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主题：【第六届原创】小型电烘箱电热管漏电原因分析及故障排除

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sc360xp
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x射线仪器发表于：2013/07/29 18:54:57 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
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    在实验室，有些加热处理项目不需多高精度，可使用小型（家用）电烘箱进行。这类电烘箱使用不锈钢电热管、机械定时器、双金属温控器，结构简单，耐用可靠。但有些故障出人意料，例如新购的电烘箱放置一段时间后使用，或烘箱停用一段时间再使用，出现开机一、二分钟后房间的电源开关跳闸现象，让人摸不着头脑。其实这都是电烘箱电热管的结构性质决定，出现的一种绝缘降低、漏电增大的故障现象。弄清楚原因后，自己动手处理或更换电热管，就能排除故障，恢复正常工作。

    单位三年前购买的一台长帝CK-25B小型（25升）电烘箱，最近拿出来使用，开机一分钟就造成房间空气开关跳闸，反复几次都这样。

一、拆机了解电烘箱结构

该机为机械式，采用四根110伏410瓦不锈钢电热管两串两并作为发热元件，双金属温控器，机械定时器，三种烘烤档位选择，可安装旋转烘烤架：




拆下外罩，机器的全部控制元件集中在左侧：



该类电烘箱结构简单，绘制电路图如下：



二、发热工作器件—电热管检测

故障分析：电烘箱通电后，能加热1分钟左右，说明电热管内的电热丝是好的。引起电源掉闸不会是短路或温控开关所为（温升还未到设定值）；怀疑是电热管漏电（工厂为安全起见，电热管金属外壳是接地的）造成。拆下电热管：



测量电热管绝缘，电热丝与金属外壳之间电阻仅有0.737MΩ，不合格！四只电热管的绝缘电阻都为0.6 MΩ左右，应该是质量问题：



三、电热管漏电原因分析
电热管结构图如下所示，该电热管是双头不锈钢电热管，沿管内中心轴均布螺旋高品质电热丝，并在空隙部分紧密填充具有良好耐热性、导热性和绝缘性的结晶氧化镁粉，管口两端用陶瓷堵头密封。





氧化镁粉（MgO）的物理化学性质：

物理性质：白色轻松粉末，无臭、无味，不溶于水和乙醇，熔点2852℃，沸点3600℃，氧化镁有高度耐火绝缘性能。暴露在空气中，容易吸收水份和二氧化碳。

化学性质：氧化镁是碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性，溶于酸和铵盐，与水缓慢作用，生成氢氧化镁。

氧化镁粉有吸潮性，如果电热管封头密封不好、存储环境潮湿，就会造成氧化镁粉吸潮变质，电热管绝缘降低、漏电，还可能造成短路故障。

四、最省钱的排除故障方法
由于新机器放置一段时间使用时出现故障，可以判断是电热管的密封不好，造成填料氧化镁粉吸潮变质、绝缘下降。将拆下的四只绝缘降低的电热管放入电烘箱内，用200度烘烤40分钟排潮，恢复氧化镁粉绝缘的性能：



停止烘烤后，自然降温到室温后取出，测量四只电热管的绝缘电阻为无穷大，正常了：



将排潮处理后的电热管装回机器，开机正常工作：



五、平时的维护工作

装卸电热管，在接线柱应用2只螺母相对紧固，不要用力过猛造成螺丝松动而使电热管受损。接线引出部分应露在加热器的保温层或者加热器外，使这部分不过热而受到损害。发热部分应全部在加热腔中（同型号没有此问题），避免超过允许加热温度使电热管受损。

电热管接线端应保持清洁、干燥，防止再次工作会降低绝缘性能而被短路击穿。

贮藏环境的影响，如果湿度过大，烘箱（电热管）长期被放置在仓库中保存的话，很有可能会使其受潮。使用前，用兆欧表测量绝缘电阻，如果测量出的值1兆欧左右时，把电热管放到200度的烘箱中烘干合格，才能使用；如果严重漏电，测量出的绝缘电阻值很低，干燥无效，应更换电热管。

定期清洁，长期工作之后，电热管表面若聚集较厚的管垢、油垢，应予以清除，否则会使电热管传热性能降低而造成管表面热负荷超过额定允许而受损。

对于采用金属电热管的大中型烘箱的检修，可以参照该方法。

特别提示：对于受潮降低绝缘的电热管，烘烤后其电阻值低于2 MΩ时，说明无法恢复其绝缘性能，应更换新管。对于搁置长时间（例如1年以上）不用的电烘箱，特别是大型电烘箱，环境又很潮湿，投运前应请电工检查电热管的绝缘，排除问题后再使用。
该帖子作者被版主 happy美丽加 10积分， 2经验，加分理由：原创加分~
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2013/7/29 19:38:21 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原因分析是一个技术活
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happy美丽
dyann
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2013/7/29 23:34:45 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
我们的烘箱，只老式的那种我拆开看过，新式的还真是没拆过~
也不知道新式的烘箱内层到底长什么样样子的呢~
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2013/7/29 23:35:09 Last edit by dyann
面对面想你
jackcong
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2013/7/30 9:56:56 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
能拆的基本都懂得电路原理，至少是个电工。
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qq250083771
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2013/7/30 10:12:16 地毯 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
最麻烦的就是这个活了
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影子
hyheying
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2013/7/30 12:30:22 地板 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
这种设备的结构倒是挺简单的
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tutm
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2013/7/30 12:55:45 6楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
有点替楼主担心安全问题，这种“停用一段时间后再用”就容易跳闸的东西也敢继续用？那每次开机是不是都要做好停电准备？
我看这种不可靠的东西还是别用了，省钱不应该在这种地方的，整出实验室其它仪器的麻烦来得不偿失啊！
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sc360xp
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2013/7/30 13:04:42 7楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 tutm(tutm) 发表:
有点替楼主担心安全问题，这种“停用一段时间后再用”就容易跳闸的东西也敢继续用？那每次开机是不是都要做好停电准备？

我看这种不可靠的东西还是别用了，省钱不应该在这种地方的，整出实验室其它仪器的麻烦来得不偿失啊！


谢谢关心！这是搁置了好几年的设备有吸潮绝缘降低问题，排潮后，经常使用就不会跳闸。这与工业用电动机长期停用，使用前应检查绝缘、排潮是一个道理，正常使用期不会出问题。
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wangjunyu
wangjunyu1113
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2013/7/30 21:06:56 8楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
楼主写的很好，问题分析很到位 是一篇好文章
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wangjunyu
wangjunyu1113
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2013/7/30 21:10:17 9楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 sc360xp(sc360xp) 发表:
原文由 tutm(tutm) 发表:
有点替楼主担心安全问题，这种“停用一段时间后再用”就容易跳闸的东西也敢继续用？那每次开机是不是都要做好停电准备？

我看这种不可靠的东西还是别用了，省钱不应该在这种地方的，整出实验室其它仪器的麻烦来得不偿失啊！


谢谢关心！这是搁置了好几年的设备有吸潮绝缘降低问题，排潮后，经常使用就不会跳闸。这与工业用电动机长期停用，使用前应检查绝缘、排潮是一个道理，正常使用期不会出问题。


不用的时候也要时不时开机一下
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richies
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2013/7/31 21:19:02 10楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
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