Como diagnosticar um aquecedor de PTFE que apresenta curto-circuito elétrico intermitente com o terra?

Mas o relé de falha à terra em um circuito aquecedor de PTFE desarma aleatoriamente. Cada teste de bancada estática, a resistência ao frio, o megômetro de frio, volta completamente ao normal. O defeito está oculto e é um fantasma puramente mecânico. Há um pequeno pedaço quebrado do fio de alimentação interno flutuando livremente dentro da zona fria. Quando o aquecedor está frio e inativo, ele é mantido com segurança no isolamento de MgO. Mas no minuto em que você sacode o aquecedor, ou ele incha com o calor, o fio afiado e solto balança para fora e entra em contato com o núcleo de metal aterrado, gerando um curto-circuito transitório de milissegundos-que desaparece quando o técnico aparece.

Apresentamos aqui uma técnica de diagnóstico validada para detectar um problema tão difícil de encontrar. Quando as medições estáticas são normais, a única maneira de diagnosticar com segurança um curto-circuito intermitente com o aquecedor de PTFE à terra é usando o megômetro dinâmico ou o método de teste de "manobra".

Por que os testes estáticos falham
O que um teste Cold Megger não pode dizer
O teste normal do megômetro é realizado à temperatura ambiente em um aquecedor estático (medição da resistência de isolamento com o aquecedor não operado). Uma tensão CC constante, geralmente 500 V ou 1000 V, é aplicada aos cabos de alimentação do aquecedor e a um aterramento externo. A leitura será de centenas de megohms se o isolamento interno (pó de óxido de magnésio e revestimento de PTFE) estiver intacto. No entanto, um fio quebrado que não toque o núcleo aterrado naquele momento não afetará esta leitura. Não há contato real naquele instante, portanto o megômetro não vê nenhum caminho de baixa resistência.

O fio quebrado flutua livremente dentro do isolador de MgO compactado. Ele só faz contato quando o aquecedor é movido, vibrado ou expandido termicamente. Quando o aquecedor é retirado e colocado na bancada, o fio pode ter retornado à sua posição inofensiva. Portanto, o teste do megômetro estático sempre passará e indicará incorretamente que o aquecedor está eletricamente correto.

Causas típicas da falha
O motivo mais comum desse curto intermitente é:

Uma falha de fabricação - Uma conexão interna ruim, cravada ou soldada, que se cansa com os ciclos de temperatura, liberando um pequeno fio de metal.

Danos mecânicos - Um forte impacto na zona fria ou na caixa de terminais, que provoca a ruptura de um dos fios condutores internos sem romper o revestimento de PTFE.

Flexão repetida - Quando o aquecedor é removido e recolocado repetidamente, a haste da zona fria pode dobrar para frente e para trás,-endurecer e, eventualmente, quebrar um fio.

O teste Wiggle com um Megger – O método de diagnóstico dinâmico
Equipamento necessário
Um megômetro que aplicará uma tensão CC de 500 V ou a tensão nominal de teste do aquecedor.

Cabos de sonda isolados (2) .

Área de trabalho limpa e seca com excelente iluminação.

Procedimento passo{0}}a{1}}passo
Isole o aquecedor de todas as fontes de energia e do circuito de controle. Certifique-se de que o aquecedor esteja completamente isolado.

Conecte o megômetro de um dos terminais do cabo de alimentação do aquecedor ao aterramento externo do aquecedor (o parafuso metálico de aterramento ou a conexão de aterramento na caixa de terminais). A segunda linha de alimentação é deixada aberta ou conectada ao mesmo terminal do megômetro que o primeiro condutor (dependendo da configuração do megômetro; consulte o manual do instrumento). Um megômetro de dois-terminais é normalmente utilizado com um condutor para o(s) fio(s) de alimentação e o outro condutor para o terra.

Defina o megômetro para sua tensão de teste mais baixa (por exemplo,. 250 V ou 500 V) e verifique se o valor inicial da resistência de isolamento é alto (mais de 100 MΩ). Se a leitura já estiver baixa, então o defeito não é intermitente, mas permanente, e você não precisa do teste de manobra.

Ao olhar para o megômetro (a agulha analógica ou a leitura digital), dobre, mexa e toque nas seguintes áreas:

Haste da zona fria (bainha de PTFE entre a borda do tanque e a caixa de terminais)

A própria caixa de terminais (agite ou bata suavemente no gabinete)

O ponto onde o cabo entra na caixa de terminais do cabo de alimentação

Qualquer porção exposta da bainha adjacente à zona fria

A manipulação deve ser feita com cuidado. Você não precisa bater ou dobrar nada violentamente. O objetivo é modelar os pequenos movimentos que acontecem durante o manuseio regular do aquecedor ou expansão térmica.

Manipule e veja a leitura do megômetro. Se houver um fio quebrado, o movimento entrará em contato brevemente com o núcleo metálico aterrado com o fio solto. A leitura do megômetro será:

Piscar para baixo (por exemplo, de 200 MO para quase nada)

Caia por um segundo e se recupere

Mostrar um declínio rápido e curto que se alinha exatamente com o movimento flexível

É um diagnóstico certo e positivo. O aquecedor possui um curto-circuito interno intermitente com o terra.

O teste de manobra é uma consulta tangível. A agulha tremeluzente do megômero é a resposta honesta e contundente-prova de que um fio renegado está em contato com o solo apenas quando é movido.

Outra opção – multímetro em modo de resistência
Se um megôger não estiver disponível, um multímetro digital convencional (DMM) ajustado para sua maior faixa de resistência (por exemplo, . 20 MΩ ou mais) pode ser usado como substituto, embora seja menos sensível. O DMM aplica uma tensão de teste muito pequena (geralmente inferior a 5 V) e não pode penetrar em revestimentos finos de óxido ou em contatos marginalmente espaçados. No entanto, se o curto for de natureza metálica e direta, o DMM também exibirá cintilação ou perda periódica de resistência. O megômetro é bastante popular porque o aumento da tensão pode “empurrar” uma leitura através de pequenos níveis de poluição. Isto torna os defeitos intermitentes mais óbvios.

O que o teste dinâmico nos diz
Um bom resultado: Falha Interna Irreparável
Se a leitura do megômetro saltar ou diminuir durante o teste de manobra, o diagnóstico será confirmado: um fio condutor interno quebrado está presente dentro da zona fria. Este problema não pode ser reparado. O aquecedor precisa ser substituído. Não é prático nem seguro tentar abrir a bainha de PTFE, consertar o fio quebrado e selar novamente o aquecedor. A integridade do isolamento e a vedação de fábrica não podem ser restauradas em campo. A única resposta certa é a substituição.

Um resultado não{0}}tão{1}}negativo: outras possíveis causas
Se o sinal do megômetro permanecer alto e constante durante o teste de manobra, o curto intermitente não é um fio quebrado na zona fria. Outras possíveis causas devem ser consideradas:

A penetração de umidade na caixa de terminais (conforme mencionado no artigo sobre umidade-acionou o disparo do GFCI).

Um bloco terminal defeituoso com rastreio de carbono ou uma ligação solta.

Bainha de PTFE danificada com orifício onde umidade ou fluidos condutores podem entrar de forma intermitente.

Um problema externo no cabo de alimentação ou no painel de controle.

Melhores práticas para evitar a falha
Embora este problema seja geralmente um defeito de fabricação, sua incidência pode ser minimizada:

Encomendar aquecedores com alívio de tensão no cabo de alimentação e zona fria.

Não flexione muito a zona fria durante a instalação ou manutenção.

Use um suporte sólido para que o aquecedor não vibre ou balance.

O teste dinâmico de megômetro faz parte da inspeção de entrada de novos aquecedores, especialmente aqueles destinados a processos críticos.

Conclusão: o segredo de um fantasma difícil de capturar
Um teste dinâmico de megômetro em tempo real e um pouco de manipulação física são a chave mestra para resolver o mistério de uma falta intermitente à terra em um aquecedor de PTFE. Um fantasma que só aparece quando o aquecedor é movido. Este problema é indetectável por testes estáticos de bancada porque o fio quebrado permanece inofensivo no isolamento de MgO até que o movimento ou a expansão térmica o coloque em contato com o núcleo aterrado. Ao usar um megômetro para realizar o teste de manobra, um diagnóstico positivo e definitivo pode ser feito, permitindo que o aquecedor defeituoso seja substituído sem tempo de inatividade extra e sem maiores problemas. O teste físico mais simples é normalmente a ferramenta de diagnóstico mais potente, porque os defeitos elétricos mais misteriosos são frequentemente de natureza essencialmente mecânica.