カートリッジ ヒーターの安全システムにおけるアース線の重要な役割

多くのカートリッジ ヒーターを接続する小さな緑-黄色のワイヤは、電源接続ほど注目されていませんが、安全にとって非常に重要であり、最新の産業安全要件で要求されています。電気的リスクから身を守るには、アース線の仕組み、設置方法、良好な状態に保つ方法を知る必要があります。

抵抗線を金属管の中に入れ、酸化マグネシウムの絶縁体で分離してカートリッジヒーターを作ります。この設計は、新しいときに熱を伝達し、電気を分離するのに最適です。しかし、時間の経過とともに、温度サイクル、機械的ストレス、湿気の侵入により、内部断熱材は徐々に摩耗していきます。抵抗線が金属シースに接触すると、ヒーター本体全体に線間電圧で電力が供給されます。ヒーターや連動する金属部分が接地されていない場合、接触すると感電の原因となります。

接地線は、低抵抗のチャネルに故障電流を与えます。正しく構築されていれば、絶縁が切れた場合でもヒーターのシースはアース電位に保たれます。電流は人を通らずにアース線を流れます。回路保護装置は異常な電流の流れを検出し、電力を遮断します。アース線がないか、接続されていない場合、または正しく接続されていない場合、この保護は機能しません。

アース線の設置方法は、アース線がどのように機能するかに大きな影響を与えます。ヒーターが膨張したり、振動したり、メンテナンスのために移動したりする場合でも、しっかりと接続する必要があります。ワイヤーをヒーター端に機械的に押し込むかしめ接続は、通常、温度の変化によって緩む可能性がある圧着端子よりも長持ちします。ワイヤゲージは、起こり得る故障電流に対応できなければなりません。 240V アプリケーションの場合、これは少なくとも 16 AWG を意味し、より大きな電圧または故障電流の場合はより重いゲージを意味します。

ルーティング中の損害を避けるために、事前に計画を立てる必要があります。アース線と電源リードは磨耗を避けるために互いに接触しないようにしますが、引っかからないようにしっかりと接続する必要があります。ヒーター出口近くのストレインリリーフにより、ワイヤーの曲がりによる疲労を防ぎます。温度定格は、105 度に耐えられる環境標準の PVC 絶縁材と同じかそれより高くなければなりません。{3}}ただし、ホットゾーンの近くでは、高温のシリコンまたはグラスファイバーが必要です。-長すぎると物事が乱雑になり、害を及ぼす可能性が高くなります。長さが短すぎると接続にストレスがかかります。

連続性の検証は試運転とメンテナンスの一部として行う必要があります。抵抗計を使ってヒーターのシースから主接地点までを簡単にチェックすると、抵抗が 1 オーム未満であることがわかります。値が高い場合は、接続が緩んでいるか、端子が腐食しているか、導体が小さすぎることを意味します。このテストには数秒しかかかりませんが、危険になる前にインストールの間違いを検出します。

アース線の完全性テストは、メンテナンスがいつ必要になるかを予測するプログラムと連動します。年次テストでは、化学的条件での腐食、振動の多い用途での疲労、近くの高温の表面からの熱損傷など、悪化する問題が発見されます。時間の経過とともに、接地抵抗値の傾向はゆっくりと低下し、その後完全に故障します。

現代の安全規制では、地絡を検出するために単なる基本的な接地以上のものを必要としています。地絡回路遮断器は、供給導体と戻り導体の間の電流バランスを監視します。感電の危険が生じる前に、絶縁が破壊されていることを示す小さな漏れ電流を見つけることができます。これらの敏感なガジェットは 5 ～ 30 ミリアンペアでトリップする可能性があり、アース接続がまだ正常であっても動作することを意味します。しかし、GFCI が対処しきれない可能性のある高規模の障害に耐えられる接地線の代わりにはなりません。{6}}

国際規格はその具体的な基準が異なりますが、接地が必要であるという点では共通しています。ヨーロッパの CE 指定では、正確なワイヤの色と接続ハードウェアによる完全な接地が必要です。北米におけるほぼすべての工業用暖房用途について、NEC 規格では機器を接地する必要があると定めています。輸出規制により調和が促されるにつれ、アジアの製造基準はこれらの国際基準にますます似てきています。

適切なグラウンディングを必要とするビジネスケースには、単にルールに従うだけではありません。保険引受会社はリスクを分析する際、物事がどの程度しっかりと根拠に基づいているかに注目します。電気事故が発生した場合、事故調査では接地がどの程度適切に行われているかが調査されます。適切に接地されたシステムは、デューデリジェンスが行われていることを示し、責任を制限します。また、地絡検出では一般的に次のような問題が検出されます。