Meccanismo di cortocircuito del riscaldatore indotto da sovratensioni transitorie e picchi di tensione di rete
Le sovratensioni transitorie e le sovratensioni della rete sono importanti fattori elettrici esterni che portano a improvvise rotture per cortocircuito dei tubi del riscaldamento elettrico. Un gran numero di guasti improvvisi di bruciatura dei tubi di riscaldamento industriale senza condizioni di funzionamento anomale non sono causati dall'invecchiamento delle apparecchiature o dalla combustione a secco, ma dall'impatto istantaneo della tensione di rete. Le reti elettriche industriali spesso producono sovratensioni istantanee a causa dell'avvio frequente di apparecchiature ad alta-potenza, della commutazione di interruttori, dell'induzione di fulmini e del carico trifase-squilibrato. L'ultra-tensione istantanea supera il limite di isolamento dei tubi di riscaldamento, provocando una rottura istantanea dell'isolamento e un guasto da cortocircuito.
I tubi di riscaldamento elettrico sono progettati per una tensione di funzionamento nominale fissa e la loro struttura di isolamento interno e la capacità portante del filo di riscaldamento hanno soglie di tensione rigorose. Alla tensione nominale standard, il campo elettrico all'interno del tubo di riscaldamento è stabile e lo strato isolante di ossido di magnesio può isolare efficacemente la corrente per garantire il normale funzionamento. Quando si verifica una sovratensione transitoria, la tensione istantanea supera di gran lunga il limite di progettazione dell'apparecchiatura, formando un forte campo elettrico di rottura all'interno del tubo. Lo strato isolante non può sopportare l'impatto istantaneo del campo elettrico, con conseguente rottura dielettrica e formazione di canali conduttivi irreversibili.
Il cortocircuito da sovratensione ha tipiche caratteristiche improvvise e distruttive. Diversamente dal cortocircuito con invecchiamento graduale, il guasto da sovratensione avviene in millisecondi senza alcun preavviso. Il tubo di riscaldamento può funzionare normalmente prima del picco e la struttura interna è intatta. Una volta colpito dalla sovratensione, lo strato isolante viene immediatamente distrutto e carbonizzato, il filo riscaldante viene cortocircuitato-e bruciato, accompagnato da inciampi istantanei, fumo e arrossamento locale del corpo del tubo. Questo tipo di guasto è estremamente facile da interpretare erroneamente come un problema di qualità del prodotto a causa di un verificarsi improvviso.
Le frequenti fluttuazioni della rete aggravano l'affaticamento dell'isolamento e aumentano la probabilità di cortocircuito. La fluttuazione della tensione a-bassa{2}}ampiezza a lungo termine non causerà un guasto immediato, ma porterà a impatti ripetuti del campo elettrico sullo strato isolante, con conseguente affaticamento dell'isolamento e attenuazione delle prestazioni. La resistenza di isolamento continua a diminuire e all'interno compaiono piccoli punti di rottura. Quando si verifica un successivo impatto di sovratensione, lo strato isolante a fatica si rompe completamente causando un guasto da cortocircuito.
La tensione sbilanciata trifase- è un pericolo nascosto comune nei sistemi di riscaldamento industriale. Nelle apparecchiature di riscaldamento elettrico trifase-, il carico sbilanciato porta a una tensione eccessiva del circuito monofase-, causando un funzionamento in sovratensione a lungo termine- dei tubi di riscaldamento parziali. La sovratensione continua provoca una lenta carbonizzazione dell'isolamento, portando infine a un cortocircuito monofase-e alla bruciatura delle apparecchiature, oltre a provocare danni ai collegamenti dell'intero sistema di distribuzione dell'energia.
Una configurazione efficace della protezione elettrica può evitare guasti da cortocircuito. Installare speciali dispositivi di protezione da sovratensione e stabilizzatori di tensione per apparecchiature di riscaldamento industriale per assorbire l'impatto istantaneo di sovratensione. Rileva regolarmente il bilanciamento della tensione trifase-per regolare la distribuzione del carico ed evitare sovratensioni monofase-. Abbina interruttori automatici ad alta sensibilità e dispositivi di protezione dalle perdite per interrompere rapidamente l'alimentazione durante i cortocircuiti da sovratensione. La protezione elettrica standardizzata può resistere efficacemente agli impatti anomali della rete ed eliminare improvvisi guasti da cortocircuito dei tubi di riscaldamento causati dalle fluttuazioni di tensione.
