Guide de détermination de la résistance d’isolement dans les éléments chauffants électriques

By:  - May 16, 2022  


La résistance d’isolement est un paramètre clé pour que tout élément de chauffage électrique fonctionne en toute sécurité. Tous les éléments chauffants Watlow® subissent un test de résistance d’isolement avant de quitter les installations de fabrication. Cependant, pendant l’expédition et le stockage, le matériau d’isolation minérale (oxyde de magnésium ou MgO) utilisé dans les éléments chauffants à gaine métallique peut absorber l’humidité rendant l’élément de chauffage inutilisable jusqu’à ce que l’humidité soit purgée de l’élément de chauffage.

L’humidité a un impact sur la fonctionnalité et les performances des éléments chauffants à isolation minérale et augmente la probabilité d’un épisode de court-circuit à la terre. Bien que la résistance d’isolation de tous les éléments chauffants doive être testée avant l’installation, les éléments chauffants conservés en stockage pendant de longues périodes ou utilisés dans des régions à forte humidité sont particulièrement vulnérables à l’absorption de l’humidité de l’environnement ambiant et doivent donc toujours être testés avant utilisation. Lorsque trop d’humidité a été absorbée par l’humidité atmosphérique environnante, l’élément de chauffage peut devenir “humide” et doit être purgé de toute humidité avant utilisation. 

Un test de résistance d’isolation, ou test mégohm, est nécessaire pour déterminer la qualité de l’isolation dans les éléments chauffants. Ce test est facile à effectuer et doit être effectué avant de mettre tout élément de chauffage électrique en service. Cette étape critique permettra d’éviter l’installation d’un élément“ de chauffage ”humide qui aura plus de risques de causer des dommages ou un court-circuit.

Qu’est-ce que la résistance d’isolement  ?

Pour qu’un élément de chauffage électrique fonctionne correctement, le courant doit circuler directement à travers les fils de la bobine à l’intérieur de l’élément chauffant et ne pas pouvoir court-circuiter la gaine externe à travers l’humidité absorbée. Plus la résistance d’isolation’d’un élément de chauffage est grande, plus la capacité’de l’élément de chauffage à gérer la tension et à fonctionner correctement est grande. À mesure que le courant traverse l’élément chauffant, une faible résistance d’isolation peut permettre à la tension de traverser le matériau diélectrique et de se mettre à la terre jusqu’à la gaine, ce qui peut détruire l’élément de chauffage ou causer des dommages plus importants au système.

L’oxyde de magnésium (MgO) est généralement utilisé comme matériau diélectrique pour isoler le fil de l’élément de la surface chauffante ou de la gaine externe. Tant que la résistance d’isolation du MgO reste élevée, l’élément de chauffage peut fonctionner correctement. 

Bien que le MgO soit un excellent isolant haute température, il est également hygroscopique, ce qui signifie qu’il aime l’eau et attire activement l’humidité hors de l’atmosphère environnante, réduisant ainsi efficacement la résistance d’isolation. Si trop d’humidité est présente lorsque l’élément de chauffage est complètement mis sous tension, le courant trouvera le chemin le plus court en formant un arc avec la gaine et en court-circuitant l’élément de chauffage. 

Un arc électrique et une mise à la terre d’un élément de chauffage peuvent avoir diverses conséquences, d’un déclenchement intempestif d’un disjoncteur à un événement explosif. En fonction de la tension et du type de matériau chauffé, un court-circuit à la terre peut entraîner un événement explosif plus important, entraînant des dommages, des blessures, voire la mort. Il est donc essentiel de comprendre comment effectuer un test mégohmique correctement pour un fonctionnement sûr. 

Comprendre la valeur d’un contrôle mégohm

Tous les éléments chauffants n’ont pas la même valeur mégohm. En fonction de la construction de l’’élément de chauffage, de l’environnement de fonctionnement, du type de joint, etc., la valeur de mégohm’d’un élément de chauffage peut être supérieure ou inférieure. Connaître la résistance d’isolation acceptable pour votre élément de chauffage est essentiel pour maintenir un environnement hautement performant. Bien que chaque élément de chauffage Watlow subisse des tests rigoureux avant de quitter l’usine, la résistance d’isolation d’un élément de chauffage peut diminuer avec le temps, en particulier si l’élément de chauffage est hors ligne ou passe du temps dans le stockage. Le MgO est hygroscopique, ce qui signifie qu’il est sensible à l’humidité de l’air. Au fil du temps, le MgO absorbera plus d’eau de l’air, ce qui diminue la résistance du MgO. 

Un contrôle mégohmique confirme que la résistance d’isolement est toujours dans une plage acceptable. Si la valeur est trop basse, l’élément de chauffage est considéré comme un élément de chauffage “humide.” En règle générale, si un élément de chauffage a une résistance d’isolation de 500 mégohms ou plus à 500VDC, il est acceptable de le mettre en service.

Bien qu’il soit possible d’utiliser un multimètre pour tester la résistance d’isolement, il est essentiel de toujours vérifier la résistance d’isolement à l’aide d’un testeur mégohm approprié.

Que se passe-t-il si le mégohm est trop bas  ?

Que se passe-t-il si vous mesurez la résistance d’isolation’de votre élément de chauffage et que le mégohm est trop bas  ? Il est temps de jeter cet élément de chauffage  ? Heureusement, non. Les utilisateurs peuvent restaurer les éléments chauffants humides à leur état de fonctionnement correct. 

Les éléments chauffants humides ne doivent jamais être mis en service tant que leur résistance d’isolation n’a pas été augmentée. L’élément de chauffage ne pourra pas contenir de tensions et de courants élevés. La mise en service d’un élément de chauffage humide présente une forte probabilité d’apparition directe d’un court-circuit à la terre. 

Étant donné que l’humidité dans l’oxyde de magnésium diminue la résistance d’isolation, pour que l’élément de chauffage retrouve sa forme correcte, l’eau devra être “étuvée” pour purger l’humidité interne. Comme l’oxyde de magnésium est exposé à l’eau, il devient de l’hydroxyde de magnésium. L’hydroxyde de magnésium a une résistance inférieure et ne fonctionne pas aussi bien qu’un isolant. 

Pour effectuer un étuvage de l’élément de chauffage, l’élément de chauffage est généralement placé dans un four de traitement spécial pour sécher l’élément de chauffage et éliminer toute l’humidité restante. Une température d’étuvage de l’élément de chauffage à 120 degrés Celsius est requise pendant au moins six heures. L’air chaud est suffisant pour convertir l’hydroxyde de magnésium en oxyde de magnésium et en eau. Si un four d’étuvage n’est pas disponible, certains régulateurs Watlow disposent d’un paramètre d’étuvage de l’élément de chauffage pour obtenir le même résultat avant de mettre l’élément de chauffage sous tension pour un fonctionnement complet.

Après avoir effectué le processus d’étuvage, vérifier à nouveau la résistance d’isolation’de l’élément de chauffage avec un testeur mégohm. Si la résistance d’isolation reste trop faible, effectuer à nouveau la procédure d’étuvage. Dans des exemples extrêmes, le processus d’étuvage peut devoir être effectué jusqu’à 40 heures pour éliminer suffisamment d’humidité de l’élément de chauffage.

Que se passe-t-il si le mégohm est trop élevé  ?

Vous savez donc quoi faire si la valeur mégohm est trop basse, mais que faire si elle est trop élevée  ? Que faites-vous alors  ? Célébrer. Il n’y a pas de test mégohmique ou de lecture trop élevée. Une résistance d’isolation élevée signifie que l’élément de chauffage est en bon état de fonctionnement et peut être mis en service en toute sécurité. 

Un élément de chauffage humide ne signifie pas que vous l’avez perdu pour de bon. Le conditionnement de votre élément de chauffage par un processus d’étuvage approprié et la confirmation que la résistance d’isolation requise a été restaurée par un test mégohms permettront à votre élément de chauffage d’être en ligne et de fonctionner comme requis. 

Assurez la sécurité de votre environnement de travail en effectuant un test de résistance d’isolement avant chaque installation de l’élément de chauffage.