عملکرد ایمن و پایدار سیستم گرمایش به طور جدی توسط تراکم داخلی که جعبه های اتصال بخاری های کارتریج فولادی ضد زنگ در محیط های مرطوب مستعد آن هستند، به طور جدی تهدید می شود. این تراکم می تواند به راحتی باعث اتصال کوتاه، خرابی عایق و سایر خطاهای الکتریکی شود. بخاری های کارتریجی فولاد ضد زنگ به طور گسترده در سناریوهای گرمایش صنعتی استفاده می شود. ایده اساسی در پشت چگالش این است که وقتی هوای مرطوب با دمای کمتر از نقطه شبنم با سطح جعبه اتصال تماس می گیرد، بخار آب به آب مایع متراکم می شود. این پدیده به دلیل اختلاف دمایی که بین بدنه-گرمکن با دمای بالا و جعبه اتصال با دمای پایین-در حین کار وجود دارد، بدتر میشود. به منظور حل این مشکل و جلوگیری از خطرات اتصال کوتاه، یک طرح حفاظتی روشمند و کامل که شامل آب بندی غیرفعال، رطوبت زدایی فعال، بهینه سازی سازه، نصب استاندارد و نگهداری معمولی باشد، مورد نیاز است.
خطرات تراکم در جعبه های اتصال
دلایل اصلی خرابی غیر معمول بخاری های کارتریج فولاد ضد زنگ در شرایط مرطوب، آب متراکم شده در جعبه اتصال است که محیط عایق الکتریکی سیستم گرمایش را خراب می کند و خطرات ایمنی احتمالی چند وجهی را ایجاد می کند:
1. اتصال کوتاه الکتریکی: اتصال کوتاه فاز-به-فاز یا فاز-به-به راحتی توسط آب مایع ایجاد یک مسیر رسانا بین پایانه های فلزی جعبه اتصال ایجاد می شود. این می تواند بخاری، ترموستات و سایر قطعات را بسوزاند و حتی باعث قطع شدن سیستم منبع تغذیه شود.
2. تخریب عملکرد عایق: رطوبت به مواد عایق سیم کشی و جعبه اتصال (لاستیک سیلیکون، میکا و غیره) نفوذ می کند و مقاومت دی الکتریک و مقاومت عایق آنها را کاهش می دهد. این جریان نشتی را افزایش می دهد و اپراتورها را در معرض خطر جدی برق گرفتگی قرار می دهد.
3. خوردگی اجزای فلزی: رطوبت طولانی مدت اکسیداسیون و خوردگی پایانه های فلزی، سیم کشی میله های مسی و پیچ های جعبه اتصال را تسریع می کند و در نتیجه تماس ضعیف، مقاومت تماسی افزایش یافته و گرمایش موضعی ایجاد می شود که همه اینها عملکرد الکتریکی سیستم را بدتر می کند.
4. نقص سیستم کنترل: رطوبت به مدار کنترل جعبه اتصال و سیمکشی سیگنال نفوذ میکند که منجر به تداخل سیگنال، کنترل اشتباه دما، راهاندازی دستگاه محافظ کاذب و حتی فلج کامل سیستم کنترل گرمایش میشود.
اقدامات حفاظت غیرفعال: انتخاب مواد و بهینه سازی آب بندی سازه
با تاکید بر بهبود عملکرد مواد جعبه اتصال و طراحی آب بندی ساختاری برای افزایش عملکرد ذاتی ضد رطوبت{0} و ضد آب، حفاظت غیرفعال مانع اصلی است که هوای مرطوب بیرون را از جعبه اتصال خارج می کند و تراکم داخلی را کاهش می دهد.
1. انتخاب مواد با کارایی بالا- برای جعبه های اتصال
پوسته جعبه اتصال از فولاد ضد زنگ 304/316 یا فولاد ضد رطوبت-مقاوم، در برابر خوردگی-مقاوم و غیر{4}}پلاستیک مهندسی شده رطوبت{4} (مانند نایلون PA66 تقویت شده یا PC پلی کربنات) به جای پلاستیک های متداول که به شکل غیرقابل تغییر و ضد رطوبت هستند، تشکیل شده است.
لاستیک سیلیکونی مقاوم در برابر حرارت بالا یا لاستیک فلوئورو با خاصیت ارتجاعی خوب و مقاومت در برابر پیری در قطعات آب بندی (واشرها، حلقه های آب بندی) استفاده می شود که می تواند عملکرد آب بندی پایدار را در محدوده دمای کاری بخاری (20- درجه تا 150 درجه) حفظ کند و از شکست آب بندی به دلیل سخت شدن مواد جلوگیری کند.
رزین فنولیک یا مواد سرامیکی-مقاوم در برابر شعله و رطوبت{1}} که جذب آب کمی دارند و می توانند مقاومت عایق بالایی را در شرایط مرطوب حفظ کنند، برای اجزای عایق داخلی و بلوک های پایانه استفاده می شود.
2. طراحی ساختار آب بندی چند سطحی
برای دریافت درجه حفاظتی IP65 یا بالاتر، جعبه اتصال از ساختار آب بندی دو لایه استفاده می کند: لایه اول یک حلقه آب بندی لاستیکی سیلیکونی بین پوشش جعبه و بدنه جعبه است که توسط بست های فولادی ضد زنگ فشرده می شود تا از تناسب نزدیک اطمینان حاصل شود. لایه دوم بتونه ضد آب یا درزگیر است که در ورودی کابل، سوراخ سیم کشی و سایر شکاف ها پر شده است تا شکاف میکرو هوا را برای نفوذ رطوبت مسدود کند.
به منظور دستیابی به تناسب محکم بین کابل و محل اتصال و جلوگیری از ورود هوای مرطوب به جعبه در امتداد سطح کابل، کابل با یک غلاف آببندی در محل اتصال ضدآب-نوع (نخ PG یا نخ NPT) که بخشی از طراحی ورودی کابل است، پیچیده میشود.
اتصال بین جعبه اتصال و بدنه بخاری از طرح مهر و موم دخمه پرپیچ و خم استفاده می کند، که یک شکاف دایره ای پیچ خورده را ایجاد می کند تا مسیر نفوذ رطوبت را افزایش دهد و شکاف را با چسب عایق که می تواند در برابر درجه حرارت بالا مقاومت کند، آب بندی می کند.
3. بهینه سازی زهکشی چگالش و ساختارهای ضد تجمع-
هنگامی که مقدار کمی آب متراکم در داخل تولید میشود، به لطف ساختار شیبدار 2-3 درجه پایین صفحه جعبه اتصال و یک سوراخ میکرو زهکشی با یک پلاگ ضد آب در پایینترین نقطه، میتواند به سمت سوراخ زهکشی در امتداد صفحه شیبدار جریان یابد. دوشاخه ضد آب را می توان به طور منظم باز کرد تا آب متراکم شده را بدون آسیب رساندن به عملکرد آب بندی در طول عملیات عادی آزاد کند.
به منظور جلوگیری از تماس مستقیم بین ترمینال و آب متراکم شده ای که در پایین جعبه جمع شده است، بلوک ترمینال داخلی جعبه اتصال از یک ساختار نصب مرتفع استفاده می کند که روی براکت عایق 5 تا 10 میلی متر بالاتر از صفحه پایینی ثابت شده است. این یک "منطقه جداسازی رطوبت" بین قسمت اتصال الکتریکی و آب تغلیظ شده ایجاد می کند.
سیم کشی داخلی جعبه اتصال از جفت های پیچ خورده محافظ ساخته شده است که در برابر دما و رطوبت بالا مقاوم هستند. برای مهر و موم کردن هسته سیم و جلوگیری از نفوذ رطوبت به داخل سیم، انتهای سیم با استفاده از چسب ذوب داغ در لولههای قابل انقباض حرارتی- پیچیده میشود.
اقدامات حفاظتی فعال: رطوبت زدایی فعال و تنظیم دما
تراکم ناشی از گرادیان دمای داخلی جعبه اتصال و رطوبت هوای مهر و موم شده را نمی توان با آب بندی غیرفعال حذف کرد. فقط می تواند پذیرش رطوبت خارجی را کاهش دهد. با تغییر فعال دما و رطوبت داخلی جعبه اتصال برای بالا بردن آن به بالای نقطه شبنم و جلوگیری از تراکم بخار آب، رطوبت زدایی فعال و تنظیم دما مراحل ضروری برای رسیدگی به تراکم داخلی به روشی اساسی است.
1. رطوبت زدایی با استفاده از گرمایش PTC کم قدرت-
یک المنت گرمایشی PTC خودکنترل شده-دما- (قدرت 5-20 وات) را در ناحیه اتصال غیر الکتریکی جعبه اتصال نصب کنید. این عنصر می تواند دمای داخلی جعبه اتصال را در 30-50 درجه که همیشه بالاتر از نقطه شبنم محیط است حفظ کند و با افزایش دما از تراکم بخار آب جلوگیری کند. دارای ویژگی های گرمایش با دمای ثابت و بدون آتش باز است
برای دستیابی به حفاظت کامل از دمای چرخه{0} و جلوگیری از تراکم ناشی از افت ناگهانی دمای جعبه اتصال پس از خاموش شدن، المنت گرمایش PTC به مدار کنترل بخاری اصلی متصل می شود. هنگامی که بخاری اصلی شروع به کار می کند، به طور همزمان روشن می شود و پس از توقف کار بخاری اصلی (که در طی آن جعبه اتصال بیشترین آسیب را نسبت به میعان دارد) به مدت یک تا دو ساعت به کار خود ادامه می دهد.
به منظور ایجاد یک توزیع دمای داخلی ثابت، جلوگیری از دماهای پایین موضعی و تضمین اینکه تمام سطوح داخلی بالاتر از نقطه شبنم هستند، المنت حرارتی PTC را نزدیک به پایین و دیواره های جانبی جعبه اتصال قرار دهید.
2. ماژول رطوبت زدایی میکرو و جذب خشک کن
For situations with exceptionally high ambient humidity (relative humidity >85٪، یک ماژول رطوبت زدایی نیمه هادی کوچک را در جعبه اتصال قرار دهید. این ماژول می تواند به طور فعال رطوبت هوای داخلی را جذب کرده و آن را از طریق کانال اگزوز یکپارچه به خارج تخلیه کند، رطوبت نسبی داخلی را به زیر 60٪ کاهش دهد و اساساً شرایط تراکم را از بین ببرد.
-یک محفظه خشک کن قابل تعویض را در سمت جعبه اتصال قرار دهید، پر از ژل سیلیکا یا خشک کننده غربال مولکولی که ظرفیت بالایی برای جذب آب دارد. غشای قابل تنفس و ضد آب محفظه اجازه می دهد تا رطوبت موجود در جعبه بدون ورود رطوبت بیرون جذب شود و ماده خشک کننده را می توان به طور منظم (معمولاً 1-3 ماه) حذف و جایگزین کرد.
3. تهویه غشایی تنفسی که انتخابی است
یک غشای تنفسی انتخابی، که این توانایی را دارد که به مولکولهای گاز (مانند بخار آب) اجازه عبور دهد و در عین حال آب مایع و گرد و غبار را خارج کند، به درگاه تهویه تعیینشده جعبه اتصال بمالید. این می تواند تبادل هوای داخلی و خارجی را انجام دهد، بخار آب تولید شده در داخل جعبه را به بیرون آزاد کند و از تجمع رطوبت در داخل جعبه مهر و موم شده جلوگیری کند در حالی که هوای مرطوب و آب مایع را از بیرون خارج می کند.
نصب استاندارد و اقدامات ساخت و ساز
ساخت و نصب ناکافی ساختار ضد رطوبت جعبه اتصال را تضعیف میکند و حتی با طرحهای حفاظت غیرفعال و فعال برتر، باعث تراکم و اتصال کوتاه میشود. اجرای موفقیتآمیز تمام اقدامات ضد رطوبت{2}} با نصب و ساخت استاندارد تضمین میشود و الزامات عملیاتی حیاتی زیر باید رعایت شود:
1. نصب جعبه اتصال مرتفع: جعبه اتصال را 20 تا 50 سانتی متر بالاتر از بدنه بخاری و پایین ترین سطح مایع محیط گرم شده قرار دهید. این باعث کاهش اختلاف دما بین داخل و خارج جعبه میشود، جعبه اتصال را از ناحیه مرطوب و دمای پایین{4}}در پایین نگه میدارد، و از اصل افزایش هوای گرم برای ایجاد محیطی با دمای نسبتاً بالا استفاده میکند.
2. طراحی حلقه قطره ای کابل: هنگامی که کابل در جعبه اتصال وارد می شود، با خم کردن آن به شکل U به سمت پایین، یک حلقه چکه در قسمت بیرونی کابل ایجاد کنید. این کار از نفوذ آب متراکم روی سطح کابل به جعبه اتصال در امتداد کابل جلوگیری می کند و یک "موانع ضد آب" برای ورودی کابل ایجاد می کند.
3. از تماس مستقیم با محیط سرد اجتناب کنید: جعبه اتصال را از اجزای-در دمای پایین مانند تجهیزات خنک کننده و لوله های آب سرد دور نگه دارید. علاوه بر این، پوسته جعبه اتصال را از محیط سرد دور نگه دارید تا از تراکم و دمای بسیار پایین موضعی در پوسته جلوگیری کنید.
4. سیم کشی محکم و استاندارد: سیم کشی داخلی جعبه اتصال مرتب و منظم است، بدون سیم پیچی نامرتب. بلوک ترمینال با یک آچار گشتاور برای تضمین تماس خوب، جلوگیری از تماس ضعیف و جلوگیری از گرمایش موضعی ایمن شده است. سیم اضافی خارج از جعبه نگهداری می شود. و فضای داخلی جعبه اتصال برای ارتقای گردش هوا و یکنواختی دما روشن نگه داشته می شود.
5. پوشش محافظ اضافی برای محیط های شدید: برای مناطق ساحلی، تاسیسات تصفیه آب و سایر محیط های بسیار مرطوب و خورنده، یک پوشش محافظ فولادی ضد زنگ را در خارج از جعبه اتصال قرار دهید و فضای بین آن و پوشش را با پنبه عایق پر کنید. این کار نه تنها از خوردگی جعبه اتصال به دلیل رطوبت خارجی و پاشش نمک جلوگیری می کند، بلکه تغییر دمای پوسته جعبه اتصال را نیز کاهش می دهد و از تراکم جلوگیری می کند.
نگهداری منظم و اقدامات مدیریت روزانه
حفاظت در برابر رطوبت جعبه اتصال یک پروژه طولانی مدت است و پس از استفاده طولانی مدت، عملکرد آب بندی، رطوبت زدایی و سایر اجزا کاهش می یابد. علاوه بر حصول اطمینان از کارآیی درازمدت اقدامات ضد رطوبت و ضد تراکم، تعمیر و نگهداری معمول و مدیریت منظم روزانه ممکن است به سرعت هر گونه خطر پنهان احتمالی را شناسایی و حذف کند.
1. مکانیزمی برای بازرسی های معمول ایجاد کنید: هر یک تا سه ماه یکبار، جعبه اتصال را به طور کامل بازرسی کنید، و توجه ویژه ای به حلقه آب بندی، اتصال ضد آب و لوله قابل انقباض{1}}حرارت داشته باشید تا ببینید کهنه، ترک خورده یا می افتند. خشکی داخلی جعبه را ارزیابی کنید تا ببینید آیا آب غلیظ، لکه های آب یا کپک وجود دارد یا خیر. و از یک مگاهم متر برای اندازه گیری مقاومت عایق بخاری و جعبه اتصال استفاده کنید تا مطمئن شوید که بیشتر از 100M. Ω است.
2. تعویض منظم قطعات مصرفی: حلقه آب بندی لاستیکی سیلیکونی، بتونه ضد آب و سایر قطعات آب بندی را هر یک تا دو سال یکبار تعویض کنید. ماده خشک کن را هر یک تا سه ماه یکبار در محفظه خشک کن تعویض کنید (یا با خشک کردن آن را بازسازی کنید). به طور دوره ای ماژول رطوبت زدایی نیمه هادی و عملکرد عنصر گرمایش PTC را بررسی کنید. و هر قطعه خراب را به سرعت تعویض کنید.
3. تقویت محافظت در برابر رطوبت{1}}در زمانهای خاص: قبل از فصل باران آلو، فصل بارندگی و رطوبت{2}بالا، یک کیسه خشککننده اضافی به جعبه اتصال اضافه کنید و همه بستها را بررسی و سفت کنید تا از عملکرد آببندی اطمینان حاصل کنید. پس از مدت رطوبت بالا، درپوش ضد آب سوراخ زهکشی را باز کنید تا آب انباشته شده در داخل جعبه آزاد شود و در صورت نیاز از تفنگ هوای گرم برای خشک کردن اجزای داخلی جعبه استفاده کنید.
4. نظارت بر دما و رطوبت و هشدار اولیه: یک سنسور دما و رطوبت کوچک در داخل جعبه اتصال برای خطوط تولید حیاتی و سیستم های گرمایش نصب کنید. این سنسور به سیستم کنترل مرکزی متصل میشود تا نظارت{2}}در زمان واقعی دما و رطوبت داخلی جعبه اتصال را فعال کند. مقدار هشدار اولیه نقطه شبنم را تنظیم کنید. و هنگامی که محیط داخلی به شرایط تراکم نزدیک می شود، یک سیگنال هشدار ارسال کنید تا کارکنان تعمیر و نگهداری بتوانند اقدامات مناسب را انجام دهند.
5. ایجاد فایل های تعمیر و نگهداری تجهیزات: نتایج بازرسی اسناد، تعویض قطعات مصرفی، عملیات اجزای رطوبت زدایی و سایر اطلاعات جعبه اتصال با جزئیات. روند تغییرات در عملکرد ضد رطوبت{2}}جعبه اتصال را کنترل کنید و یک برنامه تعمیر و نگهداری هدفمند بر اساس وضعیت استفاده واقعی ایجاد کنید.
اقدامات حفاظتی پیشرفته برای محیط های بسیار مرطوب/خورنده
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% (مانند آبزی پروری، فرآوری مواد غذایی، محیط های نمک پاش ساحلی و محیط های گاز خورنده):
1. عملیات آب بندی خلاء: پس از نصب و سیم کشی، جعبه اتصال را با خلاء آب بندی کنید، هوای داخلی را خارج کنید، آن را با نیتروژن خشک که محتوای آب کمی دارد پر کنید و همه درگاه های تهویه و سوراخ های زهکشی را ببندید. این کار هوای داخلی و خارجی را کاملاً ایزوله کرده و شرایط تراکم را از منبع حذف می کند.
2. گلدان رزین اپوکسی: برای محصور کردن کامل تمام پایانه ها، سیم کشی ها و اجزای اتصال الکتریکی، از فناوری کامل گلدانی جعبه اتصال استفاده کنید و رزین اپوکسی را داخل جعبه بریزید. این رزین دارای خواص ضد رطوبت-و عایق خوبی است. به منظور جلوگیری از تماس کامل رطوبت با اجزای الکتریکی و جلوگیری از اتصال کوتاه ناشی از تراکم و خوردگی، لایه گلدان یک سد عایق متراکم و ضد رطوبت- ایجاد می کند.
3. جعبه اتصال ضد انفجار-ضد انفجار و رطوبت-جعبه اتصال ذاتاً ایمن-ضد انفجار و رطوبت-که استاندارد ملی را برآورده میکند. دارای درجه آب بندی بالاتر (IP68) و مقاومت در برابر خوردگی است، می تواند به طور پیوسته در یک محیط بسیار مرطوب و خورنده عمل کند و ضمن جلوگیری از خطرات انفجار، از تراکم و اتصال کوتاه جلوگیری می کند.
در نتیجه
ایجاد یک سیستم حفاظتی چندوجهی با ادغام آب بندی غیرفعال، رطوبت زدایی فعال، بهینه سازی ساختاری، نصب استاندارد و نگهداری معمول به منظور جلوگیری از تراکم و اتصال کوتاه در جعبه اتصال بخاری های کارتریج فولاد ضد زنگ در محیط های مرطوب ضروری است. هدف اصلی راه حل حذف شرایط تراکم جعبه اتصال از دو زاویه است: از یک طرف، با آب بندی غیرفعال جعبه اتصال برای به حداقل رساندن ورود هوای مرطوب از بیرون و جلوگیری از تجمع آب متراکم. و از سوی دیگر، با رطوبت زدایی فعال و تنظیم دما برای حفظ دما و رطوبت داخلی جعبه اتصال بالاتر از نقطه شبنم، در نتیجه از تراکم بخار آب جلوگیری می کند.
ترکیبی از "جعبه اتصال آب بندی IP65 + رطوبت زدایی گرمایش PTC + جایگزینی خشک کننده معمولی" می تواند الزامات محیط های مرطوب عمومی را برآورده کند. برای محیطهای بسیار مرطوب و خورنده، اقدامات حفاظتی پیشرفتهتری مانند پر کردن نیتروژن خلاء، گلدان رزین اپوکسی یا جعبه اتصال ضد انفجار-مقاوم در برابر رطوبت و رطوبت{4} مورد نیاز است. در کاربرد عملی، یک طرح ضد رطوبت و ضد تراکم هدفمند باید بر اساس رطوبت واقعی محیط، محدوده دما، و خورندگی محل استفاده ایجاد شود. علاوه بر جلوگیری از خطاهای اتصال کوتاه ناشی از تراکم و اطمینان از عملکرد ایمن، پایدار و طولانیمدت بخاریهای کارتریج فولادی ضد زنگ در محیطهای مرطوب، رعایت دقیق نصب استاندارد و مدیریت تعمیر و نگهداری معمول میتواند کارایی طولانیمدت همه اقدامات حفاظتی را تضمین کند.
