Το φαινόμενο Cold End και γιατί αποτυγχάνουν τα καλώδια μολύβδου

Όταν ένας θερμαντήρας κασέτας δοκιμάζεται καλά με ένα πολύμετρο-που δείχνει καλή συνέχεια και επαρκή αντίσταση μόνωσης-αλλά δεν θερμαίνεται σωστά ή βραχυκυκλώνει δραματικά ακριβώς στο σημείο εισόδου του περιβλήματος ακροδεκτών ή του κουτιού διακλάδωσης, μπορεί να είναι πολύ επιβαρυντικό σε μια γραμμή παραγωγής. Το πρόβλημα βρίσκεται σχεδόν πάντα στο "κρύο άκρο", το οποίο είναι το μη θερμαινόμενο τμήμα τερματισμού όπου το καλώδιο εσωτερικής αντίστασης συνδέεται με τα εξωτερικά καλώδια ηλεκτροδίων. Αυτή η διασταύρωση είναι το πιο εύθραυστο και αδύναμο τμήμα οποιουδήποτε θερμαντήρα κασετών. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για εφαρμογές υψηλής-τάσης 600V, όπου η ηλεκτρική καταπόνηση, η υγρασία και οι μηχανικές δυνάμεις συνεργάζονται για να προκαλέσουν πρόωρη αστοχία.

Το ψυχρό άκρο είναι πολύ σημαντικό επειδή διατηρεί τις ευαίσθητες ηλεκτρικές συνδέσεις, που είναι οι συγκολλήσεις ή οι πτυχώσεις μεταξύ του πηνίου αντίστασης νικελίου-χρωμίου και των ακίδων μολύβδου, αρκετά μακριά από τη θερμή ζώνη, ώστε να παραμένουν κάτω από 200–250 μοίρες . Αυτό θα πρέπει να προστατεύει τους τερματισμούς από την επιδείνωση από τη θερμότητα. Στην πράξη, το ψυχρό άκρο γίνεται ένας μηχανισμός για να συμβούν τρόποι αστοχίας που ξεκινούν έξω από το θερμαινόμενο μήκος. Η εισροή υγρασίας βρίσκεται στην κορυφή της λίστας. Ακόμη και μικρές ποσότητες υγρασίας, ομίχλης ψυκτικού υγρού ή συμπύκνωσης μπορούν να μετακινηθούν πάνω από τα καλώδια του μολύβδου ή μέσα από μια σπασμένη τσιμούχα. Όταν η υγρασία μπαίνει μέσα, χτυπά τη μονωτική σκόνη οξειδίου του μαγνησίου (MgO), η οποία είναι πολύ καλή στην απορρόφηση του νερού. Όταν η τάση αυξάνεται στα 600 V, τα αποτελέσματα είναι πολύ χειρότερα: το νερό ιονίζεται πιο εύκολα, δημιουργώντας αγώγιμα κανάλια που επιτρέπουν την ηλεκτρόλυση και τοπική διάβρωση του λεπτού σύρματος αντίστασης ή του ψυχρού πείρου. Η διάβρωση κάνει τη διατομή του σύρματος{11}}μικρότερη, γεγονός που καθιστά δυσκολότερη τη διέλευση ρεύματος σε αυτό το σημείο. Η εντοπισμένη θερμή περιοχή επιταχύνει την οξείδωση, κάνει το σύρμα ακόμη πιο λεπτό και τελικά δημιουργεί ένα ανοιχτό κύκλωμα ή, χειρότερα, βραχυκύκλωμα στο περίβλημα μέσω ανθρακούχου παρακολούθησης μέσω υγρού MgO.


Αυτό το πρόβλημα επιδεινώνεται με τα-συστήματα υψηλής τάσης. Στα 600V, ακόμη και μικρές ποσότητες ρεύματος που διαρρέουν (μερικά μικροαμπέρ) προκαλούν πολλή θερμότητα και ενέργεια τόξου. Ένα μικροσκοπικό αγώγιμο κανάλι μέσω υγρού MgO μπορεί να οδηγήσει σε σφάλματα εδάφους- ή σε διακόπτες που δεν λειτουργούν σωστά. Σε ακραίες περιπτώσεις, η συνεχής διαρροή μετατρέπεται σε flashover στο εσωτερικό του θερμαντήρα, το οποίο σπάει το περίβλημα ή λιώνει μέρη στο εσωτερικό του. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η αντίσταση μόνωσης πρέπει να παραμείνει πολύ υψηλή (πάνω από 50–100 MΩ στα 1000 V DC) για όλη τη διάρκεια ζωής του θερμαντήρα. Εάν πέσει κάτω από 10–20 MΩ, σημαίνει ότι ο θερμαντήρας πρόκειται να αποτύχει.

Η κύρια άμυνα είναι ένα ισχυρό κρύο- σχέδιο. Οι θερμαντήρες φυσιγγίων premium 440V και 600V διαθέτουν μια σειρά από χαρακτηριστικά ασφαλείας: - Μεγαλύτερα κρύα-τμήματα καρφίτσας (συνήθως 25–75 mm ή περισσότερα) που απομακρύνουν τη σημαντική συγκόλληση από τη ζώνη θερμότητας του καλουπιού. - Στεγανοποιήσεις υψηλής{{9}ακεραιότητας: κεραμικά{1}με{1}{1}με{1}{1}μετα{1} Γυάλινο-προς-μέταλλο ή εποξειδική γλάστρα υψηλής-θερμοκρασίας που μπορεί να χειριστεί θερμοκρασίες από 300 έως 400 βαθμούς για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Αυτά χρησιμοποιούνται συνήθως με συμπληρωματικές μπότες σιλικόνης ή φθοριοπολυμερούς. - Εσωτερικά εμπόδια: Ορισμένα σχέδια έχουν ένα δεύτερο συμπιεσμένο βύσμα MgO ή ροδέλα μαρμαρυγίας κοντά στο κρύο άκρο για να εμποδίζει την υγρασία να απομακρύνεται κατά μήκος των καλωδίων. - Κρύες ακίδες που είναι πολύ μεγάλες (έχουν μεγαλύτερη διάμετρο από την κανονική θερμοκρασία) για να μειώσουν την αντίσταση των ακίδων από το κανονικό.

Η δεύτερη μεγαλύτερη ανησυχία είναι η μηχανική καταπόνηση. Κατά τη διάρκεια των κύκλων ενεργοποίησης/απενεργοποίησης, οι θερμαντήρες φυσιγγίων δονούνται πολύ ελαφρά επειδή διαστέλλονται και συστέλλονται γρήγορα με τη θερμότητα. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα σε εφαρμογές όπως η χύτευση-ή η συσκευασία υψηλής ταχύτητας. Αυτή η δόνηση φθείρει την εσωτερική συγκόλληση ή πτυχή εάν το σώμα του θερμαντήρα δεν συγκρατείται σφιχτά στη θέση του στο καλούπι ή στο κουτί διακλάδωσης ή εάν τα βαριά καλώδια μολύβδου τραβούν απευθείας τα καλώδια που βγαίνουν. Μετά από χιλιάδες κύκλους, σχηματίζονται μικρο-ρωγμές στην άρθρωση, η αντίσταση αυξάνεται σε αυτήν την περιοχή, συσσωρεύεται θερμότητα και τελικά η σύνδεση διακόπτεται. Η ανακούφιση από το στέλεχος είναι απαραίτητη. Χρησιμοποιήστε βίδες ρύθμισης, σφιγκτήρες ή εξαρτήματα με σπείρωμα για να κρατήσετε το σώμα του θερμαντήρα στη θέση του, έτσι ώστε όλο το μηχανικό φορτίο να πηγαίνει στη θήκη και όχι στα καλώδια. Χρησιμοποιήστε ανακουφιστικά δόντια-υψηλής θερμοκρασίας Το εύκαμπτο χιτώνιο υψηλής{12}}θερμοκρασίας (πλεξούδα από υαλοβάμβακα, σιλικόνη ή PTFE) πάνω από τα καλώδια απορροφά την κάμψη και εμποδίζει την κίνηση της μούχλας ή τον χειρισμό του χειριστή από την καταστροφή των καλωδίων.

Practical field measures also help cold-end life last longer: - Use dielectric grease or silicone sealant around the places where the leads come out to keep moisture out. - Lead should not be near coolant lines, steam vents, or wash-down areas. - For the best protection against extreme conditions, use mineral-insulated or armoured leads. - Do regular checks to prevent problems: megger testing at 1000 V DC during shutdowns, infrared scanning of terminations under load (hot areas >100 μοίρες πάνω από προβλήματα σήματος περιβάλλοντος) και αναζητάτε αποχρωματισμό, ρωγμές ή διάβρωση στις σφραγίδες.

Ο θερμαντήρας φυσιγγίων μπορεί να χειριστεί την ακραία θερμότητα της ζώνης εργασίας καθώς και τους περιβαλλοντικούς και μηχανικούς στρεσογόνους παράγοντες που συχνά χάνονται γύρω από το ψυχρό άκρο. Ένα καλά σχεδιασμένο ψυχρό άκρο-μετατρέπει αυτό που μπορεί να είναι ένα χρόνιο αδύναμο σημείο σε ένα από τα πιο αξιόπιστα μέρη του θερμαντήρα σε συστήματα 600V, όπου η ηλεκτρική ενέργεια είναι υψηλότερη και τα σφάλματα είναι πιο ισχυρά. Τα εργοστάσια διατηρούν τις γραμμές παραγωγής ομαλά και επικερδώς, διασφαλίζοντας ότι οι ισχυροί τερματισμοί, τα εμπόδια υγρασίας και η μηχανική ασφάλεια βρίσκονται στην κορυφή της λίστας τους κατά το σχεδιασμό και την εγκατάσταση νέου εξοπλισμού. Αυτό σταματά την πιο διαδεδομένη και ενοχλητική αιτία βλάβης του θερμαντήρα, που είναι όταν σταματάει να λειτουργεί ξαφνικά ή κατά διαστήματα.