Саморегулюючий кабель – це вдосконалений варіант електричного кабелю, що гріє. Вперше саморегульований нагрівальний кабель був розроблений фахівцями американської компанії Raychem Corporation. Випуск цього кабелю приніс компанії всесвітню популярність, оскільки його властивості були відразу оцінені там, де необхідно захистити від замерзання використовуване обладнання або підтримувати незмінною температуру будь-якого об’єкта.
В даний час саморегулюючий нагрівальний кабель випускається багатьма відомими світовими виробниками електротехнічної продукції. Нагрівальний саморегулюючий кабель широко застосовується в різних галузях промисловості, в будівництві, в житлово-комунальній сфері та в побуті (наприклад, для обігріву покрівлі). Така затребуваність вироби обумовлена його унікальними властивостями, а властивості ці визначені його конструктивними особливостями і принципом дії.
Конструкція кабелю
Конструктивно гріючий кабель саморегулюючого типу складніше резистивного кабелю постійної потужності. Він містить полімерну матрицю, яка змінює опір під дією зовнішньої мінливої температури, в результаті чого змінюється кількість виділеної теплової енергії.
- Нагрівальна частина кабелю складається з двох луджених мідних жил
- Пластична суміш графіту з напівпровідниковим полімером, що утворює саморегулюючу матрицю, через яку замикаються струмопровідні мідні жили.
- Ізолюючий шар нагрівальної частини, виконаний з фторполімерного термопласту, одночасно захищає її від води.
- Екрануюча оплетка з лудженої міді служить для заземлення кабелю, механічної та електричної захисту.
- Зовнішня оболонка виконується, в залежності від умов експлуатації нагрівального кабелю, з різних матеріалів. Для простих умов експлуатації застосовується оболонка з поліолефінового пластикату. Для складних експлуатаційних умов (агресивне середовище, конденсат, ультрафіолетове випромінювання та ін.) використовується фторполімер.
Обробка матриці і зовнішньої оболонки саморегулюючого кабелю проводиться методом радіаційного зшивання.
Принцип роботи саморегулюючого нагрівального кабелю
Саморегулюючий нагрівальний кабель працює на основі принципу використання напівпровідникової матриці з високим позитивним температурним коефіцієнтом опору (ТКО). При збільшенні температури матриця збільшує свій опір, що призводить до зменшення сили струму і виділення тепла. Зворотне дійсне також вірне: при зниженні температури опір матриці зменшується, що призводить до збільшення сили струму і кількості виділеного тепла.
Структура напівпровідникової матриці включає провідні частинки, які можна уявити як велику кількість опорів, з’єднаних паралельно між собою. При подачі напруги на струмопровідні жилки виникає струм, що призводить до нагрівання матриці. Розширення матеріалу матриці порушує контакти між провідними частинками, еквівалентне зменшенню кількості паралельно з’єднаних опорів і збільшенню загального опору матриці. Це призводить до зменшення сили струму і виділення тепла.
Такий механізм дозволяє підтримувати стабільний температурний режим. Залежно від температури довкілля, кількість провідних шляхів у матриці може змінюватися, що впливає на її опір. При низькій температурі збільшується кількість провідних шляхів, що призводить до збільшення сили струму і, відповідно, до інтенсивнішого нагріву.
Таким чином, саморегулюючий нагрівальний кабель автоматично адаптується до змін температури навколишнього середовища, забезпечуючи стабільний тепловий режим в системі.
Переваги кабелю
Головні переваги саморегульованого кабелю-енергетична та економічна ефективність. Це пов’язано з тим, що при підвищенні температури на якій-небудь ділянці автоматично знижується потужність нагріву, а відповідно і споживання електроенергії.
Крім того, структура кабелю дозволяє при монтажі системи обігріву різати його на шматки необхідної довжини без шкоди для його фізичних властивостей. Це дає можливість використовувати такий нагрівальний кабель тільки на проблемних ділянках, де особливо велика ймовірність замерзання в холодну пору року, що дозволяє заощадити кошти.
Види та характеристики кабелю
За своїм призначенням випускаються кабелі умовно діляться на промислові та загальнобудівельні.
Саморегульовані кабелі промислового призначення використовуються для захисту від замерзання, обігріву або підтримки температури промислових трубопроводів, резервуарів, ємностей та іншого технологічного обладнання. на підприємствах добувної, переробної, хімічної, металургійної, легкої та харчової промисловості, в енергетиці та машинобудуванні. У більшості випадків ці кабелі випускаються у вибухозахищеному виконанні.
Загальнобудівельний кабель не є вибухозахищеним, тому при своїй достатній універсальності не може застосовуватися в зонах з підвищеною вибухо – і вогненебезпечністю. Такі кабелі призначені для систем обігріву побутових трубопроводів і антиобледенительных систем покрівлі, майданчиків, сходів і т. п.
До основних технічних характеристик відносяться:
- напруга живлення, В;
- Номінальна потужність погонного метра, Вт / м;
- питомий опір пускового струму, а;
- перетин струмопровідних жил, мм2;
- Максимальна робоча температура кабелю, °C;
- Максимальна температура навколишнього середовища, °C.
При виборі саморегульованого гріючого кабелю враховуються всі параметри і характеристики виробу, а також його умови експлуатації.