温控伴热电缆

概述
　　 温控伴热电缆（简称电缆）又称自调控电伴或自限温电热带。它是一种电热功率随系统温度自调的带状限温伴热器。即电缆本身具有自动限温，并随着被加热体系的温度变化能自动调整发热功率的功能，以保证工作体系始终稳定在设定的*操作温区正常运行。
1.1 工作特点
— 加热时能够自动限定电缆的工作温度；
— 能随被加热体系的温度变化自动调整输出功率而无需外加设备；
— 电缆可以任意裁短或在一定范围内接长使用，而上述性能不变。
— 允许交叉重叠缠绕敷设而无过热及烧毁之忧。
1.2 工作优点
在用于防冻和保温时，具有如下优点：
—　伴热管线温度均匀，不会过热，安全可靠；
—　节约电能；
—　间歇操作时，升温启动快速；
—　安装及运行费用低；
—　安装使用维护简便；
—　便于自动化管理
—　无环境污染。
2 PTC工作原理
2.1 PTC效应及PTC材料
PTC效应即正温度系数效应,是特指材料电阻率随着温度升高而增大，并在一定温度区间电阻率急剧增大的特性。具有PTC效应的材料称为PTC材料，本电缆的高分子PTC材料是半晶 高聚物与炭黑的共混物。
2.2 工作原理
的电热元件，是在两根平行金属母线之间均匀的挤包一层PTC材料制成的芯带。PTC材料经熔融挤出、冷却定型之后，分散其中的炭微粒形成无数纤细的导电炭网络。当它们跨接在两根平行母线上时，就构成芯带的PTC并联回路。电缆一端的两根母线与电源接通时，电流从一根母线横向流过PTC材料层到达另一根母线形成并联回路。PTC层就是连续并联在母线之间的电阻发热体，将电能转化成热能，对操作系统进行伴热保温。当芯带温度升到相应的高阻区时，电阻大到几乎阻断电流的程度，芯带的温度将达到高限不再升高（即自动限温）。与此同时，芯带通过护套向温度较低的被加热体系传热，达到稳态时单位时间传递的热量等于电缆的电功率。电缆的输出功率主要受控于传热过程以及被加热体系的温度。
2.3 电缆工作性能
2.3.1 功率自调性能
伴热电缆的电热功率是随温度升高而自动减少，或随温度降低而自动增大。
2.3.2 自限温性能
伴热电缆通电发热时温度升高、电阻增大，当电阻达到极大时，电热功率就趋于极小，温度便升到了高限，这就是电缆的自限温特性。限温伴热是指电缆能在温度高限以下某温区进行伴热的过程。
2.3.3 PTC记忆性能
伴热电缆的电阻随着温度升高而增大，在降温时若电阻能沿着原升温路线返回原来的起点，便是具有PTC记忆性能。具有记忆性能的电缆才能长期反复使用。
2.3.4 温度均匀性能
的芯带是由大量的纤细导电网络形成的PTC并联单元组成。当伴热管道任何区段出现料温及能耗波动时，所在部位的各个PTC元都能直接感温并独立做出响应。即时朝着消除波动的方向自动调整各自的输出功率，温度低了功率调大，温度高了功率调小，并按温度波动的幅度大小，给出功率调幅的大小，以维持整个系统各区段的运行温度均匀稳定。这是一种微区跟踪，全线同步，全自动的伴热保温过程。
3 主要参数定义
3.1 标称功率
标称功率是指在额定工作电压下、在一定保温层内以电缆伴热的管道温度为10℃时，每米输出的稳态电功率。
3.2 温控指数
温控指数是指温度每升高1℃时，电缆输出功率的下降值，或温度每降低1℃时，电缆输出功率的增加值（一般给出zui低值）。
3.3 zui高维持温度
在用一定型号的电缆伴热某一体系时，能使体系维持到的zui高温度称为该种型号电缆的zui高维持温度。维持温度是一个相对参数，它与保温体系的热损失大小有关，与伴热电缆的zui高表面温度有关。在使用中如设计得当，可以使体系温度维持在从zui高维持温度到环境温度之间的任何温度。
3.4 zui高曝露温度
曝露温度是指外部热源施加在电缆上的温度。曝露温度高于一定温度后，将开始损坏电缆的电热性能。这个温度是所能承受的zui高温度，称为zui高曝露温度。
3.5 zui高表面温度
指在良好的隔热条件下、在额定电压下工作的伴热电缆表面所能达到的zui高电热温度。这一参数对有易燃物料和易爆气氛的场合是重要的。
3.6 zui大使用长度
在单一电源的额定工作电压下，伴热电缆有允许使用的zui大长度限制，这个长度为zui大使用长度。zui大使用长度与额定电压、功率、规格及环境温度有关。如果使用需要超过zui大使用长度，应当另接电源。
4 产品型号及结构
4.1 产品型号规格表示方法
产品型号、规格表示方法如下所示：
结构型式
额定电压
产品代号
温度等级
标称功率
从左向右
1）标称功率：例如“10”表示标称功率为10Wm-1。
2） 温度等级：D表示低温；Z表示中温。
3） 产品代号：WK表示温控型电缆。
4）额定电压：“1”表示110V；“2”表示220V；“3”表示380V。
5）结构型式：“J”表示基本型、“P”表示屏蔽型、“F”表示防护型。
示例：10DWK2－F
表示：防护型低温（如图1所示结构），标称功率10Wm-1，额定电压220V。
4.2 产品型号规格
产品型号规格见表1
表1 产品型号规格（220V）
项 目 基本型 屏蔽型 防护型 标称功率W/m
低温系列 DWK－J DWK－P DWK－F 10、25、35、45
中温系列 ZWK－J ZWK－P ZWK－F 30、40、50、60
4.3 产品结构
（1） 导体（镀锡铜线1.0、1.5、2.5mm2）
（2） PTC芯带
（3） 改性聚烯烃绝缘层
（4） 镀锡铜丝编织屏蔽层
（5） 改性聚烯烃或氟碳树脂护套层
5 主要性能参数
5.1 低温系列性能参数
— 标准颜色：黑色
— 温度范围：zui高维持温度65℃
zui高曝露温度85℃
zui高表面温度85℃
— 施工温度：zui低-60℃
— 热稳定性：由10℃至99℃间来回循环 300次后，电缆发热量维持在90% 以上。
— 弯曲半径：20℃室温时，为25.4mm，-30℃低温时，为35mm。
— 绝缘电阻：伴热电缆长度100m，环境温度75℃时，绝缘电阻zui小值为20MΩ。
5.2 DWK伴热电缆功率—温度工作曲线图（电源220Vac），
5.3 中温系列性能参数
— 标准颜色：褐色
— 温度范围：zui高维持温度105℃
zui高曝露温度135℃
zui高表面温度135℃
— 施工温度：zui低-30℃
— 热稳定性：由10℃至149℃间来回循环300次后，电缆发热量维持在90%以上
— 弯曲半径：20℃室温时，为25.4mm，-30℃低温时为35mm。
— 绝缘电阻：伴热电缆长度100m,环境温度75℃时，绝缘电阻zui小值为20 MΩ。
5.4 ZWK伴热电缆功率—温度工作曲线图（电源220Vac），见图2
5.5 熔断器选型与单一电源zui大使用长度见表2
表2 熔断器选型与zui大使用长度
电缆型号规格 起动温度℃ 熔 断 器
10A 20A 30A 40A
单一电源zui大使用长度（m）
15DWK2-J -20-100+10
25DWK2-J -20-100+10
35DWK2-J -20-100+10
40ZWK2-J -20-100+10
50ZWK2-J -20-100+10
60ZWK2-J -20-100+10
6 用途
— 需要防冻、融冰、化雪及防凝结的部位或场所。
— 易液化、固化、易结晶及粘稠液体的管道、阀门、泵、容器、槽、罐、反应器等的伴热保温、降粘及防堵。如煤气、氯气、原油、重油、食用油及水管等，特别是当上述管道间歇操作而无法*排空时。
— 测量仪表的支管，因其较细而物料又不流动。
— 无需精确恒温的仪表、元件以及功率不大的限温加热。
— 农副产品加工以及其他用途，如发酵、孵化、养殖等。