اثر سرد و چرا سیم‌های سربی از کار می‌افتند

وقتی بخاری کارتریجی با یک مولتی متر خوب تست می‌شود-که تداوم خوب و مقاومت عایق کافی را نشان می‌دهد- اما به درستی گرم نمی‌شود یا دقیقاً در نقطه ورودی محفظه ترمینال یا جعبه اتصال کوتاه می‌شود، ممکن است در خط تولید بسیار تشدید شود. مشکل تقریباً همیشه در "انتهای سرد" است، که قسمت پایانی گرم نشده است که در آن سیم مقاومت داخلی به سیم‌های سرب خارجی متصل می‌شود. این محل اتصال شکننده ترین و ضعیف ترین قسمت هر بخاری کارتریجی است. این امر مخصوصاً برای کاربردهای{5} ولتاژ بالا 600 ولت، که در آن تنش الکتریکی، رطوبت و نیروهای مکانیکی با هم کار می‌کنند و باعث خرابی اولیه می‌شوند، صادق است.

انتهای سرد بسیار مهم است زیرا اتصالات الکتریکی حساس را حفظ می کند، که عبارتند از جوش یا چین خوردگی بین سیم پیچ مقاومت نیکل-کروم و پین های سرب، به اندازه کافی دور از منطقه داغ به طوری که آنها زیر 200-250 درجه باقی می مانند. این باید پایانه ها را از بدتر شدن در اثر گرما محافظت کند. در عمل، انتهای سرد مکانیزمی برای رخ دادن حالت های خرابی می شود که خارج از طول گرم شده شروع می شوند. ورود رطوبت در بالای لیست قرار دارد. حتی مقدار کمی از رطوبت، غبار خنک کننده یا تراکم می تواند بر روی سیم های سربی یا از طریق یک درزگیر شکسته حرکت کند. هنگامی که رطوبت به داخل می رسد، به پودر عایق اکسید منیزیم (MgO) برخورد می کند که در جذب آب بسیار خوب است. هنگامی که ولتاژ به 600 ولت افزایش می یابد، اثرات بسیار بدتر می شود: آب راحت تر یونیزه می شود و کانال های رسانایی ایجاد می کند که امکان الکترولیز و خوردگی موضعی سیم مقاومت نازک یا پین سرد را فراهم می کند. خوردگی سطح مقطع سیم را کوچک‌تر{11}}می‌کند که عبور جریان را در آن نقطه سخت‌تر می‌کند. منطقه داغ موضعی اکسیداسیون را سرعت می بخشد، سیم را حتی نازک تر می کند و در نهایت یک مدار باز یا، بدتر از آن، اتصال کوتاه به غلاف از طریق ردیابی کربنی شده از طریق MgO مرطوب ایجاد می کند.


این مشکل با سیستم‌های{0} ولتاژ بالا بدتر می‌شود. در ولتاژ 600 ولت، حتی مقدار کمی از نشتی جریان (چند میکرو آمپر) باعث گرما و انرژی قوس زیادی می شود. یک کانال رسانای کوچک از طریق MgO مرطوب می‌تواند منجر به خطای زمین{4}}یا قطع کننده‌هایی شود که درست کار نمی‌کنند. در شرایط شدید، نشتی مداوم در داخل بخاری تبدیل به فلاش اوور می شود که غلاف را می شکند یا قطعات داخل را ذوب می کند. به همین دلیل است که مقاومت عایق باید در تمام طول عمر بخاری بسیار بالا بماند (بیش از 50 تا 100 MΩ در 1000 ولت DC). اگر کمتر از 10 تا 20 مگا اهم باشد، به این معنی است که بخاری در شرف از کار افتادن است.

دفاع اصلی یک طراحی قوی-سرد است. بخاری‌های فشنگ 440 و 600 ولتی دارای تعدادی ویژگی ایمنی هستند: - بخش‌های سرد{{5} طولانی‌تر (معمولاً 25 تا 75 میلی‌متر یا بیشتر) که جوش مهم را از ناحیه گرمای قالب دور می‌کند. - مهر و موم{{9}با یکپارچگی بالا: سرامیک{1,{1}به{1} گلدان اپوکسی-به-به فلز یا{14}}در دمای بالا که می‌تواند دمای 300 تا 400 درجه را برای مدت طولانی تحمل کند. اینها معمولاً با چکمه‌های سیلیکونی یا فلوروپلیمری تکمیلی استفاده می‌شوند. - موانع داخلی: برخی از طرح‌ها دارای یک دوشاخه فشرده MgO یا واشر میکا در نزدیکی انتهای سرد هستند تا رطوبت را در امتداد سرنخ‌ها متوقف کند. - پین‌های سردی که خیلی بزرگ هستند (قطر بزرگ‌تری نسبت به دمای معمولی دارند) تا مقاومت پین‌ها را کاهش دهند.

دومین نگرانی بزرگ، فشار مکانیکی است. در طول چرخه‌های روشن/خاموش، هیترهای کارتریجی بسیار کمی لرزش دارند، زیرا با گرما به سرعت منبسط و منقبض می‌شوند. این امر به ویژه در برنامه هایی مانند قالب گیری یا بسته بندی با سرعت بالا صادق است. اگر بدنه بخاری در قالب یا جعبه اتصال محکم در جای خود قرار نگیرد، یا اگر کابل‌های سربی سنگین مستقیماً سیم‌هایی را که بیرون می‌آیند بکشند، این ارتعاش باعث فرسودگی جوش داخلی یا چین می‌شود. پس از هزاران چرخه، ترک‌های میکرو-در محل اتصال ایجاد می‌شوند، مقاومت در آن ناحیه افزایش می‌یابد، گرما ایجاد می‌شود و در نهایت اتصال قطع می‌شود. تسکین فشار ضروری است. از پیچ های تنظیم، گیره ها یا اتصالات رزوه ای برای نگه داشتن بدنه بخاری در جای خود استفاده کنید تا تمام بار مکانیکی به غلاف برود و نه سیم ها. برای نگه داشتن وزن کابل از-کرنش درجه حرارت بالا{10}}گرمتس، بند کابل، یا تکیه گاه مجرا استفاده کنید. غلاف انعطاف پذیر با دمای بالا (بافته فایبر گلاس، سیلیکون یا PTFE) روی سرب ها خم شدن را جذب می کند و از حرکت قالب یا دستکاری اپراتور از آسیب رساندن به سیم ها جلوگیری می کند.

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 درجه بالاتر از مشکلات سیگنال محیط)، و به دنبال تغییر رنگ، ترک خوردگی یا خوردگی در مهر و موم ها.

بخاری کارتریج می تواند گرمای شدید منطقه کار و همچنین استرس های محیطی و مکانیکی را که اغلب در اطراف انتهای سرد از دست می رود، تحمل کند. یک انتهای سرد خوب-طراحی شده، آنچه را که ممکن است یک نقطه ضعف مزمن باشد به یکی از قابل اعتمادترین قطعات بخاری در سیستم های 600 ولت تبدیل می کند، جایی که انرژی الکتریکی بالاتر و خطاها قوی تر هستند. کارخانه ها با اطمینان از اینکه پایانه های قوی، موانع رطوبتی و امنیت مکانیکی در بالای لیست آنها در هنگام طراحی و نصب تجهیزات جدید قرار دارند، خطوط تولید را روان و سودآور نگه می دارند. این امر شایع ترین و آزاردهنده ترین دلیل خرابی بخاری را متوقف می کند، یعنی زمانی که به طور ناگهانی یا متناوب از کار می افتد.