Σύντομη απάντηση: Γιατί μια σύνδεση ζυγοστάθμου χαλκού θερμαίνεται περισσότερο όταν το ρεύμα δεν έχει αλλάξει;
Μια σύνδεση ζυγοστάθμου χαλκού μπορεί να υπερθερμανθεί ακόμα και όταν το ρεύμα φορτίου είναι σταθερό, επειδή η αντίσταση της σύνδεσης δεν είναι σταθερή. Ο ίδιος ο χαλκός έχει θετικό συντελεστή θερμοκρασίας αντίστασης και η διεπαφή επαφής μπορεί να υποβαθμιστεί σταδιακά λόγω χαλάρωσης των κοχλιών, θερμικών κύκλων, οξείδωσης, διάβρωσης, φθοράς της επιμετάλλωσης και μειωμένης πίεσης επαφής.
Η σημαντική διάκριση είναι:
Ο συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης του χαλκού συνήθως δεν αποτελεί τη βασική αιτία μιας αστοχίας στη σύνδεση του ζυγοστάθμου. Είναι ο επιταχυντής.
Η αργή διαδικασία είναι η υποβάθμιση της αντίστασης επαφής κατά τη διάρκεια μηνών ή ετών. Η γρήγορη διαδικασία είναι η ηλεκτρική και θερμική απόκριση μόλις αυξηθούν η αντίσταση και η θερμοκρασία. Όταν η σύνδεση θερμαίνεται, η αντίσταση του χαλκού αυξάνεται, γεγονός που αυξάνει τη θέρμανση I²R με το ίδιο ρεύμα. Η υψηλότερη θερμοκρασία στη συνέχεια επιταχύνει την ερπυσμό, την οξείδωση και την υποβάθμιση της επαφής. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια σύνδεση μπορεί να περάσει από ελαφρώς ζεστή σε επικίνδυνα θερμή, παρόλο που το ρεύμα δεν άλλαξε ποτέ.
Βασικά συμπεράσματα
- Η αντίσταση του χαλκού αυξάνεται με τη θερμοκρασία. Ο συντελεστής θερμοκρασίας του χαλκού είναι περίπου 0,39% ανά °C κοντά στη θερμοκρασία δωματίου.
- Με την ίδια ένταση ρεύματος, ο θερμότερος χαλκός παράγει περισσότερη θερμότητα I²R. Σε σύγκριση με τους 25°C, η αντίσταση του χαλκού είναι περίπου 21% υψηλότερη στους 80°C και περίπου 37% υψηλότερη στους 120°C.
- Ο συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης (TCR) από μόνος του είναι συνήθως μια συγκλίνουσα διαδικασία. Οι απώλειες θερμότητας αυξάνονται επίσης καθώς ανεβαίνει η θερμοκρασία, επομένως η θερμοκρασία δεν ξεφεύγει από τον έλεγχο λόγω του TCR του χαλκού υπό κανονικές συνθήκες.
- Το πραγματικό σφάλμα μακροπρόθεσμα είναι η αύξηση της αντίστασης επαφής. Οι χαλαρές βίδες, η ερπυσμός, οι θερμικοί κύκλοι, η οξείδωση, η διάβρωση και η επιφανειακή φθορά μειώνουν την ενεργό επιφάνεια επαφής.
- Η θερμογραφία πρέπει να παρακολουθεί τις τάσεις. Ένα μεμονωμένο θερμό σημείο έχει σημασία, αλλά ο ρυθμός αύξησης της θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια μηνών ή ετών παρέχει συχνά μια καλύτερη ένδειξη για τη συντήρηση.
TCR χαλκού: Γιατί η θέρμανση αυξάνεται με την ίδια ένταση ρεύματος
Ο χαλκός είναι εξαιρετικός αγωγός, αλλά η ειδική αντίστασή του δεν είναι σταθερή. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η ειδική αντίσταση του χαλκού αυξάνεται. Αυτό περιγράφεται από τον θερμικό συντελεστή αντίστασης (TCR).
Για τον χαλκό κοντά στη θερμοκρασία δωματίου, ένας συντελεστής που χρησιμοποιείται συνήθως είναι περίπου:
α ≈ 0,0039 ανά °C
Η απλοποιημένη σχέση αντίστασης είναι:
R(T) = R25 × [1 + α × (T - 25°C)]
Στην ίδια ένταση ρεύματος, η θέρμανση είναι:
P = I²R
Επομένως, όταν η αντίσταση αυξάνεται, η θέρμανση αυξάνεται ακόμη και αν η ένταση του ρεύματος παραμένει η ίδια.
| Θερμοκρασία χαλκού | Κατά προσέγγιση αύξηση αντίστασης σε σχέση με τους 25°C | Επίδραση στην ίδια ένταση ρεύματος |
|---|---|---|
| 55°C | +12% | Η θέρμανση I²R είναι περίπου 12% υψηλότερη |
| 80°C | +21% | Η θέρμανση I²R είναι περίπου 21% υψηλότερη |
| 100°C | +29% | Η θέρμανση I²R είναι περίπου 29% υψηλότερη |
| 120°C | +37% | Η θέρμανση I²R είναι περίπου 37% υψηλότερη |
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια σύνδεση ζυγοσταθμιστή (busbar) που ήταν αποδεκτή σε μια θερμοκρασία μπορεί να γίνει πιο επιβαρυντική σε υψηλότερη θερμοκρασία. Το ρεύμα δεν αλλάζει, η αντίσταση όμως αλλάζει.
Για πληροφορίες σχετικά με την ηλεκτρική αγωγιμότητα και την ειδική αντίσταση, δείτε τον οδηγό της VIOX σχετικά με αγωγιμότητα έναντι ειδικής αντίστασης έναντι %IACS.
Γιατί ο συντελεστής TCR από μόνος του συνήθως δεν αποτελεί τη βασική αιτία
Το φαινόμενο TCR του χαλκού είναι υπαρκτό, αλλά από μόνο του συνήθως φτάνει σε μια νέα θερμική ισορροπία.
Εάν η θερμοκρασία μιας ένωσης ζυγοσταθμιστή χαλκού αυξηθεί από τους 25°C στους 55°C, η αντίσταση του χαλκού αυξάνεται και η θέρμανση I²R εντείνεται. Αυτή η επιπλέον θερμότητα μπορεί να ωθήσει τη θερμοκρασία ελαφρώς υψηλότερα. Ωστόσο, καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η ένωση αποβάλλει επίσης περισσότερη θερμότητα προς τον περιβάλλοντα αέρα και τις επιφάνειες.
Η απαγωγή θερμότητας αυξάνεται μέσω:
- συναγωγής
- ακτινοβολίας
- αγωγιμότητας στον συνδεδεμένο χαλκό, τους συνδετήρες, τα στηρίγματα και τις δομές του περιβλήματος
Σε μια υγιή ένωση με σταθερή πίεση επαφής, η θερμοκρασία συνήθως σταθεροποιείται. Η επιπλέον θέρμανση που σχετίζεται με τον TCR δεν αυξάνεται απεριόριστα.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια καθαρή ένωση ζυγοσταθμιστή με σωστή ροπή σύσφιξης μπορεί να παρουσιάσει μεταβολή μόνο λίγων βαθμών πάνω από το πρώτο σημείο θερμικής ισορροπίας. Ο TCR μεταβάλλει την ισορροπία, δεν προκαλεί αυτόματα αστοχία.
Το αργό πρόβλημα: Υποβάθμιση της αντίστασης επαφής
Η σοβαρή διαδρομή αστοχίας ξεκινά όταν η διεπαφή επαφής της σύνδεσης του ζυγοσταθμιστή μεταβάλλεται με την πάροδο του χρόνου.
Μια σύνδεση ζυγοσταθμιστή δεν είναι ένα τέλειο μπλοκ μετάλλου με μέταλλο. Το ρεύμα ρέει μέσα από πολλά μικροσκοπικά σημεία επαφής. Η πραγματική επιφάνεια επαφής είναι πολύ μικρότερη από την εμφανή επιφάνεια επικάλυψης. Οτιδήποτε μειώνει την πίεση επαφής ή καταστρέφει αυτά τα μικροσκοπικά σημεία επαφής αυξάνει την αντίσταση επαφής.
Οι συνήθεις μηχανισμοί μακροπρόθεσμης υποβάθμισης περιλαμβάνουν:
| Μηχανισμός Υποβάθμισης | Τι συμβαίνει στη σύνδεση | Αποτέλεσμα |
|---|---|---|
| Χαλάρωση και ερπυσμός κοχλιών | Η δύναμη σύσφιξης μειώνεται με την πάροδο του χρόνου, ειδικά υπό την επίδραση θερμότητας | Πτώση της πίεσης επαφής |
| Θερμική καταπόνηση | Οι καθημερινές μεταβολές του φορτίου προκαλούν διαστολή και συστολή | Η μικρο-κίνηση προκαλεί φθορές στις επιφάνειες επαφής |
| Οξείδωση | Σχηματισμός στρωμάτων οξειδίου στα σημεία όπου ο αέρας έρχεται σε επαφή με τη διεπιφάνεια | Μείωση της ενεργού επιφάνειας επαφής |
| Διάβρωση ή μόλυνση από θειούχες ενώσεις | Η βιομηχανική ατμόσφαιρα προσβάλλει τις εκτεθειμένες μεταλλικές επιφάνειες | Αύξηση της αντίστασης επαφής |
| Φθορά επιμετάλλωσης | Η επιμετάλλωση κασσιτέρου ή αργύρου έχει υποστεί ζημιά λόγω μικροκινήσεων ή κακής συναρμολόγησης | Αυξημένη έκθεση του βασικού μετάλλου |
| Κακή αρχική εγκατάσταση | Λανθασμένη ροπή σύσφιξης, ακάθαρτες επιφάνειες, κακή ευθυγράμμιση, ανομοιόμορφη πίεση | Υψηλή αρχική αντίσταση |
Μόλις αυξηθεί η αντίσταση επαφής, αυξάνεται η θερμοκρασία της σύνδεσης. Μόλις αυξηθεί η θερμοκρασία της σύνδεσης, η υποβάθμιση της επαφής μπορεί να επιταχυνθεί. Αυτός είναι ο πραγματικός βρόχος θετικής ανάδρασης.
Γρήγορη διαδικασία έναντι αργής διαδικασίας
Ο πιο χρήσιμος τρόπος για να κατανοήσετε την υπερθέρμανση των συνδέσεων των ζυγών είναι να διαχωρίσετε δύο χρονικές κλίμακες.
| Διαδικασία | Χρονική κλίμακα | Τι την προκαλεί | Τι σημαίνει |
|---|---|---|---|
| Απόκριση TCR χαλκού | Λεπτά έως ώρες | Η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει την αντίσταση του χαλκού | Συνήθως σταθεροποιείται σε μια νέα θερμική ισορροπία |
| Υποβάθμιση της διεπαφής επαφής | Μήνες έως χρόνια | Απώλεια σύσφιξης, οξείδωση, διάβρωση, θερμικός κύκλος | Μπορεί να αυξήσει συνεχώς την αντίσταση της σύνδεσης |
Το πρότυπο πεδίου συχνά μοιάζει με αυτό:
- Η σύνδεση της ζυγοστάθμισης ξεκινά με ελαφρώς αυξημένη αντίσταση επαφής.
- Το ρεύμα φορτίου δημιουργεί θερμότητα I²R στη σύνδεση.
- Η θερμοκρασία αυξάνεται.
- Ο συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης (TCR) του χαλκού αυξάνει την αντίσταση και προσθέτει περισσότερη θερμότητα.
- Η υψηλότερη θερμοκρασία επιταχύνει την ερπυσμό και την οξείδωση.
- Η αντίσταση επαφής αυξάνεται περαιτέρω.
- Ο επόμενος έλεγχος εντοπίζει υψηλότερο θερμό σημείο.
Σε αυτή την αλυσίδα, το TCR δεν αποτελεί το πρώτο σφάλμα. Είναι ο πολλαπλασιαστής που κάνει μια φθίνουσα σύνδεση να θερμαίνεται πιο έντονα καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία.
Παράδειγμα πεδίου: 55°C έως 85°C έως 110°C
Μια τυπική περίπτωση συντήρησης έχει ως εξής:
- Επιθεώρηση θέσης σε λειτουργία: η θερμοκρασία της σύνδεσης είναι περίπου 55°C.
- Έξι μήνες αργότερα: η ίδια σύνδεση φτάνει περίπου τους 85°C υπό παρόμοιο φορτίο.
- Άλλους έξι μήνες αργότερα: η σύνδεση υπερβαίνει τους 110°C.
- Το ρεύμα φορτίου δεν έχει αλλάξει σημαντικά.
Το λανθασμένο συμπέρασμα είναι: “Ο χαλκός θερμάνθηκε ανεξέλεγκτα από μόνος του”.”
Η ορθότερη διάγνωση είναι: “Η αντίσταση επαφής της σύνδεσης παρουσιάζει ανοδική τάση και ο συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης (TCR) του χαλκού ενισχύει το θερμικό φαινόμενο σε κάθε υψηλότερη θερμοκρασία”.”
Εάν μια σύνδεση ξεκινά με αντίσταση επαφής 20 micro-ohms και αργότερα αυξηθεί στα 30 micro-ohms, πρόκειται για αύξηση 50% πριν ληφθεί υπόψη το πρόσθετο θερμικό φαινόμενο. Εάν αυξηθεί ξανά αργότερα, η θερμοκρασιακή μεταβολή γίνεται πιο εμφανής επειδή η σύνδεση λειτουργεί ήδη σε θερμότερη περιοχή.
Πώς πρέπει να χρησιμοποιείται η θερμογραφία
Η θερμογραφία είναι χρήσιμη επειδή αποκαλύπτει την ανώμαλη κατανομή θερμότητας υπό φορτίο. Ωστόσο, μια εικόνα επιθεώρησης είναι μόνο ένα στιγμιότυπο. Η τάση (trend) είναι συνήθως πιο πολύτιμη από μια μεμονωμένη τιμή.
Κατά την επιθεώρηση συνδέσεων ζυγών, συγκρίνετε:
- την ίδια σύνδεση με την πάροδο του χρόνου
- παρόμοιες συνδέσεις υπό παρόμοιο φορτίο
- διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ φάσεων
- θερμοκρασίες σύνδεσης ανάντη και κατάντη
- θερμοκρασία περιβάλλοντος και κατάσταση του ερμαρίου
- ρεύμα φορτίου κατά την επιθεώρηση
| Θερμικό Πρότυπο | Πιθανή Ερμηνεία |
|---|---|
| Μία σύνδεση πολύ θερμότερη από παρόμοιες συνδέσεις | Πρόβλημα τοπικής επαφής ή ελάττωμα εγκατάστασης |
| Όλες οι φάσεις ομοιόμορφα θερμές | Υψηλό φορτίο, θερμοκρασία περιβλήματος ή περιορισμένος αερισμός |
| Μία φάση παρουσιάζει σταδιακή αύξηση ανά έτος | Τάση υποβάθμισης της επαφής |
| Θερμό σημείο στην περιοχή του κοχλία | Πρόβλημα σύσφιξης, επιφάνειας ή διεπαφής σύνδεσης |
| Θερμό σημείο στον ακροδέκτη καλωδίου ή στον ακροδέκτη σύνδεσης | Πρόβλημα τερματισμού, όχι απαραίτητα πρόβλημα στο σώμα του ζυγοσταθμιστή (busbar) |
Πολλά προγράμματα συντήρησης ταξινομούν τις θερμικές ανωμαλίες βάσει της διαφοράς θερμοκρασίας, αλλά το ακριβές κατώφλι δράσης πρέπει να ακολουθεί το πρότυπο συντήρησης της εγκατάστασης, τις οδηγίες του κατασκευαστή του εξοπλισμού και την ισχύουσα πρακτική επιθεώρησης. Μην αντιμετωπίζετε έναν γενικό αριθμό θερμοκρασίας ως καθολικό.
Μέτρηση Micro-Ohm: Γιατί η τιμή αναφοράς (baseline) έχει σημασία
Η θερμογραφία σας δείχνει πού βρίσκεται η θερμότητα. Η μέτρηση χαμηλής αντίστασης βοηθά στην ποσοτικοποίηση του αν έχει αλλάξει η αντίσταση της σύνδεσης.
Για τις συνδέσεις ζυγοσταθμιστών, η πιο χρήσιμη ένδειξη micro-ohm συχνά δεν είναι η απόλυτη τιμή. Είναι η σύγκριση με τη μέτρηση αναφοράς που λήφθηκε μετά την εγκατάσταση ή τη θέση σε λειτουργία.
| Προσέγγιση μέτρησης | Πρακτική αξία |
|---|---|
| Αρχική τιμή αναφοράς μετά την εγκατάσταση | Καθιερώνει τη συνθήκη αναφοράς |
| Το ίδιο σημείο μετράται κατά την ετήσια διακοπή λειτουργίας | Εμφανίζει την απόκλιση της αντίστασης |
| Σύγκριση φάσεων του ίδιου συγκροτήματος | Προσδιορίζει την ανώμαλη συμπεριφορά των συνδέσεων |
| Σύγκριση παρόμοιων συνδέσεων υπό παρόμοια γεωμετρία | Βοηθά στον διαχωρισμό της θερμοκρασίας σχεδιασμού από τη θερμοκρασία ελαττώματος |
Επειδή οι μετρήσεις σε μικρο-ωμ είναι ευαίσθητες στην τοποθέτηση των ακροδεκτών, την κατάσταση της επιφάνειας, τη θερμοκρασία και τη μέθοδο δοκιμής, οι μικρές διαφορές μπορεί να αποτελούν θόρυβο μέτρησης. Μια σαφής ανοδική τάση είναι πιο σημαντική από μια μεμονωμένη ένδειξη.
Γιατί ορισμένες συνδέσεις ζυγών υποβαθμίζονται ταχύτερα
Τρεις συνθήκες καθιστούν την υπερθέρμανση των συνδέσεων των ζυγών πιο πιθανή.
1. Υψηλή πυκνότητα ρεύματος
Η υψηλότερη πυκνότητα ρεύματος αυξάνει τη βασική άνοδο της θερμοκρασίας. Μόλις η σύνδεση λειτουργήσει σε υψηλότερη θερμοκρασία, τα φαινόμενα ερπυσμού, οξείδωσης και θερμικών κύκλων γίνονται πιο έντονα.
Η θερμότητα είναι ανάλογη του τετραγώνου του ρεύματος:
P = I²R
Μια μέτρια αύξηση του ρεύματος μπορεί να δημιουργήσει μεγάλη αύξηση της θερμότητας εάν η αντίσταση επαφής είναι ήδη υψηλή.
2. Κακή ποιότητα αρχικής επαφής
Μια σύνδεση που ξεκινά με κακή πίεση επαφής, ανομοιόμορφες επιφάνειες, μόλυνση, λανθασμένη ροπή σύσφιξης ή κατεστραμμένη επιμετάλλωση έχει ήδη υψηλότερη αρχική αντίσταση. Με την πάροδο του χρόνου, η πορεία υποβάθμισής της ξεκινά από μια χειρότερη βάση.
Η ποιότητα της εγκατάστασης έχει σημασία:
- σωστή ροπή σύσφιξης
- καθαρή επιφάνεια επαφής
- σωστή περιοχή επικάλυψης
- επίπεδες επιφάνειες επαφής
- κατάλληλες ροδέλες και συνδετήρες
- σωστή συμβατότητα επιμετάλλωσης
- σταθερή μηχανική υποστήριξη
Για την επιλογή υλικού και επιμετάλλωσης των ζυγών, ανατρέξτε στο VIOX οδηγός επιλογής ζυγοσταθμίων.
Κακή απαγωγή θερμότητας
Η ίδια αντίσταση επαφής μπορεί να δημιουργήσει διαφορετικές θερμοκρασίες ανάλογα με το περιβάλλον.
Τα περιβάλλοντα υψηλότερου κινδύνου περιλαμβάνουν:
- ερμητικά κλειστά περιβλήματα IP54 ή IP65
- διατάξεις στοιβασμένων ζυγών
- ερμάρια με σκόνη
- κουτιά συνδυασμού φωτοβολταϊκών εκτεθειμένα στον ήλιο
- δωμάτια μεγάλου υψομέτρου ή ανεπαρκώς αεριζόμενοι χώροι
- διαμερίσματα καλωδίων με περιορισμένη ροή αέρα
- πυκνές διατάξεις ακροδεκτών και ζυγών
Στον εξοπλισμό Φ/Β συνεχούς ρεύματος (DC), οι στυπιοθλίπτες καλωδίων, οι ακροδέκτες, οι ασφαλειοθήκες και οι συνδέσεις ζυγών λειτουργούν συχνά μαζί ως ένα θερμικό σύστημα. Για σχετικά ζητήματα υπερθέρμανσης σε περιβλήματα Φ/Β, δείτε αιτίες υπερθέρμανσης κουτιού συνδυασμού φωτοβολταϊκών (solar combiner box).
Λίστα ελέγχου επιθεώρησης και συντήρησης
| Βήμα συντήρησης | Γιατί έχει σημασία |
|---|---|
| Καταγραφή θερμικής εικόνας κατά τη θέση σε λειτουργία | Δημιουργεί μια βάση αναφοράς |
| Καταγραφή του ρεύματος φορτίου κατά τη διάρκεια κάθε επιθεώρησης | Καθιστά τις θερμικές εικόνες συγκρίσιμες |
| Σύγκριση θερμοκρασίας μεταξύ των φάσεων | Ανίχνευση μη φυσιολογικής συμπεριφοράς των συνδέσεων |
| Έλεγχος της ετήσιας τάσης, όχι μόνο ενός ορίου | Εντοπισμός επιταχυνόμενης υποβάθμισης |
| Μέτρηση της αντίστασης της σύνδεσης κατά τη διάρκεια της διακοπής λειτουργίας | Επιβεβαιώνει τη μετατόπιση της αντίστασης επαφής |
| Επιθεωρεί τη ροπή σύσφιξης των κοχλιών σύμφωνα με τη διαδικασία | Εντοπίζει απώλεια δύναμης σύσφιξης |
| Επιθεωρεί για οξείδωση ή αποχρωματισμό της επιφάνειας | Προσδιορίζει ζημιές στις επαφές |
| Ελέγχει τον εξαερισμό και τη σκόνη στο περίβλημα | Επιβεβαιώνει την κατάσταση ψύξης |
| Επανεξετάζει τις μεταβολές του φορτίου | Διαχωρίζει την υπερφόρτωση από την υποβάθμιση της σύνδεσης |
Για μεγάλες συνδέσεις ζυγοσταθμών (busbars), ο πρώτος έλεγχος συντήρησης μετά τη θέση σε λειτουργία είναι ιδιαίτερα χρήσιμος. Ορισμένα συστήματα σύσφιξης παρουσιάζουν καθίζηση μετά τους πρώτους θερμικούς κύκλους. Η σωστή πρακτική επανασύσφιξης εξαρτάται από το σύστημα στερέωσης, τις οδηγίες του κατασκευαστή και τη διαδικασία συντήρησης της εγκατάστασης.
Συνήθη λάθη στη διάγνωση υπερθέρμανσης συνδέσεων ζυγοσταθμών
Λάθος 1: Αντιμετώπιση κάθε θερμής σύνδεσης ως πρόβλημα φορτίου
Εάν το ρεύμα είναι σταθερό και μόνο μία σύνδεση είναι θερμή, το πρόβλημα είναι συχνά η αντίσταση επαφής και όχι το ρεύμα φορτίου.
Λάθος 2: Εξέταση μόνο μίας θερμογραφικής εικόνας
Μία σύνδεση που είναι 20°C θερμότερη από μία αντίστοιχη χρήζει προσοχής. Ωστόσο, μία σύνδεση που παρουσιάζει αύξηση της διαφοράς θερμοκρασίας από 8°C σε 16°C μέσα σε ένα έτος μπορεί να είναι πιο κρίσιμη από μία σύνδεση που παραμένει σταθερή σε μία μέτρια διαφορά για χρόνια.
Λάθος 3: Αγνοώντας την αρχική γραμμή βάσης (baseline)
Χωρίς δεδομένα αναφοράς θερμοκρασίας θέσης σε λειτουργία και μικρο-ωμικής αντίστασης, οι ομάδες συντήρησης δεν μπορούν εύκολα να διαχωρίσουν τη θερμοκρασία σχεδιασμού από τη φθορά.
Σφάλμα 4: Επανασύσφιξη χωρίς επιθεώρηση της επιφάνειας επαφής
Εάν η επιφάνεια επαφής είναι οξειδωμένη, παρουσιάζει κοιλότητες, είναι μολυσμένη ή έχει υποστεί ζημιά στην επίστρωση, η απλή επανασύσφιξη ενδέχεται να μην αποκαταστήσει μια αξιόπιστη σύνδεση.
Σφάλμα 5: Παράλειψη του περιβλήματος
Μια σύνδεση ζυγοσταθμιστή (busbar) αποτελεί μέρος ενός θερμικού συστήματος. Η θερμοκρασία του περιβλήματος, ο εξαερισμός, η όδευση των καλωδίων, η σκόνη και οι γειτονικές πηγές θερμότητας μπορούν όλα να επηρεάσουν το αποτέλεσμα.
Σχέση με την υπερθέρμανση των κλεμμοσειρών και των ζυγοσταθμιστών MCB
Η ίδια φυσική λογική ισχύει και σε μικρότερες ηλεκτρικές συνδέσεις.
Οι κλεμμοσειρές μπορούν να υπερθερμανθούν όταν μειώνεται η πίεση επαφής, η προετοιμασία του καλωδίου είναι πλημμελής ή γίνεται υπέρβαση της ονομαστικής έντασης ρεύματος. Για αυτό το θέμα, δείτε την υπερθέρμανση των κλεμμοσειρών σε πίνακες ελέγχου.
Οι ζυγοί τύπου χτένας για μικροαυτόματους διακόπτες (MCB) μπορεί να υπερθερμανθούν λόγω λανθασμένης τοποθέτησης, κακής σύσφιξης των ακροδεκτών, ανεπαρκούς διατομής ζυγού, χαλαρών βιδών ή ασύμβατων συσκευών. Για αυτή την πιο εξειδικευμένη εφαρμογή, δείτε Αιτίες και διορθώσεις υπερθέρμανσης ζυγών MCB.
Οι συνδέσεις μεγάλων χάλκινων ζυγών διαφέρουν σε κλίμακα, αλλά η βασική αρχή παραμένει η ίδια: η πίεση επαφής και η αντίσταση επαφής καθορίζουν αν η σύνδεση θα παραμείνει ψυχρή υπό φορτίο.
Συμπέρασμα
Η υπερθέρμανση των συνδέσεων χάλκινων ζυγών δεν είναι μόνο πρόβλημα έντασης ρεύματος. Είναι πρόβλημα αντίστασης επαφής, πρόβλημα θερμοκρασίας υλικού και πρόβλημα τάσης συντήρησης.
Ο συντελεστής θερμοκρασίας του χαλκού σημαίνει ότι μια θερμότερη διαδρομή χαλκού έχει υψηλότερη αντίσταση και, επομένως, μεγαλύτερη θέρμανση I²R με το ίδιο ρεύμα. Ωστόσο, το μακροπρόθεσμο σφάλμα συνήθως ξεκινά από τη διεπαφή της σύνδεσης: χαλάρωση κοχλιών, ερπυσμός, θερμικοί κύκλοι, οξείδωση, διάβρωση, φθορά της επιμετάλλωσης ή κακή αρχική συναρμολόγηση.
Για τους μηχανικούς συντήρησης, το καλύτερο ερώτημα δεν είναι μόνο “Πόσο ζεστό είναι σήμερα;” αλλά και “Πόσο γρήγορα θερμαίνεται η ίδια σύνδεση με την πάροδο του χρόνου;”
Παρακολουθήστε τις θερμικές εικόνες, το ρεύμα φορτίου και τις μετρήσεις σε micro-ohm ως τάση. Έτσι μια σύνδεση χάλκινου ζυγού μετατρέπεται από ένα κρυφό ζήτημα συντήρησης σε μια προβλέψιμη και αποτρέψιμη αστοχία.
