この管状ヒーター内の電気絶縁は漏れ電流を防ぐためにどのように設計されていますか?

高純度酸化マグネシウム (MgO) 絶縁体
内部の一次電気絶縁 チューブラーヒーター は高純度の酸化マグネシウム (MgO) で構成されており、優れた絶縁抵抗を提供すると同時に、内部抵抗線からシースへの効率的な熱伝達を促進するという 2 つの目的を果たします。不純物や水分が含まれていると絶縁抵抗が大幅に低下し、漏れ電流のリスクが増加する可能性があるため、MgO の純度は非常に重要です。 MgO は圧縮されて空隙がなくなり、抵抗線の周囲を一貫して覆うことができるため、故障することなく高圧に耐えることができます。その結晶構造は極端な温度下でも安定しています。これは、熱サイクルや長時間の高温によって低品質の断熱材が劣化する可能性がある、連続使用の産業用途では特に重要です。 MgO は高い熱伝導率を備えているため、熱が迅速かつ均一にシースに伝達され、絶縁システムの電気的完全性を損なう可能性のあるホットスポットが回避されます。また、化学的不活性性と耐酸化性により、攻撃的または湿気の多い産業環境での使用に適しており、ヒーターの動作寿命にわたって電気的絶縁と長期信頼性を維持します。

集中抵抗線の形状
管状ヒーターの設計では、金属シースの中心軸に沿って抵抗線を正確に配置することが、均一な絶縁厚を実現するために重要であり、これは局所的な絶縁破壊を防ぐために不可欠です。抵抗線が完全に中心に配置されている場合、酸化マグネシウム絶縁体が線を均一に包み込み、漏れ電流や早期故障の原因となる薄い箇所を排除します。この同心円形状は熱分布も最適化し、時間の経過とともに微小亀裂を引き起こす可能性のある断熱材への熱応力を最小限に抑えます。中央の位置合わせは、熱膨張や機械的振動時のヒーターの構造的安定性に貢献し、導電経路を形成する可能性のあるワイヤの変位や絶縁体の沈下を防ぎます。エンジニアは、シースに対する間隔とワイヤの直径を慎重に計算して、ワット密度、熱出力、絶縁抵抗のバランスをとり、安全性と効率性の両方を確保します。さらに、この設計アプローチにより、管状ヒーターは、頻繁なオン/オフサイクルや可変電圧負荷の条件下でも、長期間の動作期間にわたって高い絶縁抵抗を維持できます。これは、一貫した予測可能な熱性能を必要とする産業プロセスにとって重要です。

機械的圧縮およびスウェージングプロセス
管状ヒーター内の酸化マグネシウム粉末は、スエージング、絞り、コールドプレスなどの慎重に制御された機械プロセスを通じて圧縮され、緻密で均一な絶縁層が生成されます。この圧縮により、漏電の経路として機能したり、湿気の侵入を促進したりするエアポケットやマイクロボイドが排除され、いずれも時間の経過とともに絶縁抵抗が低下します。また、高密度に圧縮された MgO 層により絶縁体の熱伝導率が大幅に向上し、電気絶縁を維持しながら抵抗線から外側シースへの迅速な熱伝達が確保されます。また、スエージ加工と絞り加工により内部コンポーネントが機械的に安定し、熱膨張サイクル中のワイヤの動きや産業用機器の振動のリスクが軽減されます。エンジニアは、圧力や粉末粒子サイズなどの圧縮パラメータを最適化し、最大の絶縁耐力、構造的完全性、効率的な熱性能の間のバランスを実現します。その結果、高温、機械的衝撃、または長時間の連続動作を特徴とする環境であっても、その動作寿命全体にわたって、極めて低い漏れ電流と高い絶縁抵抗を維持できる管状ヒーターが実現しました。

終端部の気密封止
管状ヒーターの端は、適切に密閉されていないと電気絶縁が損なわれる可能性がある重要な箇所です。セラミックビーズ、ガラス対金属シール、高温エポキシ、または機械的に圧着されたクロージャーを使用した終端のハーメチックシールは、絶縁抵抗を大幅に低下させ、漏れ電流につながる可能性がある湿気、ほこり、油、または腐食性化学物質の侵入を防ぎます。このシールは、液体や空気中の汚染物質にさらされることが一般的な工業、食品加工、化学、または屋外用途で特に重要です。また、効果的なエンドシーリングにより、熱サイクル中の内部導体と MgO 絶縁体の機械的安定性が確保され、導電経路を形成する可能性のある移動や沈下が防止されます。エンジニアは、発熱体と接地シースの間に安定した長期電気バリアを維持するために、熱膨張適合性、耐薬品性、誘電特性に基づいてシール材を慎重に選択します。適切に密閉された終端と、高密度 MgO 絶縁体および正確なワイヤ位置合わせにより、チューブラー ヒーターは過酷なまたは変化する環境条件下でも安全性と動作効率の両方を維持します。

高信頼性シース材料
管状ヒーターの外側シースは、機械的保護を超えて、接地、耐薬品性、熱伝導など、複数の重要な機能を果たします。ステンレス鋼、インコロイ、インコネル、銅などの一般的なシース材料は、高い動作温度で構造的完全性を維持しながら、腐食、酸化、機械的磨耗に耐える能力に基づいて選択されます。シースは、抵抗線と外部環境の間の主な接地バリアとして機能し、あらゆる故障電流が安全に接地に流されるようにします。材料の選択では、酸化マグネシウム絶縁体および抵抗線との適​​合性も考慮し、絶縁抵抗を低下させる可能性のある電気腐食や汚染のリスクを最小限に抑えます。シースの機械的強度により、内部導体が露出して漏れ経路が生じる可能性がある変形や亀裂が防止されます。シースの熱伝導率により、周囲の媒体への迅速な熱伝達が確保され、長時間の高温動作中でも、MgO 絶縁体の誘電性能を損なうことなく、ヒーターが効率的に動作することが可能になります。