Посібник з визначення опору ізоляції в електронагрівачах

Електронагрівальні прилади широко застосовуються в побуті, промисловості, транспорті. Це електричні плити, духові шафи, окропи, чайники, праски, обігрівачі, сушарки, тени, калорифери та інше обладнання. Принцип дії приладів ґрунтується на нагріванні спіралей, ТЕНів, резисторів при протіканні через них електричного струму. Завдяки ефекту Джоуля-Ленца, електрична енергія трансформується на теплову, підвищуючи температуру нагрівача до робочих значень. Термоелементи під час роботи перебувають під напругою і мають небезпечний життя електричний потенціал. Критично важливо надійно ізолювати їх від можливого контакту з людиною.

Що є ізоляцією нагрівальних елементів

Для ізоляції струмопровідних частин застосовуються спеціальні матеріали – кераміка, слюда, скло, різні полімерні композиції. Вони наносяться на поверхню резисторів у вигляді покриттів, оболонок, просочення.

Матеріали діелектриків мають виключно високий питомий опір, який у мільйони і мільярди разів перевищує опір металів. Тому вони практично не проводять електричного струму. Ця властивість використовується для створення надійного бар'єру між струмопровідними частинами та корпусом, людиною. Якість ізоляції впливає на електробезпеку всього приладу в цілому. Тому до неї пред'являється ціла низка жорстких вимог:

• термостабільність при тривалому впливі високих температур;
• стійкість до впливу вологи, олій, розчинників, кислот;
• механічна міцність на розрив, стирання, удари;
• високі діелектричні показники;
• тривалий термін служби без фізичного старіння.

Залежно від умов роботи підбирають оптимальні матеріали, що відповідають необхідним вимогам.

Навіщо потрібно точно знати значення опору ізоляції

У процесі тривалої експлуатації ізоляція піддається інтенсивному впливу високих температур, вібрацій, механічних навантажень, агресивних середовищ. Згодом це призводить до її поступового зносу та старіння.

Основною кількісною характеристикою якості ізоляції є її електричний опір. Чим вище цей параметр, тим краще ізоляційний матеріал виконує свої функції та перешкоджає протіканню струму. З погіршенням ізоляційних властивостей під впливом негативних чинників її опір закономірно знижується. Тому періодично необхідно проводити вимірювання величини опору ізоляції нагрівальних елементів.

Від чого відбувається псування ізоляції

Це дозволяє:

• оперативно оцінити поточний технічний стан діелектричного покриття;
• завчасно виявити небезпечне зниження опору ізоляції на ранніх стадіях;
• своєчасно відремонтувати ізоляцію або замінити несправні нагрівачі;
• не допустити виникнення аварійних режимів роботи обладнання;
• виключити ризики витоку робочого струму в корпус та небезпечного ураження персоналу.

Регулярний контроль величини опору ізоляції є обов'язковою умовою для забезпечення стабільної та безпечної роботи електронагрівачів.

Основні фактори, що впливають на опір ізоляції

Сюди входить цілий комплекс різноманітних факторів, а саме:

• вихідна якість та властивості застосованих ізоляційних матеріалів;
• температурні режими експлуатації нагрівачів;
• механічні вібрації, удари, тиск на діелектрик;
• агресивність середовища, наявність вологи, кислот, лугів;
• електричні навантаження на ізоляцію, виникнення перенапруг;
• природне старіння, фактичний знос матеріалів з часом;
• наявність різних забруднень, відкладень, накипу на поверхні.

Залежно від впливу різних факторів опір ізоляції може як знижуватися, так і навпаки підвищуватися. Наприклад, попадання вологи та забруднень різко зменшують опір; а нагрівання та сушіння ізоляції – підвищують це значення.

Як на практиці визначається опір ізоляції

Для виміру опору ізоляції електронагрівачів застосовуються спеціальні електровимірювальні прилади – мегаомметри або вимірювачі ізоляції. Вони генерують високу випробувальну напругу від 100 до 1000 В, після чого вимірюють струм витоку через діелектричну поверхню.

Перевірка якості ізоляції проводів

Порядок виконання вимірювань опору ізоляції такий:

• знеструмити мережні прилади та обладнання, відключивши від подачі електроенергії;
• з'єднати вимірювальні дроти мегаомметра з струмовідними частинами та корпусом, що перевіряються;
• включити прилад та провести вимірювання випробувальною напругою 500-1000 В;
• виписати не менше трьох чисельних значень опору з інтервалами 2-3 хвилини для стабілізації;
• розрахувати середнє арифметичне значення;
• порівняти отриманий результат з допустимими нормативами;
• зробити висновок про придатність ізоляції для подальшої експлуатації.

Заміри завжди звіряються з нормативними значеннями допустимого опору ізоляції.

Величина мінімально можливого опору ізоляції нагрівальних елементів регламентується відповідними нормами.

1. Для побутової електротехніки - не менше 0,5 Мом.
2. Для промислових електронагрівачів - не менше 2 Мом.
3. Для силових трансформаторів - не менше 100 Мом.

Якщо виміряне значення виявиться нижчим за норму - це свідчить про погіршення ізоляції та необхідність її відновлення або заміни.

Як відновити працездатність нагрівача за низького опору ізоляції

Отримання занижених показань при вимірі опору ізоляції електронагрівача є досить поширеною ситуацією. Однак такий стан справ – не вирок. Існують ефективні способи повернути працездатність нагрівача та підвищити ізоляцію до норми.

Вводити в роботу нагрівач із низьким опором ізоляції неприпустимо. У такому стані він не зможе витримати робочі навантаження за напругою та силою струму. Високий ризик виникнення короткого замикання на корпус та пошкоджень.

Основною причиною зниження ізоляції є попадання вологи у струмопровідні частини нагрівача. Під впливом води відбувається перетворення оксиду магнію MgO, який використовується для ізоляції, гідроксид магнію Mg(OH)₂. Останній має знижений опір і втрачає ізолюючі властивості.

Для відновлення нагрівача необхідно усунути вологу методом термообробки. Нагрівач поміщається в сушильну шафу і витримується при температурі 120°С не менше 6 годин. Тепле повітря відпалює вологу, гідроксид магнію знову перетворюється на оксид.

Після сушіння слід повторно виміряти опір ізоляції. Якщо показник, як і раніше, нижче норми, процес сушіння повторюють до повного видалення вологи. У складних випадках може знадобитися до 40 годин відпалу.

Коли опір вищий за норму – безпечна робота забезпечена

Надмірно високі значення опору ізоляції, на відміну від занижених, не є проблемою. Це свідчить про справний стан нагрівача та відсутність вологи в ізоляції.

Високі показники опору – «зелене світло» для введення нагрівача в експлуатацію. Він здатний витримувати робочі навантаження за напругою та струмом, ризики коротких замикань виключені.

Отримання завищених значень опору ізоляції при вимірах - привід для полегшення. Це підтверджує справність нагрівального елемента та можливість його безпечної експлуатації.

Регулярно виконуйте вимірювання опору ізоляції перед введенням електроустаткування в роботу. Це дозволить своєчасно виявити несправності та запобігти аваріям.

Способи відновлення опору діелектрика

При зниженні виміряного опору ізоляції нижче нормативних значень, необхідно виконати такі заходи щодо його відновлення.

1. Усунути видимі механічні пошкодження ізоляційних покриттів, оболонок, шнурів.
2. Ретельно прочистити та знежирити контактні з'єднання, клемні колодки, роз'єми.
3. Провести сушку нагрівальних елементів у сушильній шафі при температурі 60-120 °С протягом 2-3 годин.
4. Замінити підгорілі, розбухлі прокладки, ущільнення.
5. Відновити ізоляційне покриття спеціальними складами (лак, компаунд).

При значному фізичному зносі ізоляції здійснити повну заміну нагрівальних елементів на нові. А допоможе в цьому компанія «Інтмакс». Грамотне технічне обслуговування та своєчасне відновлення ізоляції є запорукою тривалої та безпечної експлуатації електротехнічного обладнання.