316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qoplamali isitgich ichidagi magniy oksidining siqilish zichligi dielektrik quvvat va issiqlik uzatish bir xilligi bilan qanday bog'liq?

Ikkilik-funksiya unumdorligi oʻzgaruvchisi: ichki keramik qadoqlash

316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qoplamali elektr isitish quvurlarining qarshilik simi va ichki g'ilof devori orasidagi halqali bo'shliqni to'ldiruvchi magniy oksidi (MgO) kukuni nafaqat elektr izolyatori, balki siqilish zichligi bilan bir vaqtning o'zida ikkita qarama-qarshi ishlash xususiyatlarini boshqaradigan muhim funktsional elementdir. Siqilish zichligi oshgani sayin, elektr izolyatsiyasining qarshiligi (megohmlarda) ortadi. Siqilgan MgO kristallari bilan ionizatsiya oqimining oqish yo'llari uchun havo bo'shliqlari mavjud emas. MgO qatlami bo'ylab issiqlik o'tkazuvchanligi ham siqilish zichligi bilan ko'tariladi, chunki qo'shni kristallar orasidagi qattiq-qattiq aloqa havo bo'shliqlari bo'ylab o'tkazuvchanlikka qaraganda issiqlikni ancha samarali o'tkazadi. Ammo juda ko'p siqilish zichligi siljish jarayonida qarshilik simining yoki qobiqning mexanik shikastlanishiga tahdiddir. Ushbu maqola MgO qadoqlash zichligi va isitgichning ishlashi o'rtasidagi bog'liqlikni baholaydi va talab qilinadigan ish sharoitida 316 qoplamali isitgichlar uchun elektr xavfsizligi va issiqlik samaradorligini ta'minlaydigan spetsifikatsiyalar tizimini taqdim etadi.

Siqilish zichligi va uni o'lchashning jismoniy asoslari

The magnesium oxide powder, which is first put into a straight or coiled sheath assembly, has a bulk density of around 1.6-1.8 g/cm 3 , filling about 50-55 % of the annular volume, the balance being interstitial air. The MgO crystals are mechanically compressed to a final density of 2.8‐3.2 g/cm3, i.e. 85‐95 % of the theoretical crystal density of 3.58 g/cm3, in a swaging or rolling process reducing the sheath outer diameter by 10‐25 %. The basic quality parameter is the compaction density ratio – actual density to theoretical density. At compaction densities below 2.6 g/cm3 (around 73% of theoretical) the MgO matrix possesses interconnecting gaps which allow for the absorption of moisture from the atmosphere. Absorbed water causes a substantial reduction in electrical resistivity, from >1000 megohm atrof-muhit haroratida<1 megohm, triggering ground fault circuit disruption or nuisance tripping. Crushing force applied to MgO crystals surpasses their fracture strength at compaction densities above 3.2 g/cm3 (89 % of theoretical) and microcracks are generated that increase the void volume and impair long-term insulating stability. For 316 sheathed heaters, the best compaction density range is 2.9-3.1 g/cm3, achieved by a controlled swaging reduction of 15-18 % and verified by density measurement on randomly chosen heaters (usually by weighing a known volume of MgO taken from a destructively tested unit).

Siqilish holatining funktsiyasi sifatida elektr izolyatsiyasining qarshiligi

MgO siqilish zichligi va elektr izolyatsiyasi qarshiligi o'rtasidagi bog'liqlik eksponensial egri chiziqdir. Sovuq (25 daraja) 316 g'ilofining odatdagi izolyatsiyalash qarshiligi 2,6 g/sm ^ 3 da 50-200 megohmni tashkil qiladi, ko'plab sanoat maqsadlarida foydalanish uchun deyarli toqat qilmaydi, lekin namlikka juda sezgir. Sovuq izolyatsiyaga chidamliligi 2,9 g / sm3 da 500-2000 megohmgacha ko'tarilib, nam holatlar uchun yaxshi buferni taklif qiladi. Izolyatsiya qarshiligi odatda 3,1 g / sm3 da 5000 megohmdan oshadi, bu juda yaxshi ishlab chiqarish sifati. Haroratga bog'liqlik kamroq ahamiyatga ega: isitgich 400-600 daraja (ichki MgO harorati) haroratda ishlaganda izolyatsiyalash qarshiligi uch-to'rt darajaga kamayadi. Yaxshi siqilgan isitgich (3,0 g/sm³) 500 gradusda 5-10 megohmga ega, bu 240 VAC da 0,5 mA dan ortiq oqish oqimining oldini olish uchun etarli. Zaif siqilgan isitgich (2,7 g/sm3) bir xil haroratda bir necha milliamperlik oqish oqimi bilan 0,1 megohm dan pastga tushishi mumkin, bu esa yerdagi yoriqlar oldini olish qurilmalarini ishdan chiqaradi yoki tuproqsiz tizimlarda elektr toki urishi xavfini keltirib chiqaradi. Bundan tashqari, namlikka sezgirlik ham muhimdir. 2,8 g/sm3 gacha siqilgan va 48 soat davomida 80 foiz nisbiy namlik ta'sirida bo'lgan isitgich og'irligi bo'yicha 0,5 dan 1,0 foizgacha namlikni olishi mumkin, bu esa izolyatsiya qarshiligini 10 megohmdan pastga tushiradi. 3,0 g / sm ^ 3 da bir xil isitgich faqat 0,1-0,2% namlikni yutadi va > 100 megohmga ega. Tashqi makon yoki yuvish uchun mo'ljallangan 316 ta qoplamali isitgichlar uchun minimal zichlik zichligi 3,0 g / sm 3 bo'lgan muhrlangan tugatish uchi talab qilinadi.

Siqilgan MgO qatlami orqali issiqlik o'tkazuvchanligi

Siqilgan MgO kukunining samarali issiqlik o'tkazuvchanligi zichlikning muhim funktsiyasi va harorat funktsiyasidir. 400 daraja issiqlik o'tkazuvchanligi taxminan 2,5-3,0 Vt/m·K, 2,6 g/sm³ - qattiq MgO (taxminan 40 Vt/m·K) dan ancha past, chunki havo bo'shliqlari (issiqlik o'tkazuvchanligi 0,03 Vt/m·K) issiqlik izolyatori vazifasini bajaradi{3–4} g/m·5.K/sm. 3,1 g / sm3 o'tkazuvchanlik: 6,5-7,5 Vt / m · K Bu farq to'g'ridan-to'g'ri MgO qatlami ustidagi haroratning pasayishidagi farqda namoyon bo'ladi. 750 daraja ichki qarshilik simi bo'lgan odatiy 316 g'ilof uchun 2 mm qalinlikdagi 2 mm qalinlikdagi 2,6 g / sm ^ 3 zichlikdagi MgO qatlami bo'ylab haroratning pasayishi ~ 180-220 daraja, ichki qobiq devorining harorati 530-570 daraja. 3,1 g / sm 3 da bir xil issiqlik oqimi bir xil sim haroratida ichki qobiq devorida faqat 80-100 daraja (650-670 daraja) harorat farqiga olib keladi. Sovutgichli g'ilof devori oksidlanish tezligini sekinlashtiradi va isitgichning ishlash muddatini uzaytiradi. Shu bilan bir qatorda, ma'lum bir ruxsat etilgan g'ilof harorati bilan (masalan, ma'lum bir suyuqlikdagi miqyosni oldini olish uchun maksimal 550 daraja), kattaroq siqilish zichligi yuqori quvvat chiqishi yoki kichikroq isitgich konvertiga imkon beradi. Quyidagi jadval MgO siqilgan zichlik, natijada termal ishlash va elektr ishonchliligi o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlaydi.

Siqilish zichligi (g/sm3) Nazariy zichlikning % MgOIzolyatsiya qarshiligi (sovuq) (megohm, quruq) 400 C da issiqlik o'tkazuvchanligi (Vt/mK) Namlikni yutish darajasi (48 soatdan keyin massa %), 80% RH) Tavsiya etilgan qo'llanilishi<2.6 <73 10-50 2.0-2.8 >1.5 Har qanday nam yoki nam xizmat uchun mos emas
2.6‑2.8 73‑78 50‑200 2.8‑3.8 0.8‑1.5 Quruq muhitda, past namlikda qoʻllanilishi
2,8‑2.9 78‑81 200‑500 3.8‑4.5 0.4‑0,8 Umumiy sanoat; muhrlangan terminallar bilan qabul qilinadi
2.9‑3.0 81‑84 500‑2000 4.5‑5.5 0.2‑0.4 Koʻpchilikda suvli va ochiq havoda xizmat koʻrsatish uchun tavsiya etiladi
3.0-3.1 84-86 2000-5000 5.5-6.5 0.1-0.2 Juda ishonchli; yuvish, dengiz yoki yuqori namlik
3.1-3.2 86-89 >5000 6.5-7.5 <0.1 Premium quality Maximum life duration and electrical safety3.2 >89 O‘zgaruvchan (yorilish tufayli kamayishi mumkin)7,0−8,0 Oldindan oldindan aytib bo‘lmaydigan -siqilgan; simning shikastlanishi xavfi; Ishlab chiqarish jarayonini nazorat qilish va tekshirish usullaridan qoching

Izchil MgO siqilish zichligiga uchta ishlab chiqarish parametrlarini aniq nazorat qilish orqali erishiladi: MgO zarrachalarining o'lchamlarini taqsimlashni boshlash, chayqalish paytida pasayish foizi va siljish o'tishlari soni. Bimodal zarrachalar hajmining taqsimlanishi (200–400 mkm boʻlgan 70–80% qoʻpol kristallar va 20–50 mkm boʻlgan 20–30% nozik kristallar) oʻrashdan oldin kattaroq zichlikka olib keladi va maqsad zichligiga erishish uchun kamroq qisqartirishni talab qiladi. Sarg'ishning qisqarishi (boshlang'ich OD minus yakuniy OD)/boshlang'ich OD 12 mm OD qobig'ining 10,2 mm gacha qisqarishi 15% ni tashkil qiladi, odatda MgO zichligini 1,7 dan 2,9 -3,0 g/sm3 gacha oshiradi. Bosqichlararo tavlanishlar bilan ikki yoki uchta siljish o'tishdan foydalanish{25}}g'ilof uzunligi bo'ylab bir martalik qisqarishga qaraganda bir xilroq zichlikni beradi. Tasdiqlash tartib-qoidalariga buzilmaydigan sig'im sinovlari (1 kHz chastotada siqilgan MgO ning dielektrik o'tkazuvchanligi chiziqli ravishda zichlik bilan bog'liq) va har bir ishlab chiqarish partiyasidan namunali isitgichlarning halokatli bo'linishi kiradi. Muhim ilovalar uchun 316 ta qoplamali isitgichni ko'rsatgan xaridorlar ASTM E12 (yoki shunga o'xshash) bo'yicha MgO zichligi bo'yicha sertifikatlangan sinov hisobotiga muhtoj bo'lishi mumkin. Terminalni muhrlash usuli, shuningdek, siqilish zichligi bilan o'zaro ta'sir qiladi, chunki ochiq yoki yomon yopilgan terminal namlikning kirib kelishiga imkon beradi, bu esa hatto yaxshi siqilgan MgO ni yengib chiqadi, holbuki yaxshi muhrlangan terminal (epoksi, silikon yoki shisha) dastlabki quruq izolyatsion qarshilikni doimiy ravishda saqlaydi.

Ishlaydigan isitgichlar va yomon siqilish belgilari + ishlamay qolish tahlili

Ishlatilayotgan isitgichlarda MgO siqish zichligining yetarli emasligining-uchta kuzatilishi mumkin boʻlgan maydon alomatlari mavjud. 1. Vaqti-vaqti bilan tuproqning uzilishi yuqori namlik davrida yoki isitgich tun davomida oʻchirilganida (namlikni MgO ichida kondensatsiya qilish uchun) yomonlashadi, lekin isitish moslamasi bir soatdan keyin tozalanadi. Ikkinchisi terminal uchi korroziyasi yoki tugatish joyi yaqinidagi 316 g'ilofning yashil rangsizlanishi. Bu elektrolitik qochqin oqimi nam MgO yo'nalishi bo'ylab oqayotganidan dalolat beradi. Uchinchidan, uning mahalliylashgan issiq nuqtalari mavjud bo'lib, ular g'ilofdagi rangsizlanish chiziqlari sifatida ko'rilishi mumkin. Noto'g'ri siqilish zichligi bir xil bo'lmagan issiqlik o'tkazuvchanligiga olib keladi-, bu esa qarshilik simining past zichlikli joylarda qizib ketishiga, yuqori zichlikli joylarda esa salqin bo'lishiga imkon beradi. Har xil nuqtalarda MgO ni olib tashlash va zichlikni o'lchash orqali ishlamaydigan isitgichni vayron qiluvchi o'rganish ildiz sababini tasdiqlaydi. Uzunlik bo'ylab ± 0,15 g / sm3 dan ortiq zichlik o'zgarishi ishlab chiqarishning yomon nazoratidan dalolat beradi. Bunday sharoitda javob isitish moslamasini dalada o'rnatish emas, balki uni boshqariladigan jarayon parametri sifatida siqilish zichligini belgilaydigan va tasdiqlovchi provayderning biriga almashtirishdir.

Xulosa: MgO siqilish zichligi asosiy sifat atributi sifatida

Ichki MgO kukunining siqilish zichligi 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan elektr isitish quvurlari uchun kichik ishlab chiqarish xususiyati emas - bu elektr xavfsizligi va termal ishlashning asosiy omilidir. Past -siqilgan MgO namlikni o'zlashtiradi, izolyatsiya qarshiligi pasayadi va elektr oqish xavfi paydo bo'ladi. Bu kam-siqilish va yomon issiqlik o'tkazuvchanligiga olib keladi, bu esa simning bir xil issiqlik chiqishi uchun qizib ketishiga olib keladi, bu esa tezroq oksidlanishga va isitgichning ishlash muddatini qisqartirishga olib keladi. Siqilishning optimal zichligi 2,9-3,1 g / sm 3 maksimal elektr ishonchliligi va samarali issiqlik tashish o'rtasidagi kelishuvdir. Namlik, suvga cho'mish yoki tashqi muhitga ta'sir qilishni talab qiladigan har qanday dastur uchun isitgichlarni tanlayotgan muhandislar minimal zichlik talabini (masalan, har bir lot uchun bitta birlikning destruktiv sinovi bilan tasdiqlangan 3,0 g / sm³) va terminalni muhrlash talablarini belgilashlari kerak. Bu erda tasvirlangan paradigma MgO siqilish zichligini o'lchash mumkin bo'lgan samaradorlik natijalari bilan bog'lashi mumkin, bu esa xaridorlarga ichki izolyatsiyaning parchalanishi tufayli tez orada ishlamay qoladigan qattiq sharoitlarda ishlashga mo'ljallangan isitgichlarni aniqlash imkonini beradi.