Il ruolo critico dei cavi di terra nei sistemi di sicurezza dei riscaldatori a cartuccia
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Il piccolo filo verde-giallo che collega molti riscaldatori a cartuccia riceve meno attenzione rispetto ai collegamenti di alimentazione, ma è molto importante per la sicurezza ed è richiesto dai moderni requisiti di sicurezza industriale. Per proteggersi dai rischi elettrici, è necessario sapere come funzionano i cavi di terra, come installarli e come mantenerli in buone condizioni.
Il filo di resistenza viene inserito all'interno di un tubo metallico e separato da un isolamento in ossido di magnesio per creare un riscaldatore a cartuccia. Questo design funziona benissimo per trasferire il calore e mantenere l'elettricità separata quando è nuovo. Ma con il passare del tempo, i cicli termici, lo stress meccanico e l'ingresso di umidità logoreranno lentamente l'isolamento interno. L'intero corpo del riscaldatore viene alimentato alla tensione di rete quando il filo della resistenza tocca la guaina metallica. Se il riscaldatore o le parti metalliche collegate non sono messe a terra, toccarle può causare una scossa.
Il filo di terra fornisce alla corrente di guasto un canale con bassa resistenza. Se costruito correttamente, mantiene la guaina del riscaldatore al potenziale di terra anche quando viene a mancare l'isolamento. Invece di attraversare le persone, la corrente scorre attraverso il filo di terra. I dispositivi di protezione del circuito rilevano lo strano flusso di corrente e interrompono l'alimentazione. Se i fili di terra mancano, sono scollegati o non sono posizionati correttamente, questa protezione non funzionerà.
Il modo in cui installi i cavi di terra ha un grande effetto sul loro funzionamento. Anche quando il riscaldatore si espande, vibra o viene spostato per la manutenzione, il collegamento deve essere stretto. I collegamenti pressati, in cui il filo viene schiacciato meccanicamente nell'estremità del riscaldatore, di solito durano più a lungo dei terminali crimpati, che possono allentarsi al variare della temperatura. La sezione del filo deve essere in grado di sopportare eventuali correnti di guasto. Per le applicazioni a 240 V, ciò significa almeno 16 AWG e per tensioni o correnti di guasto maggiori significa calibri più pesanti.
È necessario pianificare in anticipo per evitare danni durante il percorso. I cavi di terra e quelli di alimentazione non devono toccarsi tra loro per evitare usura, ma devono comunque essere fissati saldamente per evitare che rimangano impigliati. Il pressacavo vicino all'uscita del riscaldatore impedisce al filo di stancarsi a causa della piegatura. La temperatura nominale deve essere uguale o superiore a quella dell'isolamento in PVC standard dell'ambiente-, che può tollerare 105 gradi. Tuttavia, vicino alle zone calde, sono necessari-silicone o fibra di vetro ad alta temperatura. Troppa lunghezza rende le cose confuse e aumenta la possibilità di danni; una lunghezza troppo ridotta mette a dura prova le connessioni.
La verifica della continuità dovrebbe far parte della messa in servizio e della manutenzione. Un semplice controllo con un ohmmetro dalla guaina del riscaldatore al punto di messa a terra principale dovrebbe rivelare una resistenza inferiore a 1 ohm. Valori più alti significano che i collegamenti sono allentati, i terminali sono corrosi o i conduttori sono troppo piccoli. Questo test richiede solo pochi secondi, ma rileva gli errori nell'installazione prima che diventino pericolosi.
Il test dell'integrità del filo di terra funziona con programmi che prevedono quando è necessaria la manutenzione. I test annuali rilevano problemi che stanno peggiorando, come la corrosione in condizioni chimiche, l'affaticamento in applicazioni con molte vibrazioni o danni termici dovuti a superfici calde nelle vicinanze. Nel corso del tempo, i valori di tendenza della resistenza del terreno mostrano un lento declino che precede il completo fallimento.
Le moderne norme di sicurezza richiedono qualcosa di più della semplice messa a terra di base per individuare guasti a terra. Gli interruttori differenziali tengono d'occhio l'equilibrio di corrente tra i conduttori di alimentazione e di ritorno. Possono individuare piccole correnti di dispersione che dimostrano che l'isolamento si sta rompendo prima che diventino pericoli di scosse elettriche. Questi gadget sensibili possono scattare da 5 a 30 milliampere, il che significa che continueranno a funzionare anche se le connessioni di terra sono ancora a posto. Ma non sostituiscono i cavi di messa a terra in grado di resistere a guasti di elevata-magnitudine che potrebbero essere eccessivi da gestire per GFCI.
Gli standard internazionali differiscono nei loro criteri specifici, ma tutti concordano sulla necessità della messa a terra. La designazione CE in Europa richiede una messa a terra completa con colori dei cavi e hardware di connessione precisi. Per quasi tutti gli usi del riscaldamento industriale nel Nord America, gli standard NEC affermano che le apparecchiature devono essere collegate a terra. Mentre le normative sulle esportazioni spingono verso l’armonizzazione, gli standard di produzione asiatici stanno diventando sempre più simili a quelli internazionali.
La motivazione aziendale per avere basi adeguate va oltre il semplice rispetto delle regole. Quando analizzano il rischio, gli assicuratori valutano quanto bene siano fondate le cose. Quando si verificano incidenti elettrici, le indagini sugli incidenti esaminano la qualità della messa a terra. I sistemi adeguatamente fondati dimostrano che è stata effettuata la dovuta diligenza, il che limita la responsabilità. Inoltre, il rilevamento dei guasti a terra viene comunemente rilevato
