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控溫伴熱電纜原理

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自控溫電伴熱方案主要通過自控溫電伴熱線完成。自控溫電伴熱線由導電塑料和2根平行母線加絕緣層、金屬屏蔽網、防腐外套構成。其中由塑料加導電碳粒經特殊加工而成的導電塑料是發熱核心。當伴熱線周圍溫度較低時，導電塑料產生微分子收縮，碳粒連接形成電路使電流通過，伴熱線便開始發熱；而溫度較高時，導電塑料產生微分子膨脹，碳粒逐漸分開，導致電路中斷，電阻上升，伴熱線自動減少功率輸出，發熱量便降低。當周圍溫度變冷時，塑料又恢復到微分子收縮狀態，碳粒相應連接起來形成電路，伴熱線發熱功率又自動上升。由于整個溫度控制過程是由材料本省自動調節完成的，其控制溫度不會過高也不會過低。因此電伴熱所具有的良好特性是其他伴熱系統所無法比擬的。

恒功率電纜結構

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1.1 單相并聯式恒功率電熱帶內部結構：

兩根平行的絕緣銅絞線作為電源母線，PTC特性發熱絲纏繞在骨架上，每隔一個發熱節長度為母線交替連接，形成連續的并聯電阻。母線通上單相220V電源，各并聯電阻發熱。

1.2 單相并聯式恒功率電熱帶外觀：

A

B－芯線絕緣層氟塑料

C－骨架層

D－發熱絲

E－絕緣護套氟塑料

F－金屬屏蔽網

G－外護套氟塑料

2.1 三相并聯式恒功率電熱帶內部結構：

三根并行絕緣銅絞線作為電源母線，每隔一個發熱節長度依次與電源母線a-b-c-a-b-c交替循環連接，在每三相間形成連續的并聯電阻，母線接上三相380V電源，各并聯電阻發熱。

2.2三相并聯式三相電伴熱帶結構

A－芯線

B－芯線絕緣層氟塑料

C－骨架層 compages

D－發熱絲

E－絕緣護套氟塑料

F－金屬屏蔽網

G－外護套氟塑料

3.1 串聯式電熱帶結構原理及外觀

三根具有相同截面積，一定長度的平行絕緣銅絞線為電源母線和發熱芯線，將其一端可靠短接，另一端接上380V電源，就形成了一個星形負載，根據焦耳一楞次定律：Q=0.24IRT電能轉化為熱能星形負載不斷放出熱量，形成一條連續的、發熱均勻的電伴熱帶。根據實際情況需要，電伴熱帶的三相（單相）可以各自分開（分體式），也可以整合為一體。

1.三根恒功率串聯式電熱帶 2.雙根恒功率串聯式電熱帶 3. 單根恒功率串聯式電熱帶

A-線芯

B-母線絕緣層

C-外護套

D-金屬屏蔽網

E-加強（防）護套

伴熱電纜性能特點

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自控溫伴熱電纜性能特點

自控溫伴熱電纜加熱時能夠自動限定電纜的工作溫度；自控溫伴熱電纜能隨被加熱體系的溫度變化自動調整輸出功率而無需外加設備；電纜可以任意裁短或在一定范圍內接長使用，而上述性能不變；允許交叉重疊纏繞敷設而無過熱及燒毀之憂；伴熱管線溫度均勻，不會過熱，安全可靠；節約電能；間歇操作時，升溫啟動快速；安裝及運行費用低；安裝使用維護簡便；便于自動化管理；無環境污染；使用壽命長等特點。

恒功率伴熱電纜性能特點

恒功率并聯電熱帶單位長度的發熱量恒定，使用的電熱帶越長輸出的總功率越大，管道維持溫度高。該電熱帶在現場也能按實際長度任意剪切。此外，電熱帶因富有柔軟行可以很方便的緊貼在管道表面，電熱帶外層金屬屏蔽網可以防止靜電產生并安全接地，它不僅提高了電熱帶的整體強度，還起著傳熱和散熱的作用。

根據高分子PTC材料的組成不同，自控溫加熱電纜分為低溫型和高溫型兩類。

市場上常見的有以聚烯烴為基材的65℃溫度等級的加熱電纜和以含氟材料為基材的110℃和150℃加熱電纜。此處的溫度等級定義為加熱電纜所能有效應用的最高環境溫度(MAXIMUMPIPE MAINTENANCE TEMPERATURE)。也可以理解為電纜能夠長期穩定應用并產生有效加熱功率輸出的最高環境溫度，超過規定溫度等級，一方面由于電阻增高，電纜本身的輸出功率很小，實際加熱效率很低。另一方面，長期的超溫使用，使電纜性能如：PTC特性，加熱功率等劣化或衰減，會降低電纜的使用壽命和運行可靠性。但短期間斷地暴露于超過溫度等極的溫度環境，也是可以的。因此，除上述溫度等級外，自控溫加熱電線，還有另一個溫度等級。如對于65℃溫度等級的電纜，該溫度等級為85℃，對于110℃溫度等級的電纜，為130℃，而對于150℃電纜，則為230℃。然而此時的電纜有效輸出功率已接近于零。

由于相關文獻資料太少，許多人對于自控溫加熱電纜的溫度等級有著錯誤的理解，認為它是指加熱電纜的最高表面溫度，因此，出現了45.65,85和105℃溫度等級聚烯烴加熱的說法。而實際上，由于電纜的輸出功率與環境溫度有關，而電纜的表面溫度與測試時的環境溫度，保溫狀態都有密切聯系。因此，用表面溫度來定義自控溫加熱電纜的溫度等級是不科學，也是不準確的。我們需要記住的是，對于以聚烯烴為基材的加熱電纜其最高連續使用溫度應不超過65℃。

按加熱輸出功率分類

自控溫加熱電纜的輸出功率是指在環境溫度為攝氏10度條件下，單位長度電纜的輸出功率。按加熱功率輸出分類，自控溫加熱電纜有高中低三種類型。一般而言，加熱功率小于35瓦/米的為低功率加熱電纜；加熱功率大于35瓦/米而小于70瓦/米的為中功率加熱電纜；而加熱大于65瓦/米的為高功率加熱電纜。

按應用場所分類

通用型加熱電纜：是指由銅導線，高分子PTC材料和單層阻燃護套所組成的加熱電纜。主要應用于一般場合下的管網的加熱或伴熱。防爆增強型加熱電纜：是在通用型電纜的外層再復合一層金屬網，這種結構電纜可有效消除靜電和抵御外來機械碰境。主要應用于具有防爆要求的場所。

防腐防爆增強型：這種結構的電纜是在防爆增強型加熱電纜的金屬網外層，再復合上一層含氟材料。具有這種結構的加熱電纜可有效地防止和抵御靜電，機械碰撞和各種腐蝕性介質。主要應用于環境惡劣或有易燃易爆物品的場所。 按電纜用途分類

普通型加熱電纜：這是一種二芯結構的加熱電纜。由兩根平行金屬導線外敷高分子PTC材料和阻燃護套材料或金屬網和氟材料護套所構成。由于受導體直徑和沿長電壓降的影響，這種電纜的連接使用長度一般不超過200米。

超長型加熱電纜這是一種特殊結構的五芯或六芯加熱電纜。除由高分子PTC材料包敷的兩根平行導線外，同方向還另布3-4根帶絕緣護套的金屬導線，外加金屬鎧裝。用于傳送電能。這種特殊的結構，使電纜的最長連續使用長度可超過1100米，因而可應用于輸油輸氣道的伴熱和油田井下伴熱。

安全型加熱電纜?這則一種三芯加熱電纜。在電纜中，在阻燃護套內沿長度方向另布一根監視電線。監視電線可隨時把沿線的輸出功率異常變化，過電流情況，局部損傷等信息及時傳送到中央控制室，便于及時了解沿線加熱情況，保證電纜的安全可靠運行。

按適用電壓分類

低電壓型：是指適用電壓范圍在12-36V之間的加熱電纜。這類電纜一般加熱功率較低，連續使用長度不超過10米。使用時需嚴格遵守電壓要求，否則，可導致電纜著火等意外事故。應用范圍主要為民用保健品及車船用加熱坐椅等。

中電壓型：是指適用電壓在100-660V之間的加熱電纜。我們一般所說的自控溫加熱電纜均指這一類電纜。在實際應用中，120和250V電纜可互換，但120V加熱電纜的最大連續使用長度通常為240V的一半。這類電纜的連續應用長度通常不超過200米。

高壓型電纜：是指適用電壓在380-650V之間的加熱電纜。它們主要為前面所提及的5-6芯加熱電纜。連續應用長度通常大于500米。

系統組成

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任意型號規格伴熱電纜，如自限溫電熱帶，恒功率電熱帶等

防爆電源接線盒：用來保護電熱帶的安全接線，接頭的好壞關系到電伴熱系統的安全使用與使用壽命，通用的型號是FDZ

防爆中間接線盒：便于在電熱帶在復雜管線管路上的連接。在保證不超過最大使用長度的前提下，亦可當做電源接線盒使用，通用的型號是FIH和FTH等

尾端接線盒：自限溫電熱帶的一段連接電源，另外一段使用尾端接線盒進行密封處理即可，或者使用熱縮套管，切忌不可將電熱帶兩段進行連接，不可將兩根平行母線進行連接FZH

防爆溫度控制器：利用熱電偶溫控探頭感測伴熱帶溫度，手動精確控溫，PTC自限溫電熱帶可以不安裝，利用發熱絲進行發熱的如恒功率電伴熱必須使用溫控器來限溫，通用型號BJW

鋁箔膠帶:用來擴大電伴熱帶的受熱面積，增大聚熱絕熱范圍，提高伴熱效率

熱敏膠帶：用來給電伴熱系統起到固定的作用，一般是將電熱帶黏貼固定在伴熱管道或相關設備上，也有使用不銹鋼扎帶進行固定

警示標簽：在施工完畢后，黏貼在伴熱管線外表面，作為示意及通電示警 [1] 

伴熱電纜的安裝施工

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安裝施工是用好伴熱電纜的關鍵，安裝前仔細閱讀并由專業電工負責。安裝施工大體分為：

1.確認是否具備安裝條件；2.安裝伴熱電纜及終端；3.安裝電源盒；4.測量絕緣電阻；5.接電源和開關；6.通電實驗；7.做電伴熱標記；8.重復4，6；9.做保溫及防水；10.驗收。

1)產品選型有誤或技術參數選擇偏低。

2)使用條件與設計選型依據不相符 。

3)假冒偽劣（低、中、高溫產品外表很難鑒別）產品銷售商欺騙用戶所致。

1)嚴格按本 “指南”，初步設計和產品選型；

2)目前國內產品技術指標能達標的制造廠家僅1-2家，特種PTC制造廠家僅蕪湖科華一家。選擇特種專利產品，認準品牌，選擇產品。

技術指標:

1、標準顏色:紅色

2、溫度范圍:最高工作溫度130±5℃；最高曝露溫度150℃；最高承受溫度:改良性聚烯烴105℃、阻燃聚烯烴105℃、含氟聚烯烴180℃、全氟材料205℃

3、施工溫度:最低-40℃

4、熱穩定性:由10℃至149℃間來回循環300次后，電纜發熱量維持在90%以上。

5、彎曲半徑:-20℃時為38.5mm；-30℃時為49.0mm

6、絕緣電阻:電纜長度100m，恒溫水域75℃時；測試絕緣電阻最小值20MΩ，有屏蔽或防爆防護型，室溫20℃時用2,500VDC在屏蔽層與導電線芯之間搖試1分鐘，絕緣電阻最小值為1200MΩ。