Un fulmine sulla rete elettrica dell'impianto ha inviato una violenta sovratensione attraverso il cablaggio dell'impianto e il riscaldatore a immersione in PTFE installato sulla linea di placcatura potrebbe essere stato direttamente sul suo percorso. Esternamente, il riscaldatore può apparire del tutto normale dopo l'evento. Internamente, tuttavia, l'isolamento potrebbe essere stato carbonizzato, potrebbero essersi formati microscopici canali ad arco e un minuscolo foro stenopeico potrebbe essere stato fatto esplodere attraverso la guaina di fluoropolimero da una scarica elettrica.
In queste condizioni, un semplice controllo di continuità o una misurazione della resistenza sono pericolosamente insufficienti. Per correttamenteispezionare i danni causati da un fulmine al riscaldatore in PTFE, è necessario eseguire un esame elettrico di livello forense- per determinare se il riscaldatore rimane sicuro per l'uso o se un guasto nascosto dell'isolamento lo ha trasformato in un grave rischio di scosse elettriche e perdite.
Perché i danni da fulmine sono difficili da rilevare
Una sovratensione-indotta da un fulmine può iniettare migliaia di volt nei circuiti del riscaldatore in pochi microsecondi. Anche quando i dispositivi di protezione delle filiali funzionano correttamente, l'energia transitoria può comunque viaggiare attraverso gli elementi riscaldanti, le connessioni terminali, i sensori di temperatura e il cablaggio di controllo.
Il danno visibile può essere minimo mentre il danno interno è grave.
All’interno del riscaldatore, la sovratensione può creare:
Piste isolanti carbonizzate
Forature ad arco microscopiche
Isolamento interno del conduttore fuso
Zone di rottura dielettrica
Vie di dimissione parziale
La firma nascosta del fulmine è una traccia interna carbonizzata e il test dell'hipot è l'unico strumento in grado di leggerla.
Un riscaldatore compromesso può continuare a funzionare temporaneamente prima di guastarsi in modo catastrofico a causa di corrente di dispersione, guasti a terra o rottura della guaina.
Inizia con una procedura completa di blocco e isolamento
Prima dell'inizio dell'ispezione, il riscaldatore deve essere completamente isolato da tutte le fonti elettriche.
In genere sono necessarie le seguenti azioni:
Blocco e tagout di tutti i circuiti di alimentazione del riscaldatore
Disconnessione da SCR o contattori
Isolamento del cablaggio del sensore di temperatura
Verifica della condizione di tensione zero
Messa a terra dei conduttori scollegati
Se il riscaldatore è installato in un serbatoio chimico, potrebbe essere necessario rimuoverlo e sciacquarlo per consentire un'ispezione sicura dell'intera lunghezza della guaina.
Ispezione visiva della guaina in PTFE
Ispeziona sotto un'illuminazione intensa e mirata
La prima fase dell'ispezione prevede un meticoloso esame visivo della guaina in fluoropolimero. Si consiglia vivamente di utilizzare un'illuminazione ad alta-intensità perché i danni provocati dai fulmini possono essere estremamente impercettibili.
La guaina va ruotata lentamente ed ispezionata per tutta la sua lunghezza.
Particolare attenzione dovrebbe essere rivolta a:
L'area di transizione della-zona fredda
La connessione a flangia
Posizioni di curve strette
Aree vicine alle staffe di supporto
Regioni più vicine alle uscite dei terminal
L'ispezione ricerca:
Piccoli fori neri
Granelli carbonizzati
Piccole vesciche
Scolorimento della superficie
Segni di colpi d'arco
Fusione localizzata
Anche una foratura microscopica può indicare che un arco interno è penetrato nella guaina durante l'evento di sovratensione.
Ispezionare la distorsione meccanica
Le correnti di guasto ad alta- energia possono anche produrre una rapida espansione termica all'interno dell'elemento riscaldante.
Ciò potrebbe comportare:
Gonfiore localizzato
Deformazione in prossimità delle curve
Regioni in fluoropolimero ammorbidite
Leggera deformazione della guaina
Qualsiasi geometria anomala deve essere documentata e confrontata con le condizioni originali del riscaldatore se sono disponibili registrazioni di riferimento.
Aprire e ispezionare la scatola dei terminali
Cerca prove di tracciamento dell'arco
L'involucro del terminale rivela spesso alcune delle prove più evidenti dell'attività di surge.
Dopo aver aperto in sicurezza la custodia, è necessario ispezionare attentamente le seguenti condizioni:
Isolamento del filo fuso
Tracciamento del carbonio
Segni di bruciature
Terminali allentati
Isolanti ceramici rotti
Materiale conduttore vaporizzato
Un caratteristico odore di ozono indica spesso la recente attività di archi elettrici all'interno dell'involucro.
Tracce fini di carbonio nero lungo le superfici dei terminali o le barriere isolanti sono segnali di avvertimento particolarmente importanti perché possono diventare percorsi di dispersione conduttivi permanenti.
Controllare i collegamenti a terra
Anche il sistema di messa a terra dovrebbe essere esaminato attentamente.
Una sovratensione può danneggiare:
Alette di terra
Ponticelli di collegamento
Terminazioni dello scudo
Conduttori di messa a terra dell'apparecchiatura
Componenti di messa a terra allentati o danneggiati possono compromettere la futura capacità di protezione dai guasti.
Eseguire un test del megaohmmetro
Prima che inizino i test dielettrici ad alta-tensione, la resistenza di isolamento deve essere misurata utilizzando un megaohmmetro.
Questo test fornisce un'indicazione precoce dell'intrusione di umidità o del degrado dell'isolamento.
La procedura tipica include:
| Parametro di prova | Pratica tipica |
|---|---|
| Provare la tensione | 500–1000 VCC |
| Percorso di misura | Cavo di alimentazione a terra |
| Tempo di stabilizzazione | 60 secondi |
| Base di confronto | Letture di base storiche |
Quando possibile, il valore misurato deve essere confrontato con i dati storici di messa in servizio.
Una lettura megger significativamente ridotta suggerisce:
Isolamento carbonizzato
Vie di umidità interne
Rottura dielettrica parziale
Sviluppo di perdite verso terra
Un riscaldatore che supera ancora le soglie di resistenza minima ma mostra un notevole calo rispetto al suo valore di riferimento storico dovrebbe essere trattato come un'apparecchiatura sospetta.
Eseguire il test dell'ipotensione critica
Perché il test Hipot è importante
La prova di tenuta dielettrica, comunemente chiamata prova hipot, è la fase più importante dell’intero controllo.
Le misurazioni della resistenza standard non possono sempre rivelare un isolamento che si rompe solo sotto stress di tensione elevata. Il test Hipot sfida intenzionalmente il sistema di isolamento a una tensione molto più elevata rispetto alle normali condizioni operative.
Questo processo mette in luce i punti deboli nascosti creati dall'evento del fulmine.
Procedura tipica del test Hipot
Per correttamenteispezionare i danni causati da un fulmine al riscaldatore in PTFE, il riscaldatore è generalmente immerso in un bagnomaria collegato a terra mentre è isolato elettricamente da tutte le altre apparecchiature.
Viene quindi applicata un'elevata tensione di prova CA tra:
I cavi di alimentazione del riscaldatore
Il bagnomaria con messa a terra
L'esatta tensione di prova dipende dalla tensione nominale del riscaldatore e dallo standard di produzione in base al quale è stato costruito.
Una linea guida comune è:
Tensione massima=(2 × tensione nominale) + 1000 V
Per esempio:
| Tensione nominale del riscaldatore | Esempio di tensione alta |
|---|---|
| 240 VCA | Circa 1500 VCA |
| 480 VCA | Circa 2000 VCA |
Le specifiche di fabbrica dovrebbero sempre avere la precedenza sulle formule generiche.
Interpretazione dei risultati
Un riscaldatore sano dimostrerà:
Corrente di dispersione molto bassa
Letture di corrente stabili
Nessuna fluttuazione improvvisa
Nessuna rottura dielettrica
Nessuna interruzione del test
Un riscaldatore guasto può mostrare:
Intervento del Hipot Tester
Corrente di dispersione in aumento
Comportamento attuale instabile
Arco udibile
Crollo improvviso dell'isolamento
Qualsiasi guasto durante il test di hipot è considerato prova definitiva di rottura dell'isolamento.
Un riscaldatore che non supera il test hipot deve essere rimosso dal servizio e rottamato.
Anche i sensori e i controlli della temperatura devono essere testati
L'elemento riscaldante non è l'unico componente vulnerabile ai danni dei fulmini.
L'energia di sbalzo spesso danneggia:
RTD
Termocoppie
Controllori PID
Regolatori di potenza SCR
Relè a stato solido-
Interruttori limite di temperatura
Ogni dispositivo deve essere testato in modo indipendente perché la deriva nascosta del sensore o l'elettronica di controllo danneggiata possono successivamente creare condizioni di surriscaldamento anche se il riscaldatore stesso sopravvive.
Verifica del sensore
I sensori di temperatura dovrebbero essere controllati per:
Valori di resistenza corretti
Segnali di uscita stabili
Integrità dell'isolamento da terra
Comportamento di calibrazione corretto
I danni all'isolamento indotti dai fulmini-all'interno del cablaggio del sensore possono creare guasti intermittenti che compaiono solo durante il funzionamento.
Processo decisionale post-ispezione
Una volta completato il test, la condizione del riscaldatore rientra generalmente in una delle tre categorie:
| Esito dell'ispezione | Azione consigliata |
|---|---|
| Danni visivi o hipot fallito | Riscaldatore rottami immediatamente |
| Supera l'hipot ma riduce il valore del megger | Operare con cautela con un monitoraggio avanzato |
| Ispezione visiva pulita e letture elettriche stabili | Ritorno al servizio normale |
Il monitoraggio rafforzato può includere:
Misurazioni frequenti della corrente di dispersione-
Analisi dell'andamento-del guasto a terra
Ispezioni con immagini termiche
Test di isolamento ripetuti dopo il funzionamento iniziale
Conclusione
Una valutazione post-fulminea di un riscaldatore a immersione in PTFE non è un'attività di manutenzione di routine, ma un'indagine forense ad alta- tensione,-critica per la sicurezza. Le sovratensioni possono lasciare danni interni nascosti che rimangono completamente invisibili durante i normali test elettrici e l'osservazione visiva.
Un'attenta ispezione della guaina, della flangia e della custodia del terminale può rivelare tracce sottili come segni di archi, fori di spillo, tracce di carbonio o isolamento fuso. Tuttavia, il test di resistenza dielettrica rimane lo strumento diagnostico più importante perché solo un test di resistenza dielettrico eseguito correttamente può esporre in modo affidabile la rottura dell'isolamento interno causata dall'evento di sovratensione.
Un riscaldatore che non supera il test dell'ipot è definitivamente pericoloso e deve essere condannato. Anche i riscaldatori che passano ma mostrano una resistenza di isolamento degradata richiedono un funzionamento cauto e un attento monitoraggio.
Eventi elettrici violenti raramente lasciano danni solo in superficie. All'interno del riscaldatore, i fulmini possono lasciare cicatrici conduttive invisibili attraverso i sistemi di isolamento e solo un impegnativo test ad alta-tensione può rivelare se questi percorsi nascosti rimangono dormienti o pericolosamente attivi.
