L'amperometro mostra una zona che assorbe la corrente nominale, quindi l'energia elettrica scorre chiaramente attraverso il circuito. Tuttavia, una scansione a infrarossi della superficie della piastra riscaldante rivela un'area completamente fredda dove dovrebbe essere presente calore. L'energia elettrica viene consumata, ma la potenza termica non è presente nella posizione prevista-spesso perché l'energia viene convertita in calore in un punto non intenzionale, ad esempio in un collegamento terminale corroso o allentato all'esterno della piastra riscaldante.
Questa condizione è un guasto sul campo comune nei sistemi di riscaldamento industriale e viene spesso diagnosticata erroneamente come un elemento riscaldante guasto.
Comprendere il comportamento elettrico dietro il guasto
Quando ala zona assorbe corrente senza riscaldare la piastra riscaldantesi verifica questa condizione, l’osservazione chiave è che la corrente rimane normale mentre le prestazioni di riscaldamento sono assenti.
Ciò indica che il circuito è ancora elettricamente continuo, ma la distribuzione della resistenza è cambiata in modo significativo.
In un circuito di riscaldamento resistivo la potenza dissipata è definita da:
P=I2RP=I^2 RP=I2R
Quando la corrente rimane costante ma la resistenza aumenta in un punto localizzato, quella regione diventa la fonte di calore dominante nel circuito.
Il calore mancante si nasconde in una connessione calda.
Giunto ad alta-resistenza come meccanismo di guasto primario
Come si sviluppa la colpa
In una zona riscaldante che funziona correttamente, la resistenza è distribuita principalmente attraverso l'elemento riscaldante stesso. Tuttavia, quando una connessione si degrada, la corrosione, l'allentamento o l'ossidazione possono introdurre una giunzione involontaria ad alta-resistenza.
Le posizioni comuni degli errori includono:
Morsettiere esterne alla piastra
Collegamenti dei contattori
Capicorda e crimpature
Portafusibili
Morsetti della scatola di giunzione
Contatti di uscita relè
Quando la resistenza aumenta in uno di questi punti, il comportamento elettrico del circuito cambia.
Ridistribuzione della caduta di tensione
Poiché la corrente rimane continua in tutto il circuito in serie, la caduta di tensione si concentra nel punto di resistenza più alto.
Di conseguenza:
Il collegamento difettoso si riscalda eccessivamente
L'elemento riscaldante riceve una tensione ridotta
La superficie della piastra rimane fredda
L'energia elettrica viene effettivamente deviata al giunto difettoso invece che all'elemento riscaldante.
Perché il guasto non fa intervenire i dispositivi di protezione
Una delle caratteristiche più fuorvianti di questa modalità di guasto è che la protezione del circuito spesso rimane inattiva.
Ciò si verifica perché:
La corrente totale del circuito rimane entro i limiti nominali
Gli interruttori e i fusibili rispondono principalmente alle sovracorrenti, non alle cadute di tensione mal assegnate
Il sistema appare elettricamente normale dal punto di vista attuale
Di conseguenza, il guasto potrebbe persistere inosservato mentre le prestazioni termiche diminuiscono in modo significativo.
La termografia come strumento diagnostico
Localizzazione rapida dei guasti
La scansione con termocamera dell'intero percorso elettrico fornisce un'immediata conferma visiva della posizione del guasto.
L'ispezione dovrebbe includere:
Contattori
Morsettiere
Corse di cavi
Portafusibili
Punti di collegamento del riscaldatore
Scatole di giunzione
Qualsiasi punto di resistenza anomalo apparirà come un punto caldo localizzato.
Ciò si verifica perché anche una piccola resistenza sotto corrente operativa può dissipare una potenza significativa:
P=I2RP=I^2 RP=I2R
Anche la resistenza di livello- milliohm a livelli di corrente elevati può generare calore notevole, rendendo il guasto visivamente evidente nella termografia.
Perché l'elemento riscaldante appare freddo
Poiché la caduta di tensione viene consumata a monte, l'elemento riscaldante riceve un potenziale elettrico insufficiente per generare calore.
Di conseguenza:
La resistenza dell'elemento rimane invariata
La potenza assorbita dal riscaldatore diminuisce
La temperatura superficiale rimane vicina alle condizioni ambientali
La risposta termica è minima o assente
Questa discrepanza tra ingresso elettrico e uscita termica è l’indizio diagnostico chiave.
Approccio sistematico alla risoluzione dei problemi
Verifica del percorso elettrico
La diagnosi inizia con la conferma della continuità e del flusso di corrente attraverso la zona. Poiché è presente corrente, l'attenzione viene spostata dai guasti del circuito aperto-ai guasti resistivi.
I principali punti di ispezione includono:
Tenuta meccanica dei terminali
Evidenza di ossidazione o scolorimento
Capicorda allentati o surriscaldati
Isolamento degradato vicino ai connettori
Segni di archi o vaiolature
Mappatura della firma termica
La termografia viene utilizzata per mappare la generazione di calore lungo l'intero percorso della corrente.
Un singolo hotspot anomalo in genere identifica l'esatta posizione del guasto senza richiedere lo smontaggio dell'intero circuito.
Questo metodo riduce significativamente i tempi di risoluzione dei problemi nei complessi sistemi di riscaldamento multi-zona.
Azioni correttive
Una volta identificato il giunto ad alta-resistenza, le misure correttive in genere includono:
Pulizia delle superfici di contatto ossidate
Ri-serraggio delle connessioni dei terminali
Sostituzione di capicorda o connettori danneggiati
Sostituzione dei portafusibili surriscaldati
Riparazione o sostituzione dei contatti del contattore
Dopo la riparazione, la verifica termica ed elettrica dovrebbe confermare la ripristinata distribuzione del calore attraverso la piastra.
Prevenzione delle recidive
I miglioramenti dell'affidabilità-a lungo termine possono includere:
Controlli periodici della coppia sui collegamenti terminali
Utilizzo di terminali resistenti all'ossidazione-
Sigillatura della custodia migliorata per ridurre la corrosione
Programmi di ispezione del ciclo termico
Termografia a infrarossi durante la manutenzione preventiva
Interfacce meccaniche ed elettriche stabili sono essenziali nei sistemi di riscaldamento ad alta-corrente.
Conclusione
Una zona di riscaldamento fredda che continua ad assorbire corrente elettrica è un classico indicatore di un guasto nel cablaggio resistivo piuttosto che di un elemento riscaldante guasto. In questi casi, l'energia elettrica viene convertita in calore in una connessione involontaria ad alta-resistenza, spesso situata all'esterno della piastra in terminali, connettori o dispositivi di commutazione.
A la zona assorbe corrente senza riscaldare la piastra riscaldanteLa condizione viene diagnosticata in modo più efficace utilizzando la termografia, che rivela rapidamente il surriscaldamento localizzato lungo il percorso elettrico. Una volta corretta, la tensione viene ripristinata all'elemento riscaldante e vengono ripristinate le normali prestazioni termiche.
Nella diagnostica sul campo, ciò che scorre nei cavi è importante quanto ciò che scorre nel riscaldatore e la termografia rimane il metodo più rapido e affidabile per rivelare punti nascosti di perdita di energia.
