Manejo de calentadores de cartucho de alto voltaje: consideraciones de seguridad y rendimiento
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La mayoría de los calentadores de cartucho funcionan con voltajes convencionales como 120 V, 230 V o 480 V. Pero algunos usos necesitan voltajes mayores, generalmente por motivos de eficiencia o para funcionar con el sistema de distribución de energía actual. Los calentadores de cartucho que pueden manejar 600 V, 1000 V o más son diferentes de otros tipos de calentadores. El sistema de aislamiento debe ser lo suficientemente fuerte como para detener la formación de arcos, y la forma en que se instala debe tener en cuenta la tensión eléctrica adicional.
El aislamiento de óxido de magnesio es la parte más importante de un calentador de cartucho de alto-voltaje. El MgO estándar tiene una alta rigidez dieléctrica, pero su funcionamiento depende de qué tan bien esté compactado. Pueden producirse arcos en el MgO si hay un agujero o una grieta en él. Los fabricantes emplean MgO que ha sido tratado cuidadosamente para mejorar sus características dieléctricas para usos de alto-voltaje. La presión que se utiliza para compactar el polvo es mayor y, a veces, el polvo se trata con una aspiradora para eliminar las bolsas de aire. Un arco interno provocará que un calentador de alto-voltaje que utiliza MgO normal se averíe.
La longitud de la zona fría es aún más importante cuando el voltaje es alto. El cambio del cable de resistencia interna a los pines podría ser un punto débil. Si la zona fría es demasiado breve, el gradiente de voltaje hacia el final puede ser mayor que la rigidez dieléctrica del MgO, lo que puede provocar una avería. Agregar a la zona fría reduce el gradiente de voltaje y le brinda un margen de seguridad. Las zonas frías de 25 mm o más son frecuentes con tensiones superiores a 600 V.
Los cables deben poder soportar alto voltaje. La tensión nominal para el aislamiento de cables estándar puede ser de 300 V o 600 V. Para voltajes más altos, necesitas cables especiales-de alto voltaje con aislamiento más grueso o compuestos de caucho de silicona. Para detener la descarga de corona, que ocurre cuando el alto voltaje ioniza el aire alrededor de un conductor, generando ozono y rompiendo el aislamiento con el tiempo, se debe sellar la terminación en el cuerpo del calentador. Corona puede romper el aislamiento de plomo en tan solo unos meses.
Al instalar calentadores de alto-voltaje, debes tener especial cuidado. Debe mantener los cables alejados de bordes afilados y otros cables. Prevenir la formación de arcos es tan sencillo como mantener suficiente espacio entre los cables de alto-voltaje y tierra. En algunos casos, utilizar cables blindados o colocarlos en un conducto metálico conectado a tierra reduce el riesgo. La cavidad debe estar limpia y seca. Cualquier suciedad o residuo dentro del hueco puede formar un canal conductor desde la funda del calentador a tierra, lo que puede provocar una fuga de corriente que active los dispositivos de seguridad.
En caso de alta tensión, la conexión a tierra es mucho más importante. Una falla a tierra que podría producir un disparo molesto a 230 V podría desencadenar una falla catastrófica a 1000 V. La funda del calentador debe estar correctamente conectada a tierra y la ruta a tierra debe comprobarse periódicamente. El uso de un interruptor de circuito de falla a tierra-(GFCI) o un dispositivo de corriente residual (RCD) hecho para sistemas de alto-voltaje lo mantendrá a salvo contra corrientes de fuga.
La experiencia sugiere que no deberías intentar fabricar tú mismo-calefactores de cartucho de alto voltaje. Deben planificarse cuidadosamente, fabricarse con un alto nivel de calidad e instalarse correctamente. Los calentadores de alto-voltaje son mejores cuando se cumplen estos criterios, ya que utilizan menos corriente para la misma cantidad de energía, lo que reduce las pérdidas I²R en las líneas de suministro. Pero no hay mucho margen de error. Si el aislamiento no es excelente, un calentador que funcione bien a 230 V podría generar un arco en el interior a 1000 V. Si necesitas usar alto voltaje, es importante trabajar con una empresa que fabrique calentadores de alto-voltaje y seguir exactamente sus instrucciones de instalación.
