Úvahy o elektrické bezpečnosti u ohřívačů kazet pracujících při teplotě -196 stupňů v průmyslovém prostředí

Elektrická bezpečnost v kryogenních prostředích zahrnuje rizika, která nejsou přítomna ve většině průmyslových prostředí. Ohřívače kazet, které pracují při -196 stupních, mají specifické problémy s elektrickou bezpečností, které vyžadují speciální konstrukční charakteristiky, instalační metody a provozní postupy. Důkladné pochopení těchto bezpečnostních problémů zajišťuje, že jsou použity správné specifikace a že zařízení je bezpečné používat po celou dobu jeho životnosti.

Potíže s integritou izolace výrazně narůstají při kryogenních teplotách způsobem, který konvenční elektrické testování nepředpokládá. Po ochlazení na -196 stupňů vykazují standardní elektroizolační materiály obrovské změny ve svých dielektrických charakteristikách. Některé materiály jsou velmi křehké a lámou se, což umožňuje, aby jimi prosakovala elektřina. Někteří lidé si mohou všimnout odchylek ve vodivosti, které způsobí, že izolační odpor o hodně klesne. Kryogenní ohřívače mají izolační systémy, které byly speciálně navrženy a testovány tak, aby dobře fungovaly s elektřinou při těchto velmi nízkých teplotách.


Kvůli změnám vodivosti prostředí se požadavky na uzemnění stávají velmi důležitými v kryogenním provozu. Když je vzduch suchý, nejsou kolem koncovek žádné vodivé cesty k zemi. Když je vzduch vlhký, mohou se vytvořit tyto kanály. Ochrana proti zemnímu spojení a vyrovnání potenciálů jsou dvě důležité součásti dobrého návrhu uzemnění, které chrání lidi před vystavením nebezpečnému napětí. Konstrukce uzemňovacího systému musí umožňovat cyklování teplot, aniž by docházelo k uvolnění spojů nebo rozpadu materiálů.

V kryogenních podmínkách vlhkost a led představují elektrická rizika, která se liší od těch v jiných situacích. Kondenzace, která se tvoří kolem elektrických spojů, rychle zamrzá, což může způsobit natažení izolačních systémů a dokonce i jejich prasknutí. Mezi svorkami nebo mezi svorkami a uzemněnými povrchy se může hromadit led, což může způsobit zkrat nebo úraz elektrickým proudem. Těsnicí systémy, které zadržují vlhkost, jsou bezpečnostní-kritické prvky, které je třeba velmi pečlivě testovat.

V kryogenních podmínkách jsou rizika obloukového výboje velmi odlišná, protože se mění vlastnosti materiálů. Když teplota klesne, způsob chování oblouků se změní, což může vést k odlišným vzorcům nebezpečí, než jaká předpovídá typická analýza obloukového výboje. Kryogenní zařízení mají někdy atmosféru s větším množstvím kyslíku, což zvyšuje pravděpodobnost požárů a výbuchů. Specifikace ohřívače by měly zohledňovat tyto environmentální prvky použitím konstrukcí odolných proti oblouku-a nastavením správných hodnot poruchového proudu pro každou situaci instalace.

Pro ochranu pracovníků musí bezpečnostní normy přesahovat běžné elektrické pracovní procesy. Při provádění elektrických oprav na kryogenním zařízení si musíte být vědomi rizika úrazu elektrickým proudem a kryogenních popálenin. Postupy označení-zablokování musí brát v úvahu tepelnou energii uloženou v chladných systémech, která by mohla věci rychle zmrazit, když se s nimi dostanou do kontaktu. Potřeby osobních ochranných prostředků jdou nad rámec běžného elektrického bezpečnostního vybavení. Například ruce, oči a povrchy těla potřebují kryogenní ochranu.

Pro každé konkrétní použití vyžaduje soulad s kódem zvláštní výklad. Elektrické předpisy poskytují obecné rady, které jsou většinou určeny pro normální situace. Kryogenní aplikace však vyžadují specifický výklad pro velmi drsné podmínky. Inspekční orgány toho o kryogenních elektrických zařízeních nemusí moc vědět, proto je třeba pacienty poučit a mít připravené veškeré papíry. Podrobná technická dokumentace, která ukazuje shodu s kódem, pomáhá při schvalovacím procesu a zajišťuje, že jsou splněna skutečná bezpečnostní kritéria.

Plánování pro případ nouze musí zahrnovat konkrétní kroky, které je třeba podniknout v případě problémů s ohřívačem-v kryogenních podmínkách. Odezva na oheň v kryogenních podmínkách vyžaduje specializované protokoly, které berou v úvahu vytěsnění kyslíku a chování materiálu při nízkých teplotách. Tvořící se led na odpojovačích nebo zařízení v těsných místech může ztížit elektrickou izolaci. Plánování dopředu, jak reagovat na incidenty, je činí bezpečnějšími, když k nim dojde.

Integrace bezpečnostního systému zabraňuje problémům s ohřívačem použitím mnoha úrovní bezpečnosti. Zařízení omezující teplotu, přerušovače zemního spojení a nouzové vypínací systémy spolupracují s hlavním ohřívačem, aby jej udržely v chodu. Aby si bezpečnostní instrumentované systémy udržely určité úrovně integrity bezpečnosti, mohou potřebovat určité scénáře selhání vytápění a diagnostické schopnosti.