温控伴热电缆技术指标介绍
1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
温控伴热电缆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。
2PTC工作原理
2.1PTC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
温控伴热电缆的电热元件，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。
2.3.3PTC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
温控伴热电缆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，每米温控伴热电缆输出的稳态电功率。
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）。
3.3zui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。
3.4zui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。这个温度是温控伴热电缆所能承受的zui高温度，称为zui高曝露温度。
3.5zui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。
3.6zui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：WL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：防护型低温温控伴热电缆（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DWL－JDWL－PDWL－F10、25、35、45
中温系列ZWL－JZWL－PZWL－F30、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。
5.2DWL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20MΩ。
5.4ZWL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
10A20A30A40A
单一电源zui大使用长度（m）
15DWL2-J-20-100+10
25DWL2-J-20-100+10
35DWL2-J-20-100+10
40ZWL2-J-20-100+10
50ZWL2-J-20-100+10
60ZWL2-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、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。
7使用注意事项
—运输、储存、安装及使用中要避免碾压、撞击、反复弯折以及有机溶剂或油污的侵入。
—电缆一端接入电源，另一端的线芯不得短路或与导电物质接触，必须用配套的封头严密套封。在需要防爆的场合应使用配套的防爆接线盒。护套不得损坏，芯带不得裸露。
—伴热电缆的输出功率与伴热系统的诸多因素相关，使用伴热电缆时须进行热工设计，方能达到*运行效果。
8简易热工设计
电伴热是利用伴热电缆输出的热量来补偿管道、容器、罐体等储运系统所耗散的热量，以维持系统操作介质始终处在工艺要求的适宜温区。所以，热工设计首先要确定工艺装置的热损失即耗热量，然后根据耗热量确定所需伴热电缆的功率和长度。
8.1设计需要确定的工艺参数
1）管道要求的维持温度，TV；
2）当地zui低环境温度（℃），TA；
3）管道的外径，D；
4）容器的表面积，S；
5）管道的保温材料品种及厚度；
6）管道是在室内或室外。
8.2管道、平面热损失计算
8.2.1管道
保温管道的热损失（加30%安全系数）按公式（1）计算：
Qt={[2π（TV-TA）]/［（LnD0/D1）1/λ+2/（D0α）]}×1.3………（1）
8.2.2平面
保温平面的热损失（加30%安全系数）按公式（2）计算：
QP=[（TV-TA）/（δ/λ+1/α）]×1.3……………………………（2）
式（1）和式（2）中：
Qt—单位长度管道的热损失，W/m；
Qp—单位平面的热损失，W/㎡;
TV—系统要求的维持温度，℃；
TA—当地的zui低环境温度℃；
λ—保温材料的导热系数，W/（m℃），见表3；
D1—保温层内径，（管道外径）m；
D0—保温层外径，m;D0=D1+2δ；
δ—保温层厚度，m；
Ln—自然对数；
α—保温层外表面向大气的散热系数，W/（㎡℃）与风速ω，（m/s）有关，
α值按公式（3）计算:
α=1.163（6+ω1/2）W/（㎡℃）…………………………（3）
8.2.3管道材质修正系数
不同材质的导热系数不同，在同等TV的情况下所需功率不同，修正系数Kc,见表4；
Qt、QP值的条件是钢材，如材质变动应乘以材质修正系数。例如式（4）：
表3常用保温材料导热系数
保温材料导热系数W/（m.℃）
玻璃纤维0.036
矿渣棉0.038
硅酸钙0.054
膨胀珍珠岩0.054
蛭石0.084
岩棉0.043
聚氨脂0.024
聚苯乙烯0.031
泡沫塑料0.042
石棉0.093
表4管道材质修正系数
管道材料修正系数
碳钢1
铜0.9
不锈钢1.25
塑料1.5
Q=Qt×kcW/m………………………………………（4）
8.3计算所需伴热电缆的总长度L
用Q值来选择合适规格的伴热电缆，并确定每米管道所用伴热电缆的长度和敷设方法。
8.3.1管道部分用伴热电缆长度Lg
1）每米管道应敷设伴热电缆的长度Lg为：
Lg=Q/QMm/m……………………………………………（5）
式中，QM为某一规格伴热电缆在维持温度TV时的输出功率（W/m）。
2）Lg小于1时，每米管道采用的伴热电缆小于1m无法敷设，所以Lg不能小于1。
3）Lg等于1时，则每米管道采用1m该规格的伴热电缆，单根直线敷设。
4）Lg等于n时（n为整数），则每米管道采用n根这种规格的伴热电缆，n根直线敷设。
5）Lg大于1且不等于n，可采用螺旋卷绕敷设，节距为LS（m）
LS=π（D+d）/（Lg2-1）0.5m………………………（6）
D为管道外径（m）；d为伴热电缆厚度（m）
6）管道部分用伴热电缆长度，为：
L1＝管道总长度×Lgm………………………………（7）
8.3.2平面部分用伴热电缆长度L2
1）每平方米表面应敷设伴热电缆长度为：
Lp=（Qp×Kc）/QMm/㎡
2）Lp≥3，即每㎡面积须敷设不短于3m长度的伴热电缆。
3）平面部分用伴热电缆长度为：
L2=S×Lpm…………………………………………………（8）
S为散热平面面积（m2）。当管径大于600mm时可当作平面容器处理。
8.3.3管道附件用伴热电缆长度
管道附件的热损失可换算成一定长度相同管径管道的热损失，所需电缆应敷设在相应附件上。
管道附件所需伴热电缆长度=附件散热系数×每米管道所需同种电缆长度
1）每个阀门所需电缆长度Lf,为：
Lf=kf×Lg………………………………………………………（9）
式中，kf为阀门散热系数，见表5
表5阀门散热系数
阀门品种闸阀蝶阀球阀球心阀
散热系数1.50.91.01.4
2）每个管道其他附件所需电缆长度Lj为：
Lj=kj×Lg…………………………………………………（10）
式中，kj为其他附件散热系数，见表6：
表6管道附件散热系数
附件项目法兰弯头直型接头T型接头托架吊架
散热系数222333
8.3.4接头留用长度L3
1）每个电源引入端预留1m；
2）每个尾端留0.5m；
3）每个直型或T型接线盒预留0.5m；
4）备用（按工程需要）；
所需伴热电缆总长度L为（增加30%的安全系数），L=（L1+L2+Lf+Lj+L3）×1.3
8.4伴热电缆选型事项
8.4.1根据管道可能经受的zui高温度来选择相应zui高暴露温度的伴热电缆
确定管道是否会出现偶发性温升（如蒸汽、热水、热油清扫管道）及zui高温度，所选伴热电缆的zui高暴露温度应不低于偶发性温升。
如偶发性温升高于zui高暴露温度，可在进行热工估算后，调整安装方法，即在伴热电缆与管道之间加一层适当厚度的保温层，以缓解偶发温升对电缆的影响。
8.4.2根据功率—温度曲线选择伴热电缆功率
选择伴热电缆的输出功率，不是以标称功率为依据，而是以系统维持温度时伴热电缆必须输出的功率为依据。
选择电缆的温度等级及伴热功率与系统所需的维持温度有直接关系，应选用zui高表面温度高于系统维持温度（例如20℃）并能补偿体系热损失的电缆。
8.4.3单一电源zui大伴热电缆长度的确定
从同一个电源接线盒引出的所有各段伴热电缆的长度之和，称为单一电源zui大伴热电缆长度。据此选择过流保护开关的容量。根据管道分布及支线长短选用电缆，低功率电缆单根使用长度较大，适合较长的支线使用，若一根的功率不够可用多根。
8.4.4电缆结构的选择
根据安装环境和条件进行结构选择
1）在塑料或表面涂有油漆，而不能可靠接地的容器和管道上可选用屏蔽型产品。
2）在易燃易爆地区，或管内介质是易燃易爆介质，应选用屏蔽型产品。
3）管道内介质如有腐蚀性，或电缆有可能接触腐蚀屏蔽层的化学品，则应采用防护型产品。
8.4.5其他事项
1）伴热电缆的电源接线截面要大于伴热电缆导体截面。
2）熔断器、空气开关要选择适中，要考虑大于全线起动电流。
3）易燃易爆地区必须采用的电源接线盒，中间接线盒和终端等附件。
4）根据电源容量、电压、电网平衡状态，确定采用单相供电或三相供电及电压等级。
5）管道周围环境是否便于电缆安装，确定伴热电缆，采用直线敷设还是螺旋敷设。
9电伴热系统图
9.1电伴热系统图绘制原则
1）每个单一电源供电的电伴热系统，应绘制各自的电伴热系统图。
2）电伴热系统图以该被伴热管道配管图为依据，用轴侧投影图表示。
3）电伴热系统图是示意图，可以不按比例绘制。
9.2电伴热系统图图示要求
1）电伴热系统图应列出管道编号、管径、材质，保温材质和保温厚度；
2）应标出管道上的阀门、管件、支架、法兰的位置及管道的长度，同时标出接线盒的位置；
3）列出管内介质的名称、操作温度，维持温度，可能zui高温度，zui低环境温度、温差、散热损
失、危险区域分类；
4）列出伴热电缆的规格，数量及其在维持温度时的发热量以及电器设备的数量、规格、型号及
其他附件。
10电伴热设施的安装
10.1安装前的准备
1）所有伴热电缆均须进行电路连续性和绝缘性能的测试，不符合规定的不能使用。
2）电气设备和控制设备均须进行外观检查，有变形、有裂纹，器件不全又无法修复的，不能使用。
3）安装前，应先按照电伴热系统图，逐一核对管道编号、管道规格、工艺条件、伴热电缆参数、
规格型号、电气设备和控制设备规格型号，确认无误后，才能进行安装。
4）没有产品标记，或标记模糊不清，无法辨认的产品，不能安装。
5）电伴热系统安装前，被伴热管道必须全部施工完毕，并经水压试验（或/和气密试验）检查合
格。
10.2安装注意事项
1）伴热电缆安装时，不要在地面上拖拉，以免被锋锐物损坏。不要与高温物体接触，防止电焊
熔渣溅落到伴热电缆上。
2）伴热电缆有良好的柔性，但不允许硬折，需要弯曲时，弯曲半径不得小于伴热电缆厚度的6倍。
3）伴热电缆严禁用重物硬砸，如被砸伴热电缆应重新进行电气测试，合格后才能使用。
4）伴热电缆应与被伴热管道（或设备）贴紧并固定，以提高伴热效率。固定伴热电缆时应用专
用尼龙扎带，严禁用金属丝绑扎。
5）非金属管道应在管外壁与伴热电缆之间贴一层铝胶带，用来增大接触传热面积。
图3管道上伴热电缆缠绕方法图
1、扎带2、管子3、扎带4、伴热电缆
两扎带间距离zui大300mm
图4法兰处伴热电缆的缠绕方法图5伴热电缆在管道上安装与固定
1、法兰2、管子3、扎带4、伴热电缆1、管道2、保温层3、外保护层4、扎带5、伴热电缆
6）伴热电缆的安装要充分考虑管道附件（或设备）的拆卸可能性，且伴热电缆又不需要被切断。电缆被剪断或接头时要注意接头的密封。
7）每米管道热损失大于每米伴热电缆输出功率时，可按图4敷设伴热电缆，以利维修时拆卸。
8）法兰处易产生泄漏，缠绕伴热电缆时，应避开其正下方，如图5所示。
9）伴热电缆在管道上的安装方法与固定，可按图6进行。扎带材料应根据管道的温度选用。
10）伴热系统安装完毕后，必须逐个回路进行电气测试合格后，再进行通电试验，检查伴热电缆
发热情况。确认正常后，才允许保温。
11）保温材料应干燥。潮湿的保温材料不但影响伴热效果，还会导至对伴热电缆的腐蚀，缩短使
用寿命，未包外保护层的保温管道，被雨雪浇湿后，应风干后再施工外保护层。
12）伴热系统施工完毕，应在管道的外保护层，做出明显的电伴热标记，以提醒人们注意。
13）伴热电缆安装时，当电缆一端接入电源前应将母线另一端用配套的封头套封好，两条母线不
得短路。
14）多回路伴热电缆从同一接线盒接出时，各母线都要有绝缘套隔离，以防短路。
15）接线盒应密封，防止雨水进入。
10.3伴热电缆典型安装图（见图7～图17）
图6伴热电缆总装示意图
图7三通处伴热电缆的安装图8阀门上伴热电缆的安装
1、扎带2、伴热电缆3、管道1、扎带2、伴热电缆3、管道4、阀体
伴热电缆抽出敷设於弯头外侧
图9弯头处伴热电缆安装图10“U”型管卡处的伴热电缆安装
1、扎带2、管道3、伴热电缆1、扎带2、伴热电缆3、管道4、U型卡5、支架
图11平管管托处伴热电缆安装图12弯管管托处伴热电缆的安装
1、管道2、伴热电缆3、扎带4、管托1、管道2、伴热电缆3、扎带4、管托
图13管道与支架处伴热电缆安装图14管道吊架处伴热电缆安装
1、扎带2、管道3、支架4、伴热电缆1、吊架2、密封胶3、防水罩4、保温层
5、管道6、伴热电缆7、扎带
图15泵上伴热电缆的安装图16液面控制器上伴热电缆安装
1、电机2、泵出口3、伴热电缆4、泵入口5、泵体1、伴热电缆2、扎带3、尾端密封4、接线盒
10.4电伴热系统的现场测试与检查
1）伴热电缆的连续性和绝缘电阻，用500V摇表检查，系统绝缘电阻大于5MΩ为合格。
2）伴热系统安装完毕，每个电伴热回路的测试结果应有记录和报告。
3）检查人员应按照工程规定对伴热系统的安装进行中间检查和zui终核实、验收，必要时可请电缆厂协助。
温控伴热电缆的结构材料:
1、芯带层：
PTC芯带是将PTC材料均匀的挤包在两根平行镀锡铜线上，形成并联回路。
芯带的断面可以为哑铃形或扁圆形。
2、绝缘层：
电缆绝缘应为符合电缆zui高工作温度等级的改性聚烯烃及其它绝缘材料，绝缘应紧密挤包在PTC芯带上，其表面应光滑、平整、色泽均匀，绝缘不应与芯带粘连。绝缘厚度为0.6mm±0.1mm，绝缘厚度的任何一点可小于规定值，但只要不小于规定值的90%-0.1mm。应按GB/T2951.1中8.1条规定的试验方法检查是否符合要求。应在至少相隔1米的3处各取一段电缆试样。绝缘线芯应能经受GB/T3048.9电线电缆绝缘线芯工频火花试验方法规定的交流50Hz火花试验，作为中间检查，火花试验电压值为6kV。
绝缘机械物理性能试验要求
序号试验项目单位标准要求
11.11.2老化前机械性能抗张强度，zui小断裂伸长率，zui小MPa%12.5200
22.12.2空气箱老化后机械性能处理条件：温度持续时间抗张强度变化率，zui大断裂伸长变化率，zui大℃d%%135±37±25±25
33.13.2热延伸试验处理条件：空气温度载荷时间机械负荷负荷下伸长率，zui大冷却后*伸长率，zui大℃minMPa%%200±3150.217515
44.1吸水试验重量法处理条件：温度时间重量变化率，zui大℃dmg／cm285±2141
55.1收缩试验处理条件：温度时间收缩变化率，zui大℃h%135±314
3、蔽层：
屏蔽型电缆的屏蔽层应采用镀锡铜线编织在绝缘层上。编织用镀锡铜线直径的zui大值如下表：
镀锡铜线尺寸
电缆宽度镀锡铜线zui大值
b≤10.0mm0.16mm
10.0mm＜b≤20.0mm0.21mm
编织覆盖率应为75%以上。
4、护套层：
电缆护套应选用改性聚烯烃及其它护套料，护套应单层挤包。当伴热电缆为防护型时，护套挤包在绝缘层或金属屏蔽层上。护套应紧密挤包，护套表面应平整、色泽均匀，且应容易剥离而不损伤绝缘和编织层。护套厚度为0.75mm±0.1mm。护套厚度的任何一点可小于规定值，但只要不小于规定值的85%－0.1mm。应按GB/T2951.1—1997中8.2条规定的试验方法检查是否符合要求。应在至少相隔1米的3处各取一段电缆试样。
护套机械物理性能试验要求
序号试验项目单位标准要求
11.11.2老化前机械性能抗张强度，zui小断裂伸长率，zui小MPa%12.5200
22.12.2空气箱老化后机械性能处理条件：温度持续时间抗张强度变化率，zui大断裂伸长变化率，zui大℃d%%135±310±25±25
3碳黑含量，zui小%2
4耐环境应力开裂，zui小h1000
55.15.2热延伸试验处理条件：温度机械负荷载荷时间负荷下伸长率，zui大冷却后*伸长率，zui大℃MPamin%%200±50.21517515
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
温控伴热电缆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。
2PTC工作原理
2.1PTC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
温控伴热电缆的电热元件，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。
2.3.3PTC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
温控伴热电缆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，每米温控伴热电缆输出的稳态电功率。
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）。
3.3zui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。
3.4zui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。这个温度是温控伴热电缆所能承受的zui高温度，称为zui高曝露温度。
3.5zui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。
3.6zui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：WL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：防护型低温温控伴热电缆（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DWL－JDWL－PDWL－F10、25、35、45
中温系列ZWL－JZWL－PZWL－F30、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。
5.2DWL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20MΩ。
5.4ZWL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
10A20A30A40A
单一电源zui大使用长度（m）
15DWL2-J-20-100+10
25DWL2-J-20-100+10
35DWL2-J-20-100+10
40ZWL2-J-20-100+10
50ZWL2-J-20-100+10
60ZWL2-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、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。
7使用注意事项
—运输、储存、安装及使用中要避免碾压、撞击、反复弯折以及有机溶剂或油污的侵入。
—电缆一端接入电源，另一端的线芯不得短路或与导电物质接触，必须用配套的封头严密套封。在需要防爆的场合应使用配套的防爆接线盒。护套不得损坏，芯带不得裸露。
—伴热电缆的输出功率与伴热系统的诸多因素相关，使用伴热电缆时须进行热工设计，方能达到*运行效果。
8简易热工设计
电伴热是利用伴热电缆输出的热量来补偿管道、容器、罐体等储运系统所耗散的热量，以维持系统操作介质始终处在工艺要求的适宜温区。所以，热工设计首先要确定工艺装置的热损失即耗热量，然后根据耗热量确定所需伴热电缆的功率和长度。
8.1设计需要确定的工艺参数
1）管道要求的维持温度，TV；
2）当地zui低环境温度（℃），TA；
3）管道的外径，D；
4）容器的表面积，S；
5）管道的保温材料品种及厚度；
6）管道是在室内或室外。
8.2管道、平面热损失计算
8.2.1管道
保温管道的热损失（加30%安全系数）按公式（1）计算：
Qt={[2π（TV-TA）]/［（LnD0/D1）1/λ+2/（D0α）]}×1.3………（1）
8.2.2平面
保温平面的热损失（加30%安全系数）按公式（2）计算：
QP=[（TV-TA）/（δ/λ+1/α）]×1.3……………………………（2）
式（1）和式（2）中：
Qt—单位长度管道的热损失，W/m；
Qp—单位平面的热损失，W/㎡;
TV—系统要求的维持温度，℃；
TA—当地的zui低环境温度℃；
λ—保温材料的导热系数，W/（m℃），见表3；
D1—保温层内径，（管道外径）m；
D0—保温层外径，m;D0=D1+2δ；
δ—保温层厚度，m；
Ln—自然对数；
α—保温层外表面向大气的散热系数，W/（㎡℃）与风速ω，（m/s）有关，
α值按公式（3）计算:
α=1.163（6+ω1/2）W/（㎡℃）…………………………（3）
8.2.3管道材质修正系数
不同材质的导热系数不同，在同等TV的情况下所需功率不同，修正系数Kc,见表4；
Qt、QP值的条件是钢材，如材质变动应乘以材质修正系数。例如式（4）：
表3常用保温材料导热系数
保温材料导热系数W/（m.℃）
玻璃纤维0.036
矿渣棉0.038
硅酸钙0.054
膨胀珍珠岩0.054
蛭石0.084
岩棉0.043
聚氨脂0.024
聚苯乙烯0.031
泡沫塑料0.042
石棉0.093
表4管道材质修正系数
管道材料修正系数
碳钢1
铜0.9
不锈钢1.25
塑料1.5
Q=Qt×kcW/m………………………………………（4）
8.3计算所需伴热电缆的总长度L
用Q值来选择合适规格的伴热电缆，并确定每米管道所用伴热电缆的长度和敷设方法。
8.3.1管道部分用伴热电缆长度Lg
1）每米管道应敷设伴热电缆的长度Lg为：
Lg=Q/QMm/m……………………………………………（5）
式中，QM为某一规格伴热电缆在维持温度TV时的输出功率（W/m）。
2）Lg小于1时，每米管道采用的伴热电缆小于1m无法敷设，所以Lg不能小于1。
3）Lg等于1时，则每米管道采用1m该规格的伴热电缆，单根直线敷设。
4）Lg等于n时（n为整数），则每米管道采用n根这种规格的伴热电缆，n根直线敷设。
5）Lg大于1且不等于n，可采用螺旋卷绕敷设，节距为LS（m）
LS=π（D+d）/（Lg2-1）0.5m………………………（6）
D为管道外径（m）；d为伴热电缆厚度（m）
6）管道部分用伴热电缆长度，为：
L1＝管道总长度×Lgm………………………………（7）
8.3.2平面部分用伴热电缆长度L2
1）每平方米表面应敷设伴热电缆长度为：
Lp=（Qp×Kc）/QMm/㎡
2）Lp≥3，即每㎡面积须敷设不短于3m长度的伴热电缆。
3）平面部分用伴热电缆长度为：
L2=S×Lpm…………………………………………………（8）
S为散热平面面积（m2）。当管径大于600mm时可当作平面容器处理。
8.3.3管道附件用伴热电缆长度
管道附件的热损失可换算成一定长度相同管径管道的热损失，所需电缆应敷设在相应附件上。
管道附件所需伴热电缆长度=附件散热系数×每米管道所需同种电缆长度
1）每个阀门所需电缆长度Lf,为：
Lf=kf×Lg………………………………………………………（9）
式中，kf为阀门散热系数，见表5
表5阀门散热系数
阀门品种闸阀蝶阀球阀球心阀
散热系数1.50.91.01.4
2）每个管道其他附件所需电缆长度Lj为：
Lj=kj×Lg…………………………………………………（10）
式中，kj为其他附件散热系数，见表6：
表6管道附件散热系数
附件项目法兰弯头直型接头T型接头托架吊架
散热系数222333
8.3.4接头留用长度L3
1）每个电源引入端预留1m；
2）每个尾端留0.5m；
3）每个直型或T型接线盒预留0.5m；
4）备用（按工程需要）；
所需伴热电缆总长度L为（增加30%的安全系数），L=（L1+L2+Lf+Lj+L3）×1.3
8.4伴热电缆选型事项
8.4.1根据管道可能经受的zui高温度来选择相应zui高暴露温度的伴热电缆
确定管道是否会出现偶发性温升（如蒸汽、热水、热油清扫管道）及zui高温度，所选伴热电缆的zui高暴露温度应不低于偶发性温升。
如偶发性温升高于zui高暴露温度，可在进行热工估算后，调整安装方法，即在伴热电缆与管道之间加一层适当厚度的保温层，以缓解偶发温升对电缆的影响。
8.4.2根据功率—温度曲线选择伴热电缆功率
选择伴热电缆的输出功率，不是以标称功率为依据，而是以系统维持温度时伴热电缆必须输出的功率为依据。
选择电缆的温度等级及伴热功率与系统所需的维持温度有直接关系，应选用zui高表面温度高于系统维持温度（例如20℃）并能补偿体系热损失的电缆。
8.4.3单一电源zui大伴热电缆长度的确定
从同一个电源接线盒引出的所有各段伴热电缆的长度之和，称为单一电源zui大伴热电缆长度。据此选择过流保护开关的容量。根据管道分布及支线长短选用电缆，低功率电缆单根使用长度较大，适合较长的支线使用，若一根的功率不够可用多根。
8.4.4电缆结构的选择
根据安装环境和条件进行结构选择
1）在塑料或表面涂有油漆，而不能可靠接地的容器和管道上可选用屏蔽型产品。
2）在易燃易爆地区，或管内介质是易燃易爆介质，应选用屏蔽型产品。
3）管道内介质如有腐蚀性，或电缆有可能接触腐蚀屏蔽层的化学品，则应采用防护型产品。
8.4.5其他事项
1）伴热电缆的电源接线截面要大于伴热电缆导体截面。
2）熔断器、空气开关要选择适中，要考虑大于全线起动电流。
3）易燃易爆地区必须采用的电源接线盒，中间接线盒和终端等附件。
4）根据电源容量、电压、电网平衡状态，确定采用单相供电或三相供电及电压等级。
5）管道周围环境是否便于电缆安装，确定伴热电缆，采用直线敷设还是螺旋敷设。
9电伴热系统图
9.1电伴热系统图绘制原则
1）每个单一电源供电的电伴热系统，应绘制各自的电伴热系统图。
2）电伴热系统图以该被伴热管道配管图为依据，用轴侧投影图表示。
3）电伴热系统图是示意图，可以不按比例绘制。
9.2电伴热系统图图示要求
1）电伴热系统图应列出管道编号、管径、材质，保温材质和保温厚度；
2）应标出管道上的阀门、管件、支架、法兰的位置及管道的长度，同时标出接线盒的位置；
3）列出管内介质的名称、操作温度，维持温度，可能zui高温度，zui低环境温度、温差、散热损
失、危险区域分类；
4）列出伴热电缆的规格，数量及其在维持温度时的发热量以及电器设备的数量、规格、型号及
其他附件。
10电伴热设施的安装
10.1安装前的准备
1）所有伴热电缆均须进行电路连续性和绝缘性能的测试，不符合规定的不能使用。
2）电气设备和控制设备均须进行外观检查，有变形、有裂纹，器件不全又无法修复的，不能使用。
3）安装前，应先按照电伴热系统图，逐一核对管道编号、管道规格、工艺条件、伴热电缆参数、
规格型号、电气设备和控制设备规格型号，确认无误后，才能进行安装。
4）没有产品标记，或标记模糊不清，无法辨认的产品，不能安装。
5）电伴热系统安装前，被伴热管道必须全部施工完毕，并经水压试验（或/和气密试验）检查合
格。
10.2安装注意事项
1）伴热电缆安装时，不要在地面上拖拉，以免被锋锐物损坏。不要与高温物体接触，防止电焊
熔渣溅落到伴热电缆上。
2）伴热电缆有良好的柔性，但不允许硬折，需要弯曲时，弯曲半径不得小于伴热电缆厚度的6倍。
3）伴热电缆严禁用重物硬砸，如被砸伴热电缆应重新进行电气测试，合格后才能使用。
4）伴热电缆应与被伴热管道（或设备）贴紧并固定，以提高伴热效率。固定伴热电缆时应用专
用尼龙扎带，严禁用金属丝绑扎。
5）非金属管道应在管外壁与伴热电缆之间贴一层铝胶带，用来增大接触传热面积。
图3管道上伴热电缆缠绕方法图
1、扎带2、管子3、扎带4、伴热电缆
两扎带间距离zui大300mm
图4法兰处伴热电缆的缠绕方法图5伴热电缆在管道上安装与固定
1、法兰2、管子3、扎带4、伴热电缆1、管道2、保温层3、外保护层4、扎带5、伴热电缆
6）伴热电缆的安装要充分考虑管道附件（或设备）的拆卸可能性，且伴热电缆又不需要被切断。电缆被剪断或接头时要注意接头的密封。
7）每米管道热损失大于每米伴热电缆输出功率时，可按图4敷设伴热电缆，以利维修时拆卸。
8）法兰处易产生泄漏，缠绕伴热电缆时，应避开其正下方，如图5所示。
9）伴热电缆在管道上的安装方法与固定，可按图6进行。扎带材料应根据管道的温度选用。
10）伴热系统安装完毕后，必须逐个回路进行电气测试合格后，再进行通电试验，检查伴热电缆
发热情况。确认正常后，才允许保温。
11）保温材料应干燥。潮湿的保温材料不但影响伴热效果，还会导至对伴热电缆的腐蚀，缩短使
用寿命，未包外保护层的保温管道，被雨雪浇湿后，应风干后再施工外保护层。
12）伴热系统施工完毕，应在管道的外保护层，做出明显的电伴热标记，以提醒人们注意。
13）伴热电缆安装时，当电缆一端接入电源前应将母线另一端用配套的封头套封好，两条母线不
得短路。
14）多回路伴热电缆从同一接线盒接出时，各母线都要有绝缘套隔离，以防短路。
15）接线盒应密封，防止雨水进入。
10.3伴热电缆典型安装图（见图7～图17）
图6伴热电缆总装示意图
图7三通处伴热电缆的安装图8阀门上伴热电缆的安装
1、扎带2、伴热电缆3、管道1、扎带2、伴热电缆3、管道4、阀体
伴热电缆抽出敷设於弯头外侧
图9弯头处伴热电缆安装图10“U”型管卡处的伴热电缆安装
1、扎带2、管道3、伴热电缆1、扎带2、伴热电缆3、管道4、U型卡5、支架
图11平管管托处伴热电缆安装图12弯管管托处伴热电缆的安装
1、管道2、伴热电缆3、扎带4、管托1、管道2、伴热电缆3、扎带4、管托
图13管道与支架处伴热电缆安装图14管道吊架处伴热电缆安装
1、扎带2、管道3、支架4、伴热电缆1、吊架2、密封胶3、防水罩4、保温层
5、管道6、伴热电缆7、扎带
图15泵上伴热电缆的安装图16液面控制器上伴热电缆安装
1、电机2、泵出口3、伴热电缆4、泵入口5、泵体1、伴热电缆2、扎带3、尾端密封4、接线盒
10.4电伴热系统的现场测试与检查
1）伴热电缆的连续性和绝缘电阻，用500V摇表检查，系统绝缘电阻大于5MΩ为合格。
2）伴热系统安装完毕，每个电伴热回路的测试结果应有记录和报告。
3）检查人员应按照工程规定对伴热系统的安装进行中间检查和zui终核实、验收，必要时可请电缆厂协助。
温控伴热电缆的结构材料:
1、芯带层：
PTC芯带是将PTC材料均匀的挤包在两根平行镀锡铜线上，形成并联回路。
芯带的断面可以为哑铃形或扁圆形。
2、绝缘层：
电缆绝缘应为符合电缆zui高工作温度等级的改性聚烯烃及其它绝缘材料，绝缘应紧密挤包在PTC芯带上，其表面应光滑、平整、色泽均匀，绝缘不应与芯带粘连。绝缘厚度为0.6mm±0.1mm，绝缘厚度的任何一点可小于规定值，但只要不小于规定值的90%-0.1mm。应按GB/T2951.1中8.1条规定的试验方法检查是否符合要求。应在至少相隔1米的3处各取一段电缆试样。绝缘线芯应能经受GB/T3048.9电线电缆绝缘线芯工频火花试验方法规定的交流50Hz火花试验，作为中间检查，火花试验电压值为6kV。
绝缘机械物理性能试验要求
序号试验项目单位标准要求
11.11.2老化前机械性能抗张强度，zui小断裂伸长率，zui小MPa%12.5200
22.12.2空气箱老化后机械性能处理条件：温度持续时间抗张强度变化率，zui大断裂伸长变化率，zui大℃d%%135±37±25±25
33.13.2热延伸试验处理条件：空气温度载荷时间机械负荷负荷下伸长率，zui大冷却后*伸长率，zui大℃minMPa%%200±3150.217515
44.1吸水试验重量法处理条件：温度时间重量变化率，zui大℃dmg／cm285±2141
55.1收缩试验处理条件：温度时间收缩变化率，zui大℃h%135±314
3、蔽层：
屏蔽型电缆的屏蔽层应采用镀锡铜线编织在绝缘层上。编织用镀锡铜线直径的zui大值如下表：
镀锡铜线尺寸
电缆宽度镀锡铜线zui大值
b≤10.0mm0.16mm
10.0mm＜b≤20.0mm0.21mm
编织覆盖率应为75%以上。
4、护套层：
电缆护套应选用改性聚烯烃及其它护套料，护套应单层挤包。当伴热电缆为防护型时，护套挤包在绝缘层或金属屏蔽层上。护套应紧密挤包，护套表面应平整、色泽均匀，且应容易剥离而不损伤绝缘和编织层。护套厚度为0.75mm±0.1mm。护套厚度的任何一点可小于规定值，但只要不小于规定值的85%－0.1mm。应按GB/T2951.1—1997中8.2条规定的试验方法检查是否符合要求。应在至少相隔1米的3处各取一段电缆试样。
护套机械物理性能试验要求
序号试验项目单位标准要求
11.11.2老化前机械性能抗张强度，zui小断裂伸长率，zui小MPa%12.5200
22.12.2空气箱老化后机械性能处理条件：温度持续时间抗张强度变化率，zui大断裂伸长变化率，zui大℃d%%135±310±25±25
3碳黑含量，zui小%2
4耐环境应力开裂，zui小h1000
55.15.2热延伸试验处理条件：温度机械负荷载荷时间负荷下伸长率，zui大冷却后*伸长率，zui大℃MPamin%%200±50.21517515
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