Der Isolationswiderstand ist ein wichtiger Parameter für den sicheren Betrieb jedes elektrischen Heizelements. Alle Watlow®-Heizelemente werden vor Verlassen der Produktionsstätten einer Isolationswiderstandsprüfung unterzogen. Während des Versands und der Lagerung kann das in Metallmantelheizelementen verwendete Material der Mineralisolierung (Magnesiumoxid oder MgO) jedoch Feuchtigkeit absorbieren, wodurch das Heizelement unbrauchbar wird, bis die Feuchtigkeit aus dem Heizelement gespült wird.
Feuchtigkeit beeinflusst die Funktionalität und Leistung von mineralisolierten Heizelementen und erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Kurzzeit-Boden-Episode. Obwohl alle Heizelemente ihren Isolationswiderstand vor der Installation prüfen lassen sollten, sind Heizelemente, die für längere Zeit gelagert oder in Bereichen mit hoher Luftfeuchtigkeit verwendet werden, besonders anfällig für die Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Umgebung und sollten daher immer vor der Verwendung getestet werden. Wenn zu viel Feuchtigkeit von der umgebenden Luftfeuchtigkeit aufgenommen wurde, kann das Heizelement “nass” werden und muss vor der Verwendung von Feuchtigkeit gereinigt werden.
Ein Isolationswiderstandstest oder Megohmtest ist erforderlich, um die Qualität der Isolierung innerhalb der Heizelemente zu bestimmen. Dieser Test ist einfach durchzuführen und sollte vor Inbetriebnahme eines elektrischen Heizelements durchgeführt werden. Dieser kritische Schritt wird dazu beitragen, die Installation eines “”Nassheizelements zu vermeiden, das eine höhere Wahrscheinlichkeit für Schäden oder Kurzschlüsse hat.
Was ist Isolationswiderstand?
Damit ein elektrisches Heizelement richtig funktioniert, muss der Strom direkt durch die Spulendrähte innerhalb des Heizelements fließen und kann nicht durch die absorbierte Feuchtigkeit zum Außenmantel kurzschließen. Je größer der’ Isolationswiderstand eines Heizelements, desto größer die Fähigkeit des’ Heizelements, die Spannung zu handhaben und korrekt zu arbeiten. Während der Strom durch das Heizelement fließt, kann ein niedriger Isolationswiderstand es der Spannung ermöglichen, sich über das dielektrische Material zu erklimmen und mit dem Mantel zu erden, was das Heizelement zerstören oder zu größeren Systemschäden führen kann.
Magnesiumoxid (MgO) wird typischerweise als dielektrisches Material verwendet, um den Elementdraht von der Heizfläche oder dem Außenmantel zu isolieren. Solange der Isolationswiderstand des MgO hoch bleibt, kann das Heizelement richtig funktionieren.
Während MgO ein ausgezeichneter Hochtemperatur-Isolator ist, ist es auch hygroskopisch, was bedeutet, dass es Wasser mag und aktiv Feuchtigkeit aus der Umgebungsatmosphäre zieht, wodurch der Isolationswiderstand effektiv gesenkt wird. Wenn zu viel Feuchtigkeit vorhanden ist, wenn das Heizelement vollständig eingeschaltet ist, findet der Strom den kürzesten Weg heraus, indem er sich mit dem Mantel verbiegt und das Heizelement kurzschließt.
Ein Störlichtbogen und Erdung des Heizelements können eine Reihe von Konsequenzen haben, von einer störenden Auslösung eines Leistungsschalters bis hin zu einem explosiven Ereignis. Abhängig von der Spannung und der Art des zu erwärmenden Materials kann ein Masseschluss zu einem signifikanteren explosiven Ereignis führen, das zu Schäden, Verletzungen oder sogar zum Tod führt. Daher ist es für einen sicheren Betrieb unerlässlich, einen Megohmtest durchzuführen.
Den Wert einer Megohm-Prüfung verstehen
Nicht alle Heizelemente haben die gleiche Megohm-Nennleistung. Abhängig von der Konstruktion des’ Heizelements, der Betriebsumgebung, der Art der Dichtung usw. kann der Megohmwert eines’ Heizelements höher oder niedriger sein. Die Kenntnis des akzeptablen Isolationswiderstands für Ihr Heizelement ist entscheidend für die Aufrechterhaltung einer Hochleistungsumgebung. Obwohl jedes Watlow-Heizelement strenge Tests durchläuft, bevor es das Werk verlässt, kann der Isolationswiderstand eines Heizelements mit der Zeit sinken, insbesondere wenn das Heizelement offline ist oder Zeit in der Lagerung verbringt. MgO ist hygroskopisch, was bedeutet, dass es empfindlich auf die Feuchtigkeit in der Luft ist. Im Laufe der Zeit absorbiert das MgO mehr Wasser aus der Luft, was den Widerstand des MgO senkt.
Eine Megohm-Prüfung bestätigt, dass der Isolationswiderstand immer noch innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt. Wenn der Wert zu niedrig ist, gilt das Heizelement als “Nassheizelement.” Wenn ein Heizelement einen Isolationswiderstand von 500 Megaohm oder mehr bei 500VDC hat, ist es als Regel akzeptabel, dass das Heizelement in Betrieb genommen wird.
Während die Verwendung eines Multimeters zur Prüfung des Isolationswiderstands möglich ist, ist es wichtig, immer mit einem geeigneten Megohm-Tester auf Isolationswiderstand zu prüfen.
Was passiert, wenn der Megohm zu niedrig ist?
Was ist, wenn Sie den’ Isolationswiderstand Ihres Heizelements messen und der Megohm zu niedrig ist? Zeit, das Heizelement zu vermüllen? Zum Glück nein. Der Benutzer kann Nassheizelemente wieder in ihren ordnungsgemäßen Betriebszustand bringen.
Nassheizelemente sollten niemals in Betrieb genommen werden, bis deren Isolationswiderstand erhöht wurde. Das Heizelement kann keine hohen Spannungen und hohen Ströme enthalten. Wenn ein Nassheizelement in Betrieb genommen wird, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass ein direkter Kurzschluss zu Masse auftritt.
Da die Feuchtigkeit im Magnesiumoxid den Isolationswiderstand senkt, muss das Wasser “” ausgebacken werden, um das Heizelement wieder in die richtige Form zu bringen. Wenn Magnesiumoxid Wasser ausgesetzt wird, wird es zu Magnesiumhydroxid. Magnesiumhydroxid hat einen niedrigeren Widerstand und funktioniert nicht so gut wie ein Isolator.
Um ein Heizelement-Ausheizen durchzuführen, wird das Heizelement typischerweise in einen speziellen Verarbeitungsofen gelegt, um das Heizelement auszutrocknen und die verbleibende Feuchtigkeit zu entfernen. Eine Ausheiztemperatur des Heizelements bei 120 Grad Celsius ist für mindestens sechs Stunden erforderlich. Die warme Luft reicht aus, um das Magnesiumhydroxid wieder in Magnesiumoxid und Wasser umzuwandeln. Wenn kein Backofen verfügbar ist, verfügen einige Watlow Regler über eine Heizelement-Ausheizeinstellung, um das gleiche Ergebnis zu erzielen, bevor das Heizelement für den vollen Betrieb eingeschaltet wird.
Überprüfen Sie nach dem Ausheizvorgang den’ Isolationswiderstand des Heizelements erneut mit einem Megaohm-Tester. Bleibt der Isolationswiderstand weiterhin zu niedrig, führen Sie das Ausheizverfahren erneut durch. In extremen Beispielen muss der Ausheizprozess bis zu 40 Stunden lang durchgeführt werden, um genügend Feuchtigkeit vom Heizelement zu entfernen.
Was passiert, wenn der Megohm zu hoch ist?
Sie wissen also, was zu tun ist, wenn der Megohmwert zu niedrig ist, aber was ist, wenn er zu hoch ist? Was tun Sie dann? Feiern Sie. Es gibt keine Megohm-Tests oder Messwerte, die zu hoch sind. Ein hoher Isolationswiderstand bedeutet, dass das Heizelement in einwandfreiem Zustand ist und sicher in Betrieb genommen werden kann.
Ein Nassheizelement bedeutet nicht, dass Sie dieses Heizelement für immer verloren haben. Die Konditionierung Ihres Heizelements durch einen ordnungsgemäßen Ausheizprozess und die Bestätigung, dass der erforderliche Isolationswiderstand durch einen Megohmtest wiederhergestellt wurde, werden Ihr Heizelement online halten und bei Bedarf arbeiten.
Halten Sie Ihre Arbeitsumgebung sicher, indem Sie vor jeder Installation des Heizelements einen Isolationswiderstandstest durchführen.