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공기압기기의 TROUBLE 원인과 대책
1. 온도 상승에 따른 트러블
사 례
(그림 1)에서와 같이, 제어반내에 솔레노이드 밸브를 많이 배열하여 사용하고 있는데, 통전시간이 비교적 긴 것과 작동빈도가 높은 솔레노이드밸브가 때때로 고장이 난다.
원 인
고장난 솔레노이드밸브를 조사한 결과, 솔레노이드코일에 통전을 시켜도 작동되지 않았다.
솔레노이드 코일간의 저항을 측정한 결과 무한 대를 나타냈으므로 솔레노이드 전선이 단선된 것을 알 수 있다. 솔레노이드 코일이 단선되는 원인으로써는 다음과 같은 것이 있다.
① 코일선을 감을 때에 무리한 힘이 걸려 흠집이 난 것이 출하되어 불량으로 되었다.
② 코일 온도상승이 허용치를 넘었을 때에, 전선절연제를 손상시켜 단락을 일으켰다.
③ 외부에서 물이 스며들며 절연불량을 일으켰다
④ 외부 또는 자체 Surge 전압 때문에 코일 전선간에 단락을 일으켜 단선되었다.
이 장치에서 특별히 큰 Surge 전압발생도 없었다.
제어반내에 솔레노이드 밸브가 격납되어 있기 때문에 물 따위의 침입도 없었다. 제어반 내의 온도를 측정한 결과 여름에는 60℃이상으로 되어 있어 통전시간이 긴 코일은 130℃ 가까이 되고 있었다.
이 장치에 사용된 솔레노이드밸브 코일은 전선의 절연종류가 E종으로 최고 허용온도 120℃(표 1). 트러블이 발생한 코일은 최고 허용온도를 넘고 있어, 그 결과 전선절연이 전선간에서 단락되어 고장을 일으킨 것으로 판단된다.
표 1. 절연종류와 온도 상승치
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절연종류 |
온도상승치(℃) |
최고허용온도(℃) |
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A종 |
65 |
105 |
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E종 |
80 |
120 |
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B종 |
90 |
130 |
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F종 |
115 |
155 |
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H종 |
140 |
180 |
대 책
제어반 공간 체적에 비해 솔레노이드 밸브의 발연량이 큰 경우에는(그림 2)에서와 같이 환기선에 의한 방열이 효과적이다. 또 솔레노이드 밸브를 설치할 때에는 베이스에 열 전도가 좋은 것을 사용하여 방열효과를 높이는 것이 좋다. 그러나 주위온도가 높고 방열효과를 높이는 것이 좋다. 그러나 주위온도가 높고 방열효과를 기대할 수 없는 경우는(표 7)에서와 같이 최고 허용온도가 높은 절연 등급전선을 사용한 코일을 사용한다. 이 장치에서는 E종에서 B종 코일로 바꿈과 동시에 통전시간이 긴 것 끼리는 이웃하지 않도록 배열하여 트러블을 해소하고 있다.
2. 드레인에 의한 전기적 트러블
사 례
(그림 3)에서와 같이 제어반내에 5포트 밸브, 3포트 솔레노이드 밸브를 다수 배열하여 사용하고 있는데 솔레노이드 밸브가 때때로 고장나서 곤란을 겪고 있다.
원 인
고장난 솔레노이드 밸브를 조사해 보니 솔레노이드 코일에 통전을 시켜도 작동하지 않았다.
스플드의 본체부분에는 이상이 없었다.
솔레노이드 코일간의 저항을 측정한 결과 무한 대를 나타내어 솔레노이드 코일 전선이 단선된 것을 알 수 있었다. 솔레노이드 밸브를 격납하고 있는 제어반내에는 코일전선의 절연을 소손할 정도의 온도상승도 없었다. 또 외부에서의 Surge전압도 그다지 큰 값으로 되어 있지 않았다. 제어반내를 조사하니 수분이 단자부에 많이 보였다. 이 수분은 외부에서 침입할 요인이 없으므로 내부에서 발생한 것으로 보인다(그림 4). 솔레노이드 밸브의 배기는 제어반내에 방출하도록 되어 있다. 따라서 솔레노이드 밸브의 배기구에서 방출되는 압축공기중의 드레인이 제어반내에 충만하여 이 물방울이 솔레노이드 밸브의 단자부에 부착하므로 단자간의 도통상태로 되어 단락되며 전선에 이상전류가 흘러 코일의 전선이 타 버리게 된 것으로 판단되었다.
대 책
제어반에 배기 드레인이 방출되는 것은 각종 트러블의 원인으로 된다.
따라서 제어반내에 격납되는 솔레노이드 밸브의 배기는 제어반외로 배기가 되도록 한다.
(그림 5)는 그 대책의 예인데 솔레노이드 밸브의 배기구를 제어반의 배기구와 하나로 통합 접속시켜 외부로 배기가 되게 한다. 배기구를 하나로 집약할 때에 배기 간격과 집약된 배기구는 충분히 큰 것으로 한다. 너무 작으면 동시에 복수의 솔레노이드 밸브를 작동시켜 배기하게 할 때에 배압이 생겨 이 배압 때문에 솔레노이드 밸브가 작동불량을 일으키게 된다. 특히 파일럿형 솔레노이드 밸브는 구조에 따라 배압에 의한 작동불량을 일으키기 쉬운 것이 있으므로 사용시에는 주의가 필요하다.
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