הפעולה הבטוחה והיציבה של מערכת החימום מאוימת ברצינות מהעיבוי הפנימי שקופסאות החיבור של מחממי מחסניות נירוסטה מועדות לסביבות לחות. עיבוי זה עלול לגרום בקלות לקצרים, כשל בידוד ותקלות חשמליות אחרות. מחממי מחסניות נירוסטה נמצאים בשימוש נרחב בתרחישי חימום תעשייתי. הרעיון הבסיסי מאחורי עיבוי הוא שאדי מים מתעבים למים נוזליים כאשר אוויר לח עם טמפרטורה מתחת לנקודת הטל בא במגע עם משטח תיבת החיבורים. תופעה זו מחמירה בגלל הפרש הטמפרטורה הקיים בין גוף המחמם-בטמפרטורה הגבוהה לבין תיבת החיבורים-הנמוכה בזמן שהוא פועל. על מנת לפתור בעיה זו ולמנוע סכנות קצרות חשמליות יש צורך בתכנית הגנה שיטתית ויסודית המשלבת איטום פסיבי, הסרת לחות אקטיבית, ייעול מבני, התקנה סטנדרטית ותחזוקה שוטפת.
סיכוני עיבוי בקופסאות צומת
הגורמים העיקריים לכשל יוצא דופן של מחממי מחסניות נירוסטה במצבים לחים הם מים מעובים בקופסת החיבורים, אשר הורס את הסביבה המבודדת החשמלית של מערכת החימום ומציג סכנות בטיחותיות אפשריות רב-גוניות:
1. קצר חשמלי: קצר חשמלי משלב-ל-פאזה או פאזה-ל-קצר חשמלי יכולים להיגרם בקלות על ידי מים נוזליים היוצרים מסלול מוליך בין מסופי המתכת של קופסת החיבורים. זה יכול לשרוף את התנור, התרמוסטט וחלקים אחרים ואף לגרום למערכת אספקת החשמל לכעוס.
2. פגיעה בביצועי הבידוד: לחות מחלחלת לתוך חומרי הבידוד של החיווט ותיבת החיבורים (גומי סיליקון, נציץ וכו'), ומפחיתה את החוזק הדיאלקטרי שלהם ואת התנגדות הבידוד. זה מגביר את זרם הדליפה ומעמיד את המפעילים בסיכון רציני להתחשמלות.
3. קורוזיה של רכיבי מתכת: לחות ממושכת מזרזת את החמצון והקורוזיה של מסופי מתכת, חיווט מוטות נחושת וברגים בקופסת החיבורים, וכתוצאה מכך מגע לקוי, התנגדות מוגברת למגע וחימום מקומי, כל אלו מחמירים את הביצועים החשמליים של המערכת.
4. תקלה במערכת הבקרה: לחות מחלחלת לתוך מעגל הבקרה וחיווט האותות של תיבת החיבורים, וכתוצאה מכך הפרעות אות, בקרת טמפרטורה שגויה, הפעלת התקן מגן כוזב, ואפילו שיתוק מוחלט של מערכת בקרת החימום.
אמצעי הגנה פסיביים: בחירת חומרים ואופטימיזציה של איטום מבני
עם דגש על שיפור ביצועי החומרים של קופסת החיבורים ועיצוב האיטום המבני כדי לשפר את הוכחת הלחות-המובנית וביצועים עמידים למים, הגנה פסיבית היא המחסום העיקרי שמרחיק אוויר לח מחוץ לקופסת החיבורים ומפחית את העיבוי הפנימי.
1. בחירת חומרים-בעלי ביצועים גבוהים עבור תיבות חיבור
המעטפת של קופסת החיבורים מורכבת מפלדת אל חלד 304/316 או -עמידה בפני לחות, עמידה בפני קורוזיה- ולא -היגרוסקופית (כגון ניילון מחוזק PA66 או פוליקרבונט PC) במקום פלסטיק נפוץ הנוטה לספיגה ולחות.
בחלקי האיטום (אטמים, טבעות איטום) נעשה שימוש בגומי סיליקון או פלואורו-גומי עמידים בטמפרטורה גבוהה- גבוהים, עם גמישות טובה ועמידות להזדקנות, שיכולים לשמור על ביצועי איטום יציבים בטווח טמפרטורת העבודה של המחמם (-20 מעלות עד 150 מעלות) ולמנוע כשל באיטום עקב התקשות או סדק של החומר.
שרף פנולי או חומרים קרמיים, בעלי ספיגת מים נמוכה ויכולים לשמור על עמידות גבוהה לבידוד במצבי לחות, משמשים לרכיבי הבידוד הפנימיים ולבלוקים הסופיים.
2. תכנון מבנה איטום רב-מפלסי
כדי לקבל דרגת הגנה IP65 ומעלה, תיבת החיבורים משתמשת במבנה איטום כפול-שכבתי: השכבה הראשונה היא טבעת איטום מגומי סיליקון בין כיסוי הקופסה לגוף הקופסה, דחוסה על ידי מחברי נירוסטה כדי להבטיח התאמה הדוקה; השכבה השנייה היא שפכטל עמיד למים או איטום שמולא בכניסת הכבל, חור החיווט ורווחים אחרים כדי לחסום את מרווח האוויר המיקרו לחדירת לחות.
על מנת להשיג התאמה הדוקה בין הכבל לצומת ולעצור אוויר לח מלהיכנס לקופסה לאורך משטח הכבל, הכבל עטוף בשרוול איטום בתוך המפרק עמיד למים מסוג בלוטת (הברגה PG או חוט NPT) המהווה חלק מתכנון כניסת הכבל.
המפרק בין תיבת החיבורים לגוף המחמם משתמש בעיצוב אטם מבוך, יוצר מרווח עגול מפותל להגדלת הנתיב לחדירת רטיבות ואיטום הרווח בדבק מבודד שיכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות.
3. אופטימיזציה של ניקוז עיבוי ומבנים נגד-הצטברות
כאשר נוצרת כמות קטנה של מים מעובים בפנים, הם יכולים לזרום אל חור הניקוז לאורך המישור המשופע הודות למבנה בשיפוע של 2-3 מעלות של הצלחת התחתונה של קופסת החיבורים וחור ניקוז מיקרו עם פקק עמיד למים בנקודה הנמוכה ביותר. ניתן לפתוח את התקע עמיד למים על בסיס קבוע כדי לשחרר את המים המעובה מבלי לפגוע בביצועי האיטום במהלך פעולה רגילה.
על מנת למנוע מגע ישיר בין המסוף למים המעובים שהצטברו בתחתית התיבה, בלוק המסוף הפנימי של קופסת החיבורים משתמש במבנה התקנה מוגבה המקובע על תושבת הבידוד 5-10 מ"מ מעל הפלטה התחתונה. כך נוצר "אזור בידוד לחות" בין חלק החיבור החשמלי למים המעובה.
החיווט הפנימי של קופסת החיבורים עשוי מזוגות מעוותים מסוככים ועמידים לטמפרטורות גבוהות ולחות. כדי לאטום את ליבת החוט ולעצור מלחות מלחלחל לתוך החוט שבתוכו, קצה החוט עטוף בצינור מתכווץ-בחום באמצעות דבק חם.
אמצעי הגנה אקטיביים: הסרת לחות אקטיבית וויסות טמפרטורה
לא ניתן להסיר את העיבוי הנגרם על ידי שיפוע הטמפרטורה הפנימי של קופסת החיבורים והלחות באוויר האטום על ידי איטום פסיבי; זה רק יכול להפחית את ההודאה של לחות חיצונית. על ידי שינוי אקטיבי של הטמפרטורה והלחות הפנימית של קופסת החיבורים כדי להעלות אותה מעל נקודת הטל ולמנוע עיבוי אדי מים, הסרת לחות אקטיבית וויסות טמפרטורה הם הצעדים החיוניים לטיפול בהתעבות פנימית באופן בסיסי.
1. הסרת לחות באמצעות חימום PTC בהספק נמוך-
התקן גוף חימום PTC בשליטה עצמית של {-טמפרטורה- (הספק 5-20W) באזור החיבור הלא-חשמלי של קופסת החיבורים. אלמנט זה יכול לשמור על הטמפרטורה הפנימית של קופסת החיבורים על 30-50 מעלות, שהיא תמיד גבוהה מנקודת הטל הסביבה, ולמנוע עיבוי אדי מים על ידי העלאת הטמפרטורה. יש לו תכונות של חימום בטמפרטורה קבועה וללא אש פתוחה
על מנת להשיג-הגנה מלאה על טמפרטורת המחזור ולמנוע עיבוי כתוצאה מהירידה הפתאומית בטמפרטורת קופסת החיבורים לאחר הכיבוי, גוף החימום PTC מחובר למעגל הבקרה הראשי של המחמם. הוא מופעל באופן סינכרוני כאשר המחמם הראשי מתחיל לפעול וממשיך לפעול למשך שעה עד שעתיים לאחר הפסקת פעולתו של המחמם הראשי (במהלכן תיבת החיבורים חשופה ביותר לעיבוי).
על מנת ליצור פיזור טמפרטורה פנימי עקבי, למנוע טמפרטורות נמוכות מקומיות ולהבטיח שכל המשטחים הפנימיים גבוהים מנקודת הטל, מקם את גוף החימום PTC קרוב לקירות התחתונים והצדדיים של תיבת החיבורים.
2. מודול הסרת לחות מיקרו וספיחה של חומרי ייבוש
For situations with exceptionally high ambient humidity (relative humidity >85%), שלבו מודול הסרת לחות קטן מוליכים למחצה בקופסת החיבורים. מודול זה יכול לספוג באופן אקטיבי את הלחות באוויר הפנימי ולשחרר אותה החוצה דרך תעלת הפליטה המשולבת, להוריד את הלחות היחסית הפנימית מתחת ל-60% ולמעשה להסיר את מצב העיבוי.
-הנח תא ייבוש להחלפה בצד תיבת החיבורים, מלא בסיליקה ג'ל או חומר ייבוש של מסננת מולקולרית שיש לו יכולת גבוהה לספוג מים. הממברנה הנושמת והעמידה למים של החדר מאפשרת ספיגה של הלחות בקופסה ללא כניסת לחות מבחוץ, וניתן להסיר ולהחליף את חומר המיובש על בסיס קבוע (בדרך כלל 1-3 חודשים).
3. אוורור ממברנה לנשימה שהוא סלקטיבי
החל קרום נושם סלקטיבי, בעל יכולת לאפשר למולקולות גז (אדי מים כאלה) לזרום דרכו תוך שמירה על מים נוזליים ואבק בחוץ, על פתח האוורור הייעודי של תיבת החיבורים. זה יכול לבצע החלפה של אוויר פנימי וחיצוני כאחד, לשחרר את אדי המים המיוצרים בתוך הקופסה כלפי חוץ, ולמנוע הצטברות לחות בתוך הקופסה האטומה תוך שמירה על אוויר לח ומים נוזליים מבחוץ.
אמצעי התקנה ובנייה סטנדרטיים
בנייה והתקנה לא נאותים יחלישו את המבנה העמיד בפני רטיבות-של קופסת החיבורים, ויגרמו לעיבוי ולקצרים אפילו עם עיצובי הגנה פסיביים ואקטיביים מעולים. היישום המוצלח של כל אמצעי ההוכחה-לרטיבות מובטח על ידי התקנה ובנייה סטנדרטיים, ויש לעמוד בדרישות הפעולה החיוניות הבאות:
1. התקנת קופסת חיבורים מוגבהת: הנח את קופסת החיבורים 20–50 ס"מ מעל גוף המחמם ומפלס הנוזל הנמוך ביותר של המדיום המחומם. זה יקטין את הפרש הטמפרטורה בין החלק הפנימי והחיצוני של התיבה, ישאיר את קופסת החיבורים מחוץ לאזור הלח והטמפרטורות-הנמוכות בתחתית, ותשתמש בעקרון עליית האוויר החם כדי ליצור סביבת טמפרטורה גבוהה יחסית-.
2. עיצוב לולאת טפטוף כבל: כאשר הכבל מוכנס לקופסת החיבורים, צור לולאת טפטוף בחלק החיצוני של הכבל על ידי כיפוף לצורת U כלפי מטה. זה ימנע ממים מעובים על פני הכבל לחלחל לתוך תיבת החיבורים לאורך הכבל, יצירת "מחסום עמיד למים" עבור כניסת הכבל.
3. הימנע ממגע ישיר עם מדיום קר: הרחק את תיבת החיבורים ממרכיבים בטמפרטורה-נמוכה כגון ציוד קירור וצינורות מים קרים. בנוסף, הרחק את מעטפת תיבת החיבורים מהמדיום הקר כדי למנוע עיבוי וטמפרטורה מקומית נמוכה מדי במעטפת.
4. חיווט יציב וסטנדרטי: החיווט הפנימי של קופסת החיבורים מסודר ומסודר, ללא פיתול מבולגן; בלוק המסוף מאובטח באמצעות מפתח מומנט כדי להבטיח מגע טוב, למנוע מגע גרוע ולמנוע חימום מקומי; חוט עודף נשמר מחוץ לקופסה; והחלל הפנימי של תיבת החיבורים נשמר נקי כדי לקדם את זרימת האוויר ואחידות הטמפרטורה.
5. כיסוי מגן נוסף לסביבות קיצוניות: לאזורי חוף, מתקני טיפול במים, וסביבות לחות וקורוזיביות אחרות, הנח כיסוי מגן מנירוסטה מחוץ לקופסת החיבורים ומלא את החלל בינו לבין הכיסוי בכותנה מבודדת. זה לא רק ימנע את קורוזיה של תיבת החיבורים עקב לחות חיצונית ותרסיס מלח, אלא זה גם יקטין את שינוי הטמפרטורה של מעטפת קופסת החיבור וימנע עיבוי.
תחזוקה שוטפת ואמצעי ניהול יומיומיים
ההגנה מפני רטיבות-של קופסת החיבורים היא פרויקט-לטווח ארוך, ולאחר שימוש ממושך, ביצועי האיטום, הסרת הלחות ורכיבים אחרים יפחתו. בנוסף להבטחת היעילות-לארוכת הטווח של אמצעי הגנת הלחות-ונגד-התעבות, תחזוקה שוטפת וניהול יומיומי שיטתי עשויים לזהות ולהסיר באופן מיידי כל סיכונים חבויים פוטנציאליים.
1. צור מנגנון לבדיקות שגרתיות: כל חודש עד שלושה חודשים, בדוק ביסודיות את תיבת החיבורים, תוך שימת לב מיוחדת לטבעת האיטום, המפרק העמיד למים ולצינורות המתכווצים-לחום כדי לראות אם הם מזדקנים, נסדקים או נושרים; להעריך את היובש הפנימי של הקופסה כדי לראות אם יש מים מעובה, כתמי מים או טחב; והשתמש במגוהמטר כדי למדוד את התנגדות הבידוד של המחמם ותיבת החיבורים כדי לוודא שהיא גדולה מ-100M.The Ω.
2. החלפה קבועה של חלקים מתכלים: החלף את טבעת האיטום מגומי הסיליקון, המרק עמיד למים וחלקי איטום אחרים כל שנה עד שנתיים; להחליף את חומר היובש בתא היבוש כל חודש עד שלושה חודשים (או ליצור מחדש אותו על ידי ייבוש); בדוק מעת לעת את הפונקציונליות של מודול הסרת הלחות של המוליכים למחצה ושל גוף החימום PTC; ולהחליף מיד את כל החלקים הפגומים.
3. חזקו את ההגנה מפני הלחות- בזמנים ספציפיים: לפני עונת הגשם של השזיפים, העונה הגשומה ותקופת לחות- גבוהה, הוסף שקית נוספת של חומר יובש לקופסת החיבורים ובדוק והדק את כל המחברים כדי להבטיח את ביצועי האיטום; לאחר תקופת הלחות הגבוהה-, פתח את הפקק העמיד למים של חור הניקוז כדי לשחרר מים שהצטברו בתוך הקופסה, והשתמש באקדח אוויר חם במידת הצורך כדי לייבש את הרכיבים הפנימיים של הקופסה.
4. ניטור טמפרטורה ולחות ואזהרה מוקדמת: התקן חיישן טמפרטורה ולחות קטן בתוך קופסת החיבורים לקווי ייצור קריטיים ומערכות חימום. חיישן זה מחובר למערכת הבקרה המרכזית כדי לאפשר-ניטור בזמן אמת של הטמפרטורה והלחות הפנימיים של תיבת החיבורים; הגדר את ערך האזהרה המוקדמת של נקודת הטל; ולשלוח אות אזעקה כאשר הסביבה הפנימית מתקרבת למצב העיבוי כך שצוות התחזוקה יוכל לנקוט בפעולה מתאימה.
5. צור קבצי תחזוקה של ציוד: מסמכי תוצאות בדיקת מסמכים, החלפת חלקים מתכלים, פעולת רכיבי הסרת הלחות ומידע אחר על תיבת צומת בפירוט. עקוב אחר מגמת השינויים בביצועי הלחות-של תיבת החיבורים וצור תוכנית תחזוקה ממוקדת המבוססת על מצב השימוש בפועל.
אמצעי הגנה משופרים עבור סביבות לחות/קורוזיביות קיצוניות
Based on the aforementioned conventional measures, the following enhanced protection measures are required to further improve the anti-condensation and anti-short circuit performance of the junction box in extreme humid environments with relative humidity >90% (כגון חקלאות ימית, עיבוד מזון, סביבות ריסוס מלח חופי וסביבות גז קורוזיבי):
1. טיפול באיטום ואקום: לאחר ההתקנה והחיווט יש לאטום בוואקום את תיבת החיבורים, להסיר את האוויר הפנימי, למלא אותו בחנקן יבש בעל תכולת מים נמוכה, ולאטום את כל פתחי האוורור וחורי הניקוז. זה יבודד לחלוטין את האוויר הפנימי והחיצוני ויסיר את מצב העיבוי מהמקור.
2. שריפת שרף אפוקסי: כדי לסגור באופן מלא את כל המסופים, החיווט ורכיבי החיבור החשמלי, השתמש בטכנולוגיית השתילה המלאה של קופסת החיבורים ושפך שרף אפוקסי לתוך הקופסה. לשרף זה יש תכונות של הגנת לחות- ותכונות בידוד טובות. על מנת למנוע לחלוטין מלחות לבוא במגע עם הרכיבים החשמליים ולמנוע קצר חשמליים הנגרמים על ידי עיבוי וקורוזיה, שכבת השתילה יוצרת מחסום בידוד צפוף ו-חסום לחות.
3. תיבת חיבור הגנת-הגנת פיצוץ ולחות-: בחר את קופסת החיבורים הבטוחה מטבעה-לחותמת פיצוץ ולחות- שעומדת בתקן הלאומי. יש לו דרגת איטום גבוהה יותר (IP68) ועמידות בפני קורוזיה, יכול לתפקד בצורה יציבה בסביבה לחה וקורוזיבית במיוחד, ומונע עיבוי וקצרים תוך מניעת סכנת פיצוץ.
לסיכום
חיוני ליצור מערכת הגנה רב-גונית על ידי שילוב איטום פסיבי, הסרת לחות אקטיבית, אופטימיזציה מבנית, התקנה סטנדרטית ותחזוקה שוטפת על מנת למנוע עיבוי וקצרים בקופסת החיבורים של מחממי מחסניות נירוסטה בסביבות לחות. המטרה העיקרית של הפתרון היא לבטל את מצב העיבוי של קופסת החיבורים משתי זוויות: מצד אחד, על ידי איטום פסיבי של קופסת החיבורים כדי למזער את כניסת האוויר הלח מבחוץ ולעצור את הצטברות המים המעובה; ומצד שני, על ידי הסרת לחות אקטיבית וויסות הטמפרטורה כדי לשמור על הטמפרטורה והלחות הפנימית של קופסת החיבורים מעל נקודת הטל, ובכך למנוע עיבוי אדי מים.
השילוב של "קופסת צומת איטום IP65 + הסרת לחות חימום PTC + החלפת חומר יובש רגיל" יכול לעמוד בדרישות לסביבות לחות כלליות; עבור סביבות לחות וקורוזיביות קיצוניות, נדרשים אמצעי הגנה משופרים כמו מילוי חנקן בוואקום, עצירת שרף אפוקסי או תיבת חיבור חסינת פיצוץ- ולחות-. ביישום מעשי, יש לפתח ערכת הוכחה-לחות ונגד-התעבות ממוקדת על סמך הלחות הסביבה בפועל, טווח הטמפרטורות והקורוזיביות של אתר השימוש. בנוסף למניעת תקלות קצרות שנגרמו-מהעיבוי והבטחת פעולה בטוחה, יציבה וארוכת טווח-של מחממי מחסניות נירוסטה בסביבות לחות, הקפדה על התקנה סטנדרטית וניהול תחזוקה שוטף יכולה להבטיח את היעילות לטווח ארוך של כל אמצעי ההגנה.
