Keukenboiler met aardfout - maar waarom?

Een kennis had een 4 jaar oude boiler die voor een aardfout zorgde en zo de verliesstroomschakelaar deed uitvallen. Megger erop gezet, en overduidelijk een erg lage weerstand tussen de verwarmingsweerstand en de aarde. Dus dan moet je niet verder gaan zoeken.

We hebben hem vervangen door een nieuwe en ik heb de oude uit nieuwsgierigheid eens gedemonteerd. Eigenlijk is er niet veel aan de weerstand te zien; er zit een heel dun laagje (1 of 2 tienden van een mm) kalk op alle componenten die warm worden, maar verder ziet alles er nog behoorlijk goed uit. Na verwijderen van de kalk zie ik nergens sporen dat de mantel (koper) beschadigd is.
De weerstand ziet er zo uit:
https://www.vepasanitair.be/nl/article/480797/electrische-boilers-wiss…

Ik heb al eens een zelfde probleem met een wasmachine gehad en daar zag je duidelijk dat de mantel van de weerstand behoorlijk aangevreten was.

Ik heb de weerstand eens aan een labovoeding op 30V gehangen, en dan meet ik 6V tussen de 0 van de voeding en de aarding van de boiler. Als ik + en - omwissel meet ik 24V. Aan de hand daarvan kan ik dus wel ongeveer gokken waar in de weerstand het probleem zou moeten zitten, maar ook als ik heel gericht zoek zie ik niets.

Het aardlek is overigens wel serieus; de boiler trekt 1,25A @ 30V (24 Ohm, wat perfect klopt met het opgegeven vermogen van 2200W @230V) maar als ik de boiler aansluit met één klem op de weerstand en de andere klem op de aarding loopt er nog steeds 0,4A. Dus een weerstand van ~75 Ohm naar de aarding. Da's niet goed he :)

Maar wat zou die lage weerstand veroorzaken?

Sine

Moderator

Vaak is het vocht in het element, en op die plek begint het een en ander te knetteren en zorgt voor afbreuk van de isolatie.

Dus het hoeft niet via de tank naar binnen te komen, maar het kan ook prima via de aansluitingen.

Ook een keer gehad via een element van een gourmet set. Daar ging in de mantelbuis de interne weerstandsdraad ergens op een kwart verbinding maken met de mantel. Was ook niets aan te zien.

Waar het moederbord het meeste rookt, loopt ook de meeste stroom!
Frederick E. Terman

Honourable Member

[...] waar in de weerstand het probleem zou moeten zitten, maar ook als ik heel gericht zoek zie ik niets.

De sluiting hoeft niet op één enkel punt te zitten; waarschijnlijker is de isolatie over een grotere afstand slecht. Je zou je een soort lekstroom'berg' kunnen voorstellen, met een maximum ergens, en minder lek ervoor en erna.
Gelukkig heb je interessante metingen gedaan, waardoor we sommige dingen kunnen narekenen, wat altijd een leuke sport is.

Een heel grof voorbeeld zie je hieronder, maar in plaats van die drie 'lekpunten' moet je je dus een heel 'lektraject' voorstellen.
De verticale weerstanden stellen je warmte-element voor; de horizontale verbeelden het lektraject.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Tijd voor een TDR ;)

Mijn indruk is dat de isolatie in het element defect raakt als de temperatuur van het weerstand element te hoog oploopt in hotspots door slijtage en aangroei aan de buitenkant.

Omdat het het voornaamste mechanisme van defect raken is, het komt in mijn perceptie komt veel meer voor als onderbrekingen, zou het wel eens interessant zijn een element te slopen.

Het lijkt me dat het maken van zo'n gedraaid element niet zo eenvoudig is om een constante kwaliteit te krijgen.
En daarbij veroorzaakt het continu opwarmen en afkoelen waarschijnlijk op den duur scheurtjes in het isolatiemateriaal, en dan is het wachten op het einde...

Ik weet niet hoe deze gemaakt worden.
Ik heb ze gezien met keramische kraaltjes erin, met erin gegoten (keramische?) pasta en met asbest (niet erg populair meer tegenwoordig... :) )

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Kruimel

Honourable Member

Op 4 augustus 2022 15:55:12 schreef KellyDK:
We hebben hem vervangen door een nieuwe en ik heb de oude uit nieuwsgierigheid eens gedemonteerd. Eigenlijk is er niet veel aan de weerstand te zien; er zit een heel dun laagje (1 of 2 tienden van een mm) kalk op alle componenten die warm worden, maar verder ziet alles er nog behoorlijk goed uit. Na verwijderen van de kalk zie ik nergens sporen dat de mantel (koper) beschadigd is.

Tijdje terug was er een topic over het verwarmingselement in een oven dat een aardlek had (link) en daar werd genoemd dat de isolatie waarschijnlijk magnesiumoxide is. Dat is hittebestendig, maar hygroscopisch en kan daardoor als ze niet worden gebruikt zelfs zonder echte gaten in het element of blootstelling aan vloeibaar water vocht aantrekken.

Dit was mij ook overkomen met een element in een oven, maar het aardlek was heel klein en dat verdween na een paar keer gebruik. Ik weet niet of de elementen in een boiler net zo zijn, maar het klinkt aannemelijk en ze zien er gelijkend uit. Er is ook iets dat "mineral isolated cable" heet met dezelfde isolatie en brandbestendig is. Het lijkt dus wel mogelijk dit soort kabels redelijk betrouwbaar te maken, al ben ik het in werkelijkheid nooit tegen gekomen en heb er geen ervarign mee.