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Estructura y Rendimiento del Cable Calefactor Eléctrico

La estructura básica, clasificación y características de rendimiento de los cables calefactores de autocontrol y potencia constante.
Estructura y clasificación del cable calefactor

Principio del cable calefactor autocontrolable

El esquema de calefacción eléctrica de temperatura autocontrolada se completa principalmente con el cable calefactor eléctrico de temperatura autocontrolada. El cable calefactor eléctrico autocontrolable está compuesto de plástico conductor y 2 barras colectoras paralelas con capa aislante, red de blindaje metálico y chaqueta anticorrosión. Entre ellos, el plástico conductor, que se procesa especialmente con plástico y partículas de carbono conductor, es el núcleo calefactor. Cuando la temperatura alrededor del cable calefactor es baja, el plástico conductor produce una contracción de las micromoléculas, las partículas de carbono se conectan para formar un circuito que permite que pase la corriente y el cable calefactor comienza a generar calor;
Cuando la temperatura es alta, el plástico conductor produce una expansión de micromoléculas y las partículas de carbono se separan gradualmente, provocando la interrupción del circuito, la resistencia aumenta y el cable calefactor reduce automáticamente la potencia de salida y la generación de calor disminuye. Cuando la temperatura circundante se enfría, el plástico vuelve al estado de contracción micromolecular, las partículas de carbono se conectan para formar un circuito y la potencia de calentamiento del cable calefactor aumenta automáticamente. Dado que la provincia ajusta automáticamente todo el proceso de control de temperatura, la temperatura de control no será ni demasiado alta ni demasiado baja. Por lo tanto, las buenas características del rastreo de calor eléctrico son incomparables con otros sistemas de rastreo de calor.

Estructura del cable calefactor de potencia constante
1.1 La estructura interna de un cable calefactor eléctrico de potencia constante en paralelo monofásico:
Se utilizan dos cables trenzados de cobre aislados en paralelo como bus de alimentación, y el cable calefactor con característica PTC se enrolla en el esqueleto, y cada otra longitud de la sección calefactora se conecta alternativamente al bus para formar una resistencia paralela continua. Una fuente de alimentación monofásica de 220 V está conectada a la barra colectora y las resistencias conectadas en paralelo generan calor.
1.2 Aspecto del cable calefactor de potencia constante paralelo monofásico:
Alambre de núcleo A
Fluoroplástico de capa aislante B-Core
Capa C-estructural
D - cable calefactor
E - Vaina aislante fluoroplástica
F - Red de blindaje de metal
G-revestimiento exterior fluoroplástico

2.1 La estructura interna del cable calefactor de potencia constante paralelo trifásico:
Se utilizan tres cables trenzados de cobre aislados en paralelo como bus de alimentación, y cada otra longitud de sección de calentamiento se conecta al bus de alimentación a-b-c-a-b-c de forma alterna y cíclica. Se forma una resistencia paralela continua entre cada tres fases, y la barra colectora está conectada a una fuente de alimentación trifásica de 380 V, y cada resistencia en paralelo genera calor.

2.2 Estructura del cable calefactor eléctrico trifásico paralelo trifásico
Alambre de núcleo A
Fluoroplástico de capa aislante B-Core
Capa C-estructural
Alambre calefactor D
E - Vaina aislante fluoroplástica
F - Red de blindaje de metal
G-revestimiento exterior fluoroplástico
Cable calefactor eléctrico de potencia constante
3.1 Principio de estructura y apariencia del cable calefactor eléctrico en serie
Tres cables trenzados de cobre aislados en paralelo con la misma área de sección transversal y una cierta longitud son la barra de bus de potencia y el cable del núcleo calefactor, y un extremo de ellos está cortocircuitado de manera confiable. Una fuente de alimentación de 380V está conectada al otro extremo para formar una carga en estrella. De acuerdo con la ley de Joule y Lenz: Q = 0.24IRT la energía eléctrica se transforma en energía térmica La carga en forma de estrella emite calor continuamente, formando un cable calefactor continuo y uniforme. Según las necesidades reales, el cable trifásico (monofásico) del cable calefactor eléctrico se puede separar (dividir) o integrar en uno.

1. Tres cables calefactores eléctricos en serie de potencia constante
2. Cable calefactor eléctrico doble serie de potencia constante
3. Cable calefactor eléctrico de una sola serie de potencia constante
Un núcleo
B- Capa de aislamiento de la barra colectora
C- Funda exterior
D- Red de blindaje metálico
E- Vaina reforzada (anti)

Rendimiento y características del cable calefactor.

Características de rendimiento del cable calefactor de temperatura de autocontrol
El cable calefactor de temperatura de autocontrol puede limitar automáticamente la temperatura de trabajo del cable cuando se calienta;
El cable calefactor de temperatura autocontrolada puede ajustar automáticamente la potencia de salida de acuerdo con el cambio de temperatura del sistema calentado sin equipo adicional;
El cable puede acortarse arbitrariamente o usarse en un cierto rango, y el rendimiento mencionado anteriormente permanece sin cambios;
Permita la colocación de bobinado cruzado sin preocuparse de sobrecalentamiento y quemaduras;
La temperatura de la tubería de calefacción es uniforme, no se sobrecalentará y es segura y confiable;
Ahorre electricidad; durante el funcionamiento intermitente, el aumento de temperatura comienza rápidamente;
Bajos costos de instalación y operación;
Fácil de instalar, usar y mantener;
Facilitar la gestión automatizada;
Sin contaminación ambiental;
Características como una larga vida útil.

Características de rendimiento del cable calefactor de potencia constante
El cable calefactor eléctrico paralelo de potencia constante tiene un calor constante por unidad de longitud. Cuanto más tiempo se use la cinta calefactora, mayor será la potencia de salida total y la tubería mantiene una temperatura alta. La cinta calefactora también se puede cortar arbitrariamente de acuerdo con la longitud real en el sitio. Además, la cinta calefactora se puede unir fácilmente a la superficie de la tubería debido a su suavidad. La red de blindaje de metal de la capa exterior de la cinta calefactora puede evitar la generación de electricidad estática y conectarse a tierra de forma segura. No solo mejora la resistencia general de la banda calefactora, sino que también desempeña un papel en la transferencia y disipación de calor.
Estructura básica del cable calefactor eléctrico de temperatura de autocontrol

Estructura básica y clasificación del cable de temperatura autocontrolable.

Clasificación de temperatura
Según la composición de los materiales poliméricos PTC, los cables calefactores de autocontrol se dividen en dos tipos: tipo de baja temperatura y tipo de alta temperatura.
Los cables calefactores comúnmente utilizados en el mercado son cables calefactores con una clasificación de temperatura de 65 ° C con poliolefina como material base y cables calefactores de 110 ° C y 150 ° C con un material que contiene flúor como material base. La clase de temperatura aquí se define como la temperatura ambiente más alta que el cable calefactor puede aplicar de manera efectiva. También se puede entender que el cable se puede utilizar de forma estable durante un tiempo prolongado y producir la temperatura ambiente más alta de salida de potencia de calefacción efectiva, que supera el nivel de temperatura especificado. Por un lado, debido al aumento de la resistencia, la potencia de salida del cable en sí es muy pequeña y la eficiencia de calentamiento real es muy baja. Por otro lado, el uso prolongado de temperaturas excesivas degradará o atenuará el rendimiento del cable, como las características PTC y la potencia de calentamiento, lo que reducirá la vida útil y la fiabilidad operativa del cable. Sin embargo, también es posible exponerse a un entorno de temperatura que exceda la temperatura extrema durante un corto período de tiempo. Por lo tanto, además del nivel de temperatura anterior, hay otro nivel de temperatura para el cable calefactor de autocontrol. Por ejemplo, para cables con una clase de temperatura de 65 ° C, la clase de temperatura es 85 ° C; Para cables con una clase de temperatura de 110 ° C, es 130 ° C; Para un cable de 150 ° C, es 230 ° C. Sin embargo, la potencia de salida efectiva del cable en este momento es cercana a cero.

Debido a la falta de literatura relevante, muchas personas tienen una comprensión errónea del grado de temperatura del cable calefactor con control automático, pensando que se refiere a la temperatura superficial más alta del cable calefactor. Por lo tanto, hay grados de calentamiento de poliolefina de 45,65 ° C, 85 ° C y 105 ° C. De hecho, porque la potencia de salida del cable está relacionada con la temperatura ambiente. La temperatura de la superficie del cable está estrechamente relacionada con la temperatura ambiente y el estado de conservación del calor durante la prueba. Por lo tanto, es poco científico e inexacto usar la temperatura de la superficie para definir el grado de temperatura del cable calefactor de autocontrol. Lo que debemos recordar es que la temperatura máxima de uso continuo del cable calefactor con poliolefina como material base no debe superar los 65 ° C.

Según la potencia de salida de calefacción
La potencia de salida del cable calefactor de temperatura autocontrolable se refiere a la potencia de salida por unidad de longitud del cable bajo la condición de una temperatura ambiente de 10 grados Celsius. Clasificados según la potencia de salida de calefacción, hay tres tipos de cables calefactores de autocontrol: alto, medio y bajo. En términos generales, la potencia de calefacción inferior a 35 W / m es un cable calefactor de baja potencia; La potencia de calefacción es superior a 35 W / m pero inferior a 70 W / m es un cable calefactor de potencia media; El cable calefactor es superior a 65 W / m.

Clasificado por el lugar donde se aplica el cable calefactor
Cable calefactor de uso general: se refiere a un cable calefactor compuesto por alambres de cobre, materiales poliméricos PTC y una funda ignífuga de una sola capa. Se utiliza principalmente para calentar o rastrear la red de tuberías en ocasiones generales. Cable calefactor reforzado a prueba de explosiones: Una malla metálica está compuesta en la capa exterior de un cable calefactor de uso general. Este cable de estructura puede eliminar eficazmente la electricidad estática y resistir colisiones mecánicas externas. Se utiliza principalmente en lugares con requisitos a prueba de explosiones.

Tipo mejorado anticorrosión y a prueba de explosiones: El cable calefactor de esta estructura es la capa exterior de la malla metálica del cable calefactor reforzado a prueba de explosión, y luego se combina una capa de material que contiene flúor. El cable calefactor con esta estructura puede prevenir y resistir eficazmente la electricidad estática, las colisiones mecánicas y diversos medios corrosivos. Se utiliza principalmente en lugares donde el ambiente es duro o hay materiales inflamables y explosivos.
Cable calefactor a prueba de explosiones

Clasificado según el propósito del cable calefactor.

Cable calefactor ordinario: Este es un cable calefactor con una estructura de dos núcleos. Está compuesto por dos alambres de metal paralelos recubiertos con material de polímero PTC y material de vaina retardante de llama o malla metálica y vaina de material de flúor. Debido a la influencia del diámetro del conductor y la caída de tensión a lo largo de la longitud, la longitud de conexión de este tipo de cable generalmente no supera los 200 metros.
Cable calefactor superlargo: Este es un cable calefactor de cinco o seis núcleos con una estructura especial. Además de los dos alambres paralelos envueltos por el material polimérico PTC, también hay 3-4 alambres metálicos con fundas aislantes en la misma dirección, más una armadura metálica. Se utiliza para transmitir energía eléctrica. Esta estructura especial permite que la longitud de uso continuo más larga del cable supere los 1100 metros, por lo que se puede aplicar al trazado de calor en oleoductos y gasoductos y al calor de fondo de pozo en campos petroleros.
Cable calefactor de seguridad: Este es un cable calefactor de tres núcleos. En el cable, se enruta otro cable de control a lo largo de la vaina retardante de llama. El cable de monitoreo puede transmitir información sobre cambios anormales en la potencia de salida, condiciones de sobrecorriente y daños locales a lo largo de la línea a la sala de control central en cualquier momento. Es conveniente conocer la situación del calentamiento a lo largo de la línea a tiempo para garantizar el funcionamiento seguro y confiable del cable.

Según la clasificación de voltaje del cable calefactor

Tipo de baja tensión: Se refiere al cable calefactor con el rango de voltaje aplicable entre 12-36V. Este tipo de cable generalmente tiene una potencia de calentamiento baja y la longitud de uso continuo no supera los 10 metros. Siga estrictamente los requisitos de voltaje cuando lo use, de lo contrario, puede causar accidentes como incendios de cables. El ámbito de aplicación es principalmente productos de salud civil y asientos con calefacción para vehículos y barcos.
Tipo de media tensión: Se refiere a cables calefactores con voltajes aplicables entre 100-660V. El cable calefactor de temperatura autocontrolable al que nos referimos generalmente se refiere a este tipo de cable. En aplicaciones prácticas, los cables de 120 y 250 V son intercambiables, pero la longitud máxima de uso continuo de los cables calefactores de 120 V suele ser la mitad de 240 V. La longitud de aplicación continua de este tipo de cable no suele superar los 200 metros.
Cable de alto voltaje: Se refiere al cable calefactor con voltaje aplicable entre 380-650V. Se trata principalmente de los cables calefactores de 5-6 núcleos antes mencionados. La longitud de aplicación continua suele ser superior a 500 metros.

Componga el sistema de aplicación del cable calefactor.

Cualquier tipo y especificación de cables calefactores, como cables calefactores con temperatura autolimitante, cables calefactores con potencia constante, etc.
Caja de conexiones de energía a prueba de explosiones: Se utiliza para proteger el cableado de seguridad del cable calefactor. La calidad del conector está relacionada con el uso seguro y la vida útil del sistema de cable calefactor. El modelo universal es FDZ.
Caja de conexiones intermedia a prueba de explosiones: Facilitar la conexión de cables calefactores en tuberías complejas. También se puede utilizar como caja de conexiones de energía bajo la premisa de que no exceda la longitud máxima de uso. Los modelos comunes son FIH y FTH, etc.
Caja de conexiones al final: Una sección del cable calefactor autolimitante está conectada a la fuente de alimentación y la otra sección se puede sellar con una caja de conexiones de terminales o se puede usar un tubo termocontraíble. Nunca conecte las dos secciones del cable calefactor y no conecte las dos barras colectoras paralelas FZH
Cinta de aluminio: Se utiliza para expandir el área de calentamiento del cable calefactor eléctrico, aumentar la acumulación de calor y el rango de aislamiento y mejorar la eficiencia del calentamiento.
Cinta térmica: Se utiliza para desempeñar un papel fijo para el sistema de calefacción eléctrica. Generalmente, la cinta calefactora está pegada y fijada en la tubería calefactora o equipo relacionado, y también se utilizan bridas de acero inoxidable para la fijación.
Etiqueta de precaución: Una vez completada la construcción, péguela en la superficie exterior de la tubería de trazado de calor como señal y advertencia de encendido.
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