Għaliex l-Interrupter tal-Ħtija tal-Art għal Heater PFA Għandu jkollu Limitu tal-Vjaġġ Inferjuri minn 30mA għal Ilma Dejonizzat?

L-ilma dejonizzat (DI) għandu konduttività elettrika baxxa ħafna-tipikament 0.1-10 µS/ċm, meta mqabbel ma' 500-1,000 µS/ċm għall-ilma tal-vit. Ħsara ta 'l-art meta l-għant PFA jiġi kompromess u l-element tat-tisħin imiss ma' l-ilma DI jirriżulta f'kurrent ta 'tnixxija sostanzjalment iżgħar milli fl-ilma tal-vit, minħabba r-reżistenza għolja ta' l-ilma DI. GFCI normali ta '30 mA (interrutur taċ-ċirkwit tal-ħsara fl-art) jista' ma jikkawżax minħabba li t-tnixxija mill-ilma DI tista 'tkun biss 5-15 mA baxxa wisq biex tgħaddi l-limitu ta' 30 mA. Il-heater għadu jaħdem b'ħsara moħbija u l-qalba tal-metall tissaddad progressivament matul ġimgħat jew xhur. Eventwalment il-prodotti tal-korrużjoni jistgħu jiffurmaw kanal konduttiv jew il-qalba tista 'tfalli tiftaħ, iżda d-dewmien jippermetti kontaminazzjoni tal-banju. Il-vjaġġ GFCI għas-sistemi tal-ilma DI għandu jkun 5-10 mA, mhux 30 mA. Xi pajjiżi jippermettu 5 mA f'fluwidi ta 'reżistenza għolja għall-protezzjoni tat-tagħmir.

Kurrent ta 'tnixxija u konduttività fl-Ilma DI
Il-kurrent ta 'tnixxija lejn l-art permezz ta' l-ilma DI minn element ta 'tisħin espost (120 VAC) huwa mogħti minn I=V / R, fejn R hija r-reżistenza tal-kanal ta' l-ilma. Reżistenza R=ρ × L / A Fejn ρ=reżistenza (Ω·cm) L=tul tal-mogħdija (ċm) A=żona ta' sezzjoni trasversali-(cm 2) Għall-ilma DI b'ρ=1 MΩ-ċm (1,000,000,000 Ω{1}{1}} Ω{1}=Ω{1}}=ċm2 R=1,000,000 x 10 / 1=10,000,000 Ω Kurrent ta' tnixxija I=120 / 10,000,000=0.012 mA- ferm taħt kwalunkwe limitu. Imma jekk iż-żona miftuħa hija akbar (A=100 ċm 2 ) u r-rotta tkun iqsar (L=1 ċm), R=1,000,000 x 1 / 100=10,000 Ohms I=120 / 10,000=12 mA. Dan huwa aktar minn 5 mA iżda inqas minn 30 mA. GFCI ta' 30 mA ma jmurx, iżda GFCI ta' 5 mA, fi żmien 200 sa 300 ms.

Hekk kif il-qalba tal-heater jissaddad joni tal-metall (nikil, ħadid, kromju) dewweb fl-ilma DI żżid il-konduttività. Difett żgħir li jibda minn 12 mA jista 'jiżdied għal 30 mA f'24 sa 48 siegħa. Il-heater jibqa' mixgħul matul dan il-perjodu u l-ilma DI jiġi kkontaminat b'joni tal-metall. Anke ammonti ppb ta 'jonji tal-metall jistgħu jeqirdu l-prodott f'sistemi DI semikondutturi jew farmaċewtiċi. GFCI ta' 5 mA se jivvjaġġa qabel ma l-ħsara tkun kbira wisq, u tnaqqas it-tniġġis.

DI Water GFCI Trip Threshold Tqabbil
Konduttività tat-Tip tal-Ilma (µS/cm)Kurrent ta' Tnixxija Tipika minn Ħsara Żgħira (mA) 30 mA Vjaġġ tal-GFCI? 10 mA GFCI Vjaġġ? Vjaġġ ta' 5 mA GFCI? Riskju ta' Ħsara Mhux Individwat
Ilma tal-vit 500 50-200 Iva (immedjat) Iva Iva Baxxa
Ilma RO 10-50 10-50 Xi drabi (marġinali) Iva (ħafna mill-każijiet) Iva Moderat
DI water (1 MΩ·cm) 1 1-15 Rare (only huge faults) Sometimes Yes (for faults >5 mA) Għoli bi 30 mA Ultra-DI pur (18 MΩ·cm) 0.055 0.1-2 Le Le (ħsarat<10 mA) No (faults <5 mA) Very high (GFCI may never trip)
Konsiderazzjonijiet Speċjali għal Ultra-DI Pura
Kurrenti ta' tnixxija minn difetti tal-heater f'ilma DI ultra-pur (18 MΩ·cm, kif użat f'fabs semikondutturi) huma tipikament<1 mA. "30 mA or 5 mA GFCI's will not trip." For such systems the heater has to be developed with numerous barriers (e.g. double PFA sheaths) or with a different heating mechanism (e.g. in-line quartz heater). Some facilities employ insulation resistance monitoring (IRM) instead of GFCI: the system continually measures resistance between the heating element and earth ground. If the resistance is below a certain threshold (e.g. 10 MΩ for ultra-pure DI), an alarm is raised. IRM can detect GFC issues that would never trip a GFCI because the leakage current is too low (0.5 mA at 120 V through 240 kΩ? Wait: I=120/10e6=0.012 mA). Actually, at 10 MΩ you get 0.012 mA that the IRM can detect but the GFCI cannot. 1–10 MΩ IRM thresholds are utilised.

Ir-reżistività għall-biċċa l-kbira tas-sistemi tal-ilma DI (mhux-semikondutturi) hija 0.5–5 MΩ·cm u jintużaw 5–10 mA GFCIs. Għal semikondutturi ultra-DI pur, uża IRM (allarm f'1-10 MΩ) + kostruzzjoni ta 'barriera doppja.

Kodiċi u implikazzjonijiet għal ġurisdizzjonijiet
NEC (NFPA 70) 3. L-Artikolu 426 jitlob għall-prevenzjoni ta' ħsara fl-art għal tagħmir tat-tisħin elettriku installat. L-issettjar massimu tal-vjaġġ għal ħiters sommerġibbli għas-sigurtà tal-persunal huwa 30 mA. Madankollu l-artikolu 427 jipprovdi għal limiti aktar baxxi (sa 5 mA) għall-protezzjoni tat-tagħmir meta l-protezzjoni tal-persunal ma tkunx il-prijorità ewlenija (eż. ħiters f'żoni aċċessibbli fejn ma jkunx hemm kuntatt mal-utent). Għas-sistemi tal-ilma DI, speċifika "protezzjoni tat-tagħmir GFCI" b'limitu ta' vjaġġ ta' 5 sa 10 mA. Xi ġurisdizzjonijiet jeħtieġu GFCI 5 mA għal kwalunkwe heater fl-ilma li jkollu konduttività inqas minn 100 microsiemens/ċm. "Iċċekkja l-kodiċijiet lokali.

Għat-twaħħil mill-ġdid ta 'tankijiet tal-ilma DI eżistenti uża 5 mA GFCI minflok 30 mA GFCI L-unitajiet huma sostitwibbli (fattur ta' forma identiku) u jiswew $50–$100, b'mod sinifikanti inqas mill-ispiża ta 'okkorrenza waħda ta' kontaminazzjoni.

Eżempju tal-Qasam
Ġew impjegati 30 mA GFCIs għall-ħiters PFA fil-loop tal-illustrar tal-ilma DI ta 'fab semikondutturi. It-3 ħiters żviluppaw ħsarat żgħar fuq l-art (kurrent ta' tnixxija 10-20 mA) fuq sentejn li ma tfixklux il-GFCI ta' 30 mA. L-ebda allarmi rrappurtati mill-operaturi. Ioni tal-metall (ħadid, nikil) lissija fl-ilma DI jżidu r-reżistenza minn 18 MΩ * ċm għal 2 MΩ * ċm u kkontaminaw lott ta 'wejfers. Il-fab inbidel għal 5 mA GFCIs. Ħsarat tal-heater minn hemm 'il quddiem ikkawżat malajr f'5 mA u t-tniġġis tnaqqas għal livelli insinifikanti. Il-fab inkorpora wkoll IRM b'limitu ta 'twissija ta' 10 MΩ għal loops estremament puri.

Konklużjoni: 5-10 mA GFCI għal DI Water
The poor conductivity of deionised water restricts ground fault currents to 5 to 20 mA for normal breach sizes. A 30 mA GFCI may not trip, and the heater continues to run with an undetected fault, which can corrode the core and contaminate the bath. For DI water systems (0.5 to 5 MΩ·cm resistivity) provide a GFCI with a 5 to 10 mA trip point . For ultra-pure DI water (>10 MΩ-ċm) jimpjegaw monitoraġġ tar-reżistenza tal-insulazzjoni, mhux GFCI. L-ispiża ta '5 mA GFCI hija pjuttost baxxa meta mqabbla mal-ispiża tal-kontaminazzjoni. Tibgħatx heater PFA b'GFCI ta' 30 mA għal servizz ta' ilma DI. Lower speċifika Vjaġġ kmieni, vjaġġ spiss. Ipproteġi l-Banju Ipproteġi l-Prodott.