљивошћу течности, оператери могу да спрече опасност од удара и корозију лутајућих струја док одржавају поуздане перформансе ПТФЕ грејача.
