چگونه یک صفحه گرمایش را با سنسور ترموکوپل قابل تعویض مشخص کنیم؟

منطقه گرمایش صفحه پرس به توان کامل فرمان داده شده است و ولتاژ تغذیه در پانل صحیح است. اما این منطقه کند است و برای رسیدن به نقطه تنظیم بیشتر از زمان گذشته طول می کشد و یک گیره متر نشان می دهد که کشش فعلی آن به میزان قابل توجهی کمتر از رتبه پلاک نام است. وات ها با سرعت مورد انتظار جریان ندارند. این یک اتصال کوتاه یا قطع کننده قطع نیست. این یک گلوگاه الکتریکی آرام و مزمن است. علت اصلی تقریباً همیشه یک مقاومت اضافی ناخواسته است، جایی در مدار، که بی‌صدا بخشی از ولتاژ را قبل از رسیدن به عنصر گرمایش مصرف می‌کند.

درک تنگنای الکتریکی

در یک مدار گرمایش مقاومتی ساده، توان تحویلی به بخاری با P=V² / R داده می‌شود، که در آن V ولتاژ تغذیه و R مقاومت کل مدار است. برای یک ولتاژ ثابت، هر گونه افزایش در مقاومت کل باعث کاهش متناسب در توان خروجی می شود. مقاومت پلاک نام عنصر گرمایش از ولتاژ و وات نامی آن (R=V² / P) محاسبه می‌شود. به عنوان مثال، یک بخاری 240 ولت، 2000 وات دارای مقاومت حرارتی تقریباً 28.8 اهم است.

هنگامی که یک منطقه به نمایش گذاشته می شودقدرت خروجی پایین تر منطقه صفحه ولتاژ کاملعلائم، جریان اندازه گیری شده (با استفاده از گیره متر در اطراف یکی از سیم های برق) کمتر از مقدار مورد انتظار است. ولتاژ تغذیه در پنل درست اندازه می گیرد. بنابراین، مقاومت مدار کل باید بیشتر از مقاومت صفحه نام المنت گرمایش باشد. این مقاومت اضافی در داخل خود بخاری نیست (اگرچه یک عنصر پیر نیز می تواند مقاومت بیشتری داشته باشد). بیشتر اوقات، در مسیر سیم کشی قرار می گیرد: در اتصالات ترمینال، چین و چروک، کنتاکت کنتاکتور یا فیوز.

وات های از دست رفته از بین نمی روند. آنها به یک نقطه داغ خطرناک و درخشان در یک پیچ شل، یک دزد پنهان قدرت تبدیل می شوند.

اتصال با مقاومت بالا: یک تقسیم کننده ولتاژ در مبدل

یک اتصال با مقاومت بالا مانند یک مقاومت کوچک در سری با عنصر گرمایش عمل می کند. این مقاومت سری یک تقسیم کننده ولتاژ ایجاد می کند. ولتاژ تغذیه بین مقاومت سری ناخواسته (R_bad) و مقاومت بخاری (R_heater) تقسیم می شود. ولتاژ دو طرف بخاری به V_heater=V_supply × (R_heater / (R_heater + R_bad) کاهش می‌یابد. توان تحویلی به بخاری به همین ترتیب کاهش می یابد. در همین حال، اتصال بد توانی برابر با I² × R_bad را تلف می کند که به صورت گرمای موضعی ظاهر می شود.

اتصال نامناسب با مقاومت سری تنها 1 اهم با بخاری 28.8 اهم حدود 8.1 A (240 V / 29.8 Ohm) می کشد. افت ولتاژ در اتصال بد 8.1 ولت است و حدود 65 وات گرمای کافی برای ذوب عایق یا بلوک های ترمینال را دفع می کند. بخاری تنها 231.9 ولت دریافت می کند و به جای 2000 وات، تنها حدود 1865 وات تولید می کند، 7 درصد اتلاف برق که با گرم شدن کندتر قابل توجه است.

اگر مقاومت اتصال بد به 5 اهم افزایش یابد، جریان به 7.1 آمپر کاهش می یابد، ولتاژ دو طرف بخاری به 205 ولت کاهش می یابد، و قدرت به 1455 وات کاهش می یابد{4}}که 27٪ تلفات دارد. اتصال بد اکنون 250 وات را از بین می برد و خطر آتش سوزی بزرگی ایجاد می کند.

روش تشخیصی گام به گام

مرحله 1: ولتاژ منبع تغذیه را در جعبه ترمینال بخاری بررسی کنید

ولتاژ را مستقیماً در بلوک ترمینال بخاری (یا در نقطه ای که سیم های برق وارد جعبه اتصال می شود) اندازه گیری کنید، در حالی که منطقه به برق کامل نیاز دارد. از یک مولتی متر واقعی RMS استفاده کنید. اگر ولتاژ در پایانه های بخاری به طور قابل توجهی کمتر از ولتاژ پانل باشد (به عنوان مثال، 220 ولت در بخاری در مقابل 240 ولت در پانل)، افت ولتاژ در سیم کشی بین پانل و بخاری رخ می دهد. خطا در مدار انشعاب (کنتاکتور، فیوز یا سیم کشی میدان) است.

اگر ولتاژ در پایانه های بخاری برابر با ولتاژ پانل باشد اما جریان همچنان کم باشد، ممکن است خود بخاری مقاومت بیشتری داشته باشد (عنصر پیری) یا مقاومت سری بعد از نقطه اندازه گیری وجود داشته باشد (بعید است). با این حال، در عمل، بیشتر افت ولتاژ در بالادست بخاری رخ می دهد.

مرحله 2: اندازه گیری جریان با یک گیره متر

یک سیم برق (خط یا خنثی) را ببندید تا میزان جریان واقعی اندازه گیری شود. با جریان پلاک نام مقایسه کنید (I=P / V). خوانش جریانی که 10 تا 20 درصد پایین است نشان دهنده مقاومت اضافی قابل توجهی است. خوانشی که 30 تا 50 درصد پایین است نشان دهنده یک خطای شدید است، احتمالاً یک عنصر کاملاً باز (جریان صفر) یا یک اتصال با مقاومت بسیار بالا.

مرحله 3: مقاومت مورد انتظار بخاری را محاسبه و مقایسه کنید

بخاری را از منبع تغذیه جدا کنید (قفل/تاگوت). مقاومت المنت حرارتی به سرما را با اهم متر اندازه گیری کنید. سپس مقاومت گرم مورد انتظار را با استفاده از ضریب دمایی مقاومت برای آلیاژ گرمایشی (معمولا NiCr یا FeCrAl) محاسبه کنید. مقاومت سرما در حدود 1/10 تا 1/20 مقاومت گرم برای NiCr است. اگر مقاومت سرما درست باشد، بخاری سالم است. اگر مقاومت سرمایی بالاتر از حد انتظار باشد (به عنوان مثال، 5-10٪ بالاتر از حد اسمی)، ممکن است عنصر به دلیل اکسیداسیون یا نقاط داغ محلی نازک شده باشد. با این حال، افزایش 5٪ ​​در مقاومت باعث کاهش تنها 5٪ در قدرت می شود که ممکن است مرزی قابل توجه باشد. بیشتر خطاهای کم برق ناشی از مشکلات اتصال است، نه به دلیل پیر شدن عنصر.

مرحله 4: آزمایش افت ولتاژ را در هر اتصال در مدار انجام دهید

در حالی که منطقه با توان کامل کار می کند، افت ولتاژ (با استفاده از مولتی متر در حالت ولت متناوب) در هر اتصال مشکوک را اندازه گیری کنید:

در سراسر کنتاکت کنتاکتور: پروب ها را در سمت خط و سمت بار همان قطب قرار دهید. یک کنتاکتور سالم کمتر از 0.1 ولت افت را نشان می دهد. افت 1 تا 5 ولت نشان دهنده تماس های سوراخ دار، کربن دار یا فرسوده است.

Across terminal block screws: Measure from the wire to the terminal bar. Any measurable drop (>0.1 V) یک اتصال شل یا اکسید شده را نشان می دهد.

در سراسر فیوزها یا نگهدارنده‌های فیوز: یک فیوز سالم افت تقریباً صفر دارد. افت 0.5-2 ولت نشان دهنده خوردگی نگهدارنده فیوز یا عنصر فیوز با مقاومت بالا است.

Across crimp connectors: Probe the wire insulation just before the crimp and the terminal after the crimp. A drop >0.2 ولت نشان دهنده یک چین خوردگی معیوب است.

مجموع تمام افت ولتاژ به اضافه ولتاژ دو طرف بخاری باید با ولتاژ تغذیه برابر باشد. هر گونه ولتاژ از دست رفته در یک اتصال بد از بین می رود.

مرحله 5: از یک دوربین تصویربرداری حرارتی برای یافتن نقطه داغ استفاده کنید

کارآمدترین ابزار تشخیصی برای این عیب دوربین حرارتی است. در حالی که منطقه با قدرت کامل کار می کند، اسکن کنید:

قسمت داخلی پنل کنترل (کنتاکتور، فیوزها، نوارهای ترمینال، بسته های سیم).

جعبه اتصال بخاری (ترمینال ها، نقاط ورودی سیم).

هر بدنه مجرای یا جعبه اتصال در امتداد تغذیه برق.

یک اتصال با مقاومت بالا به عنوان یک نقطه کاملاً داغتر از اجزای اطراف ظاهر می شود. یک قطب کنتاکتور بد ممکن است اختلاف دمای 20 تا 50 درجه بالاتر از محیط را نشان دهد. پیچ ترمینال شل می تواند به 100-150 درجه برسد که اغلب به صورت یک نقطه درخشان در تصویر حرارتی قابل مشاهده است. دوربین حرارتی بلافاصله سارق برق را بدون نیاز به تماس الکتریکی شناسایی می کند.

وات های از دست رفته از بین نمی روند. آنها به یک نقطه داغ خطرناک و درخشان در یک پیچ شل، یک دزد پنهان قدرت تبدیل می شوند.

مکان های رایج برای اتصالات با مقاومت بالا (به ترتیب احتمال)

بر اساس تجربه خدمات صحرایی، مکان‌های زیر بیش از 90 درصد از خطاهای کم برق را تشکیل می‌دهند:

ترمینال برق شل یا اکسید شده در جعبه اتصال بخاری.لرزش ناشی از پرس، چرخه حرارتی یا گشتاور اولیه نامناسب باعث شل شدن پیچ می شود. قوس حاصل باعث اکسیداسیون می شود و مقاومت را بیشتر می کند. بلوک ترمینال ممکن است تغییر رنگ (قهوه ای یا سیاه) و بوی پلاستیک ذوب شده را نشان دهد.

چروک نشدن کانکتور سیم.حلقه چین دار یا پایانه های بیل بر روی سیم های بخاری می تواند مقاومت بالایی ایجاد کند اگر چین به درستی فشرده نشده باشد یا اگر رشته های سیم خورده شده باشند. ترمینال ممکن است از نظر خارجی عادی به نظر برسد اما داغ باشد.

کنتاکتورهای اصلی گودال و فرسوده.پس از هزاران عملیات، تماس های نقره-کادمیم یا اکسید نقره-قلع فرسایش می یابد و سطحی کربنی ایجاد می کند. مقاومت تماس افزایش می یابد و باعث افت ولتاژ و گرمایش موضعی می شود. کنتاکتور ممکن است صدای وزوز نیز منتشر کند.

اتصالات شل در کلید مدار یا نگهدارنده فیوز.با گذشت زمان، پایانه های پیچ در پانل توزیع می توانند شل شوند. این امر به ویژه زمانی رایج است که سیم آلومینیومی (در صورت استفاده) به درستی خاتمه داده نشده باشد.

خود سیم سرب بخاری خورده یا آسیب دیده است.سیم مسی رشته شده در داخل منطقه سرد PTFE در صورت ورود رطوبت می تواند اکسید شود. مقاومت افزایش می یابد و سیم سفت و شکننده می شود.

عنصر گرمایش پیری (کمترین متداول).سیم گرمایش می تواند به تدریج تحت اکسیداسیون قرار گیرد و سطح مقطع آن را کاهش دهد و مقاومت را افزایش دهد. این معمولاً در اواخر عمر بخاری رخ می دهد و با علائم دیگری مانند گرم شدن ناهموار یا ظاهر سوخته روی غلاف همراه است.

رفع عیب: تمیز کردن، گشتاور و تعویض

هنگامی که اتصال با مقاومت بالا مشخص شد، تعمیر ساده است:

ترمینال شل:برق را قطع کنید، سیم را بردارید، هادی و ترمینال را با یک پاک کننده تماسی یا کاغذ سنباده ریز تمیز کنید. در صورت آسیب دیدگی سیم را دوباره جدا کنید. بازگرداندن گشتاور به مشخصات سازنده (معمولاً 2-4 نیوتن متر برای پایانه های کوچک، 5-10 نیوتن متر برای پایانه های برق بزرگتر). پس از گشتاور مجدد، برای اطمینان از ایمن بودن سیم، تست کشش را انجام دهید.

کنتاکتورهای سوراخ دار:تمام کنتاکتور را تعویض کنید. سعی نکنید کنتاکت ها را روی کنتاکتور برق پر کنید یا تمیز کنید، زیرا ممکن است پوشش مقاوم در برابر قوس برداشته شود و منجر به خرابی سریع شود. کنتاکتوری با درجه آمپر بالاتر (مثلاً 40 آمپر برای بخاری 25 آمپر) برای افزایش عمر تماس انتخاب کنید.

چین خوردگی معیوب:ترمینال چین را قطع کنید، سیم تازه را بردارید، و یک ترمینال جدید را با استفاده از یک ابزار چین دار ضامن دار مناسب ببندید. از انبردست یا انبردست دستی ارزان قیمت استفاده نکنید. از طرف دیگر، از یک بلوک ترمینال بدون لحیم استفاده کنید.

سرب بخاری خورده:اگر سیم در نزدیکی بخاری آسیب دیده باشد، ممکن است کل بخاری نیاز به تعویض داشته باشد، زیرا منطقه سرد PTFE به راحتی باز نمی شود. با این حال، اگر آسیب فراتر از منطقه سرد (در یک مجرای سیم‌کشی میدانی) باشد، سیم را می‌توان قطع کرد و دوباره متصل کرد.

پس از تعمیر، جریان و افت ولتاژ را دوباره اندازه گیری کنید. جریان باید به مقدار پلاک نام برگردد و زمان گرم شدن باید عادی شود.

اقدامات پیشگیرانه برای جلوگیری از عود

تصویربرداری حرارتی منظم از تابلوهای کنترل و جعبه های اتصال(هر 6 تا 12 ماه) به عنوان بخشی از یک برنامه تعمیر و نگهداری پیش بینی شده.

تایید گشتاورتمام پایانه های برق پس از تعویض بخاری یا کار پانل. از پیچ گوشتی گشتاور کالیبره شده استفاده کنید.

استفاده از ترکیب آنتی اکسیدانی(به عنوان مثال، Noalox) در انتهای سیم آلومینیومی.

نصب مانیتورینگ خطای زمین و دمای بیش از حدسیستمی که جریان را نیز ثبت می کند. کاهش تدریجی جریان طی ماه‌ها قابل تشخیص است و می‌تواند قبل از غیرقابل استفاده شدن منطقه، یک هشدار ایجاد کند.

انتخاب کنتاکتور با حاشیه(مثلاً 1.5× جریان بخاری) و با کنتاکت‌های اکسید نقره و قلع برای کاربردهای دوچرخه‌سواری با کارایی بالا.

وقتی خود بخاری مقصر است

اگر همه اتصالات خوب تأیید شود، ولتاژها در پایانه های بخاری درست باشد و جریان همچنان کم باشد، ممکن است المنت گرمایش کهنه شده باشد. مقاومت گرم را به طور غیرمستقیم با محاسبه ولتاژ و جریان اندازه گیری کنید (R_hot=V_measured / I_measured). با مقاومت داغ پلاک نام مقایسه کنید (R_np=V_rated² / P_rated). اگر مقاومت گرم اندازه گیری شده بیش از 10-15٪ بیشتر از پلاک نام باشد، عنصر تخریب شده و باید جایگزین شود. با این حال، یک عنصر پیر اغلب قبل از اینکه مقاومت به طور قابل توجهی افزایش یابد باز یا کوتاه می شود. در عمل، افزایش مقاومت عنصر نسبت به خطاهای اتصال، یک علت بسیار کمتر رایج برای خروجی توان کم است.

نتیجه گیری: یک خطای الکتریکی ساده که به راحتی پیدا می شود

یک منطقه با توان کم در ولتاژ کامل یک خطای الکتریکی کلاسیک و ساده است-یک مقاومت پنهان که به راحتی با گیره‌سنج، دوربین حرارتی و آچار گشتاور پیدا می‌شود و درمان می‌شود. فرآیند تشخیصی سیستماتیک است: بررسی ولتاژ، اندازه گیری جریان، انجام آزمایش های افت ولتاژ، و استفاده از تصویربرداری حرارتی برای مشخص کردن نقطه داغ. تقريباً در هر مورد، مقصر شل بودن ترمينال، خرابي چيدمان، يا كنتاكتور فرسوده است، نه خود المنت حرارتي. تعمیر فقط به تمیز کردن، گشتاور مجدد یا تعویض یک قطعه کوچک نیاز دارد. قوی ترین بخاری اگر اتصالات الکتریکی آن شل باشد بی فایده است. با درک اثر تقسیم کننده ولتاژ یک اتصال با مقاومت بالا، متخصصان خدمات صحرایی می توانند توان خروجی کامل را به سرعت، ایمن و بدون تعویض غیرضروری قطعات بازیابی کنند. دوربین حرارتی تنها با ارزش ترین ابزار برای این تشخیص است که یک گلوگاه الکتریکی نامرئی را به یک نقطه داغ قابل مشاهده، درخشان و به راحتی قابل تعمیر تبدیل می کند.