[发明专利]中电压加热器元件湿气检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及中电压加热器元件湿气检测电路。

背景技术

电加热组件被使用在广泛各种应用中，包括热交换器、循环系统、蒸汽锅炉和浸入式加热器。电加热组件一般包括外壳、外壳内的介电绝缘、嵌在介电绝缘中的电阻线圈以及从电阻线圈延伸的导体销。包括电加热组件的许多应用和系统额定用于低电压操作，其中低于600伏的电压可以被认为是低电压。例如，目前许多热交换器操作在480至600伏范围内的电压。最近，已经提出了操作在高于600伏的、用于电加热元件组件的各种应用和系统。例如，已经提出了操作在600至38000伏范围内的热交换器。这些更高容量的热交换器是作为以燃料为基础的热交换器的环境友好的替代被提出的。600和38000伏之间的电压可以被认为是中电压。这些较高的电压会对电加热组件置以更高的要求。

关于电加热组件顾虑是与电加热元件接触的湿气。湿气会在电加热组件内积聚并且可能造成电加热元件的故障。当前的系统使用软启动来试图消除与电加热元件接触的水。软启动系统通常不是智能的并且只能按照预设的启动过程。软启动系统不能识别存在或不存在湿气，并且不能确保在软启动过程之后湿气已从电加热组件被消除。软启动过程还会运行超过必要的时间并且可能导致浪费电力、时间和生产率。

发明内容

在各种实施例中，公开了电加热组件。电加热组件包括一个或多个电加热元件。电流泄漏传感器可操作地耦合到这一个或多个加热元件。电流泄漏传感器被配置为生成指示来自一个或多个电加热元件的电流泄漏的信号。电流泄漏与和一个或多个电加热元件接触的湿气的量成比例。晶闸管耦合到一个或多个电加热元件。晶闸管被配置为控制一个或多个加热元件的功率水平。控制逻辑被耦合到晶闸管和泄漏电路。控制逻辑被配置为在干燥模式和控制模式中激活一个或多个加热元件。当指示电流泄漏的信号低于预定阈值时，控制逻辑从干燥模式切换到控制模式。

在各种实施例中，公开了用于干燥电加热器组件的方法。该方法包括，由控制逻辑在第一功率水平激活一个或多个加热元件。泄漏传感器检测一个或多个加热元件的电流泄漏。控制逻辑在第二功率水平激活一个或多个加热元件。响应于由电流泄漏传感器检测到的电流泄漏降至低于预定阈值，控制逻辑在第二功率水平激活一个或多个加热元件。

在各种实施例中，公开了电加热组件控制电路。电加热组件控制电路包括被配置为生成指示来自一个或多个电加热元件的电流泄漏的信号的电流泄漏传感器。电流泄漏与和一个或多个电加热元件接触的湿气的量成比例。电加热控制电路还包括被配置为控制一个或多个加热元件的功率水平的晶闸管以及耦合到晶闸管和泄漏电路的控制逻辑。控制逻辑被配置为控制一个或多个加热元件。当指示电流泄漏的信号高于预定阈值时，控制逻辑在干燥模式中激活一个或多个电加热元件。当指示电流泄漏的信号低于预定阈值时，控制逻辑转变到控制模式。

在一个实施例中，公开了一种电加热组件，包括：一个或多个中电压电加热元件，被配置为从中电压电源接收电力，所述中电压电源向所述中电压电加热元件提供600至38000伏之间的电压，其中所述一个或多个中电压电加热元件中的每一个包括：外金属壳；电阻丝；以及位于所述外金属壳内的介电核心，其中所述介电核心包括：端到端定位的第一系列两个或更多个轴向对准的外管状介电体；以及第二系列两个或更多个轴向对准的内管状介电体，其中：所述内管状介电体在所述外金属壳中端到端定位并且嵌套在所述外管状介电体内；所述内管状介电体限定内部通道，并且所述电阻丝位于所述内部通道内；以及所述内管状介电体相对于所述外管状介电体纵向交错；电流泄漏传感器，被配置为生成指示来自所述一个或多个中电压电加热元件的电流泄漏的信号，其中所述电流泄漏与和所述一个或多个中电压电加热元件接触的湿气的量成比例，以及其中所述信号是流过所述一个或多个中电压电加热元件的电流的向量和；晶闸管，耦合到所述一个或多个中电压电加热元件，其中所述晶闸管被配置为控制所述一个或多个中电压电加热元件的功率水平；以及控制逻辑电路，耦合到所述晶闸管和所述电流泄漏传感器，其中所述控制逻辑电路被配置为基于指示由所述电流泄漏传感器感测到的、来自所述一个或多个中电压电加热元件的所述电流泄漏的所述信号来控制所述一个或多个中电压电加热元件和所述晶闸管，并且其中，在干燥模式中，当由所述电流泄漏传感器检测到的所述电流泄漏与和所述一个或多个中电压电加热元件接触的湿气的不可接受范围成比例时，所述控制逻辑电路将所述一个或多个中电压电加热元件维持在第一功率水平。