溫控伴熱電纜（簡稱電纜）又稱自調控電伴或自限溫電熱帶。它是一種電熱功率隨系統(tǒng)溫度自調的帶狀限溫伴熱器。即電纜本身具有自動限溫，并隨著被加熱體系的溫度變化能自動調整發(fā)熱功率的功能，以保證工作體系始終穩(wěn)定在設定的*操作溫區(qū)正常運行。
溫控伴熱電纜工作原理：溫控伴熱電纜的電熱元件，是在兩根平行金屬母線之間均勻的擠包一層PTC材料制成的芯帶。PTC材料經熔融擠出、冷卻定型之后，分散其中的炭微粒形成無數(shù)纖細的導電炭網絡。當它們跨接在兩根平行母線上時，就構成芯帶的PTC并聯(lián)回路。電纜一端的兩根母線與電源接通時，電流從一根母線橫向流過PTC材料層到達另一根母線形成并聯(lián)回路。PTC層就是連續(xù)并聯(lián)在母線之間的電阻發(fā)熱體，將電能轉化成熱能，對操作系統(tǒng)進行伴熱保溫。當芯帶溫度升到相應的高阻區(qū)時，電阻大到幾乎阻斷電流的程度，芯帶的溫度將達到高限不再升高（即自動限溫）。與此同時，芯帶通過護套向溫度較低的被加熱體系傳熱，達到穩(wěn)態(tài)時單位時間傳遞的熱量等于電纜的電功率。電纜的輸出功率主要受控于傳熱過程以及被加熱體系的溫度。
1.加熱時能夠自動限定電纜的工作溫度；
2.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；
3.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。
4.允許交叉重疊纏繞敷設而無過熱及燒毀之憂。
溫控伴熱電纜在用于防凍和保溫時，具有如下優(yōu)點：
1.伴熱管線溫度均勻，不會過熱，安全可靠；
2.節(jié)約電能；
3.間歇操作時，升溫啟動快速；
4.安裝及運行費用低；
5.安裝使用維護簡便；
6.便于自動化管理
7.無環(huán)境污染。
溫控伴熱電纜表示方法：
1.產品型號規(guī)格表示方法：結構型式、額定電壓、產品代號、溫度等級、標稱功率、從左向右
1）標稱功率：例如“10”表示標稱功率為10Wm-1。
2）溫度等級：D表示低溫；Z表示中溫。
3）產品代號：WK表示溫控型電纜。
4）額定電壓：“1”表示110V；“2”表示220V；“3”表示380V。
5）結構型式：“J”表示基本型、“P”表示屏蔽型、“F”表示防護型。
示例：10DWK2－F 表示：防護型低溫溫控伴熱電纜，標稱功率10Wm-1，額定電壓220V。
溫控伴熱電纜產品結構
?。?）導體（鍍錫銅線1.0、1.5、2.5mm2）
（2）PTC芯帶
?。?）改性聚烯烴絕緣層
?。?）鍍錫銅絲編織屏蔽層
?。?）改性聚烯烴或氟碳樹脂護套層
溫控伴熱電纜性能參數(shù)
1.低溫系列性能參數(shù)
—標準顏色：黑色
—溫度范圍：zui高維持溫度65℃
zui高曝露溫度85℃
zui高表面溫度85℃
—施工溫度：zui低-60℃
—熱穩(wěn)定性：由10℃至99℃間來回循環(huán)300次后，電纜發(fā)熱量維持在90%以上。
—彎曲半徑：20℃室溫時，為25.4mm，-30℃低溫時，為35mm。
—絕緣電阻：伴熱電纜長度100m，環(huán)境溫度75℃時，絕緣電阻zui小值為20MΩ。
2.中溫系列性能參數(shù)
—標準顏色：褐色
—溫度范圍：zui高維持溫度105℃
zui高曝露溫度135℃
zui高表面溫度135℃
—施工溫度：zui低-30℃
—熱穩(wěn)定性：由10℃至149℃間來回循環(huán)300次后，電纜發(fā)熱量維持在90%以上
—彎曲半徑：20℃室溫時，為25.4mm，-30℃低溫時為35mm。
—絕緣電阻：伴熱電纜長度100m,環(huán)境溫度75℃時，絕緣電阻zui小值為20MΩ。
3.電纜型號規(guī)格起動溫度℃熔斷器
10A20A30A40A
4.單一電源zui大使用長度（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
溫控伴熱電纜工作性能
1.功率自調性能：伴熱電纜的電熱功率是隨溫度升高而自動減少，或隨溫度降低而自動增大。
2.自限溫性能：伴熱電纜通電發(fā)熱時溫度升高、電阻增大，當電阻達到極大時，電熱功率就趨于極小，溫度便升到了高限，這就是電纜的自限溫特性。限溫伴熱是指電纜能在溫度高限以下某溫區(qū)進行伴熱的過程。
3.PTC記憶性能：伴熱電纜的電阻隨著溫度升高而增大，在降溫時若電阻能沿著原升溫路線返回原來的起點，便是具有PTC記憶性能。具有記憶性能的電纜才能長期反復使用（PTC效應及PTC材料：PTC效應即正溫度系數(shù)效應,是特指材料電阻率隨著溫度升高而增大，并在一定溫度區(qū)間電阻率急劇增大的特性。具有PTC效應的材料稱為PTC材料，本電纜的高分子PTC材料是半晶高聚物與炭黑的共混物。
）
4.溫度均勻性能：溫控伴熱電纜的芯帶是由大量的纖細導電網絡形成的PTC并聯(lián)單元組成。當伴熱管道任何區(qū)段出現(xiàn)料溫及能耗波動時，所在部位的各個PTC元都能直接感溫并獨立做出響應。即時朝著消除波動的方向自動調整各自的輸出功率，溫度低了功率調大，溫度高了功率調小，并按溫度波動的幅度大小，給出功率調幅的大小，以維持整個系統(tǒng)各區(qū)段的運行溫度均勻穩(wěn)定。這是一種微區(qū)跟蹤，全線同步，全自動的伴熱保溫過程。
溫控伴熱電纜主要參數(shù)定義：
1.標稱功率：標稱功率是指在額定工作電壓下、在一定保溫層內以電纜伴熱的管道溫度為10℃時，每米溫控伴熱電纜輸出的穩(wěn)態(tài)電功率。
2.溫控指數(shù)：溫控指數(shù)是指溫度每升高1℃時，電纜輸出功率的下降值，或溫度每降低1℃時，電纜輸出功率的增加值（一般給出zui低值）。
3.zui高維持溫度:在用一定型號的電纜伴熱某一體系時，能使體系維持到的zui高溫度稱為該種型號電纜的zui高維持溫度。維持溫度是一個相對參數(shù)，它與保溫體系的熱損失大小有關，與伴熱電纜的zui高表面溫度有關。在使用中如設計得當，可以使體系溫度維持在從zui高維持溫度到環(huán)境溫度之間的任何溫度。
4.zui高曝露溫度：曝露溫度是指外部熱源施加在電纜上的溫度。曝露溫度高于一定溫度后，將開始損壞電纜的電熱性能。這個溫度是溫控伴熱電纜所能承受的zui高溫度，稱為zui高曝露溫度。
5.zui高表面溫度：指在良好的隔熱條件下、在額定電壓下工作的伴熱電纜表面所能達到的zui高電熱溫度。這一參數(shù)對有易燃物料和易爆氣氛的場合是重要的。
6.zui大使用長度：在單一電源的額定工作電壓下，伴熱電纜有允許使用的zui大長度限制，這個長度為zui大使用長度。zui大使用長度與額定電壓、功率、規(guī)格及環(huán)境溫度有關。如果使用需要超過zui大使用長度，應當另接電源。
溫控伴熱電纜用途：
1.需要防凍、融冰、化雪及防凝結的部位或場所。
2.易液化、固化、易結晶及粘稠液體的管道、閥門、泵、容器、槽、罐、反應器等的伴熱保溫、降粘及防堵。如煤氣、氯氣、原油、重油、食用油及水管等，特別是當上述管道間歇操作而無法*排空時。
3.測量儀表的支管，因其較細而物料又不流動。
4.無需精確恒溫的儀表、元件以及功率不大的限溫加熱。
5.農副產品加工以及其他用途，如發(fā)酵、孵化、養(yǎng)殖等。
溫控伴熱電纜使用注意事項
1.運輸、儲存、安裝及使用中要避免碾壓、撞擊、反復彎折以及有機溶劑或油污的侵入。
2.電纜一端接入電源，另一端的線芯不得短路或與導電物質接觸，必須用配套的封頭嚴密套封。在需要防爆的場合應使用配套的防爆接線盒。護套不得損壞，芯帶不得裸露。
3.伴熱電纜的輸出功率與伴熱系統(tǒng)的諸多因素相關，使用伴熱電纜時須進行熱工設計，方能達到*運行效果。
溫控伴熱電纜簡易熱工設計：電伴熱是利用伴熱電纜輸出的熱量來補償管道、容器、罐體等儲運系統(tǒng)所耗散的熱量，以維持系統(tǒng)操作介質始終處在工藝要求的適宜溫區(qū)。所以，熱工設計首先要確定工藝裝置的熱損失即耗熱量，然后根據耗熱量確定所需伴熱電纜的功率和長度。
1.設計需要確定的工藝參數(shù)
1）管道要求的維持溫度，TV；
2）當?shù)貁ui低環(huán)境溫度（℃），TA；
3）管道的外徑，D；
4）容器的表面積，S；
5）管道的保溫材料品種及厚度；
6）管道是在室內或室外。
2.管道、平面熱損失計算
保溫管道的熱損失（加30%安全系數(shù)）按公式（1）計算：
Qt={[2π（TV-TA）]/［（LnD0/D1）1/λ 2/（D0α）]}×1.3………（1）
8.2.2平面
保溫平面的熱損失（加30%安全系數(shù)）按公式（2）計算：
QP=[（TV-TA）/（δ/λ 1/α）]×1.3……………………………（2）
式（1）和式（2）中：
Qt—單位長度管道的熱損失，W/m；
Qp—單位平面的熱損失，W/㎡;
TV—系統(tǒng)要求的維持溫度，℃；
TA—當?shù)氐膠ui低環(huán)境溫度℃；
λ—保溫材料的導熱系數(shù)，W/（m℃），見表3；
D1—保溫層內徑，（管道外徑）m；
D0—保溫層外徑，m;D0=D1 2δ；
δ—保溫層厚度，m；
Ln—自然對數(shù)；
α—保溫層外表面向大氣的散熱系數(shù)，W/（㎡℃）與風速ω，（m/s）有關，
α值按公式（3）計算:
α=1.163（6 ω1/2）W/（㎡℃）…………………………（3）
管道材質修正系數(shù)
不同材質的導熱系數(shù)不同，在同等TV的情況下所需功率不同，修正系數(shù)Kc,見表4；
Qt、QP值的條件是鋼材，如材質變動應乘以材質修正系數(shù)。例如式（4）：
常用保溫材料導熱系數(shù)
保溫材料導熱系數(shù)W/（m.℃）
玻璃纖維0.036
礦渣棉0.038
硅酸鈣0.054
膨脹珍珠巖0.054
蛭石0.084
巖棉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管道材質修正系數(shù)
管道材料修正系數(shù)
碳鋼1
銅0.9
不銹鋼1.25
塑料1.5
Q=Qt×kcW/m………………………………………（4）
計算所需伴熱電纜的總長度L
用Q值來選擇合適規(guī)格的伴熱電纜，并確定每米管道所用伴熱電纜的長度和敷設方法。
管道部分用伴熱電纜長度Lg
1）每米管道應敷設伴熱電纜的長度Lg為：
Lg=Q/QMm/m……………………………………………（5）
式中，QM為某一規(guī)格伴熱電纜在維持溫度TV時的輸出功率（W/m）。
2）Lg小于1時，每米管道采用的伴熱電纜小于1m無法敷設，所以Lg不能小于1。
3）Lg等于1時，則每米管道采用1m該規(guī)格的伴熱電纜，單根直線敷設。
4）Lg等于n時（n為整數(shù)），則每米管道采用n根這種規(guī)格的伴熱電纜，n根直線敷設。
5）Lg大于1且不等于n，可采用螺旋卷繞敷設，節(jié)距為LS（m）
LS=π（D d）/（Lg2-1）0.5m………………………（6）
D為管道外徑（m）；d為伴熱電纜厚度（m）
6）管道部分用伴熱電纜長度，為：
L1＝管道總長度×Lgm………………………………（7）
平面部分用伴熱電纜長度L2
1）每平方米表面應敷設伴熱電纜長度為：
Lp=（Qp×Kc）/QMm/㎡
2）Lp≥3，即每㎡面積須敷設不短于3m長度的伴熱電纜。
3）平面部分用伴熱電纜長度為：
L2=S×Lpm…………………………………………………（8）
S為散熱平面面積（m2）。當管徑大于600mm時可當作平面容器處理。
管道附件用伴熱電纜長度
管道附件的熱損失可換算成一定長度相同管徑管道的熱損失，所需電纜應敷設在相應附件上。
管道附件所需伴熱電纜長度=附件散熱系數(shù)×每米管道所需同種電纜長度
1）每個閥門所需電纜長度Lf,為：
Lf=kf×Lg………………………………………………………（9）
式中，kf為閥門散熱系數(shù)，見表5
表5閥門散熱系數(shù)
閥門品種閘閥蝶閥球閥球心閥
散熱系數(shù)1.50.91.01.4
2）每個管道其他附件所需電纜長度Lj為：
Lj=kj×Lg…………………………………………………（10）
式中，kj為其他附件散熱系數(shù)
接頭留用長度L3
1）每個電源引入端預留1m；
2）每個尾端留0.5m；
3）每個直型或T型接線盒預留0.5m；
4）備用（按工程需要）；
所需伴熱電纜總長度L為（增加30%的安全系數(shù)），L=（L1 L2 Lf Lj L3）×1.3
溫控伴熱電纜選型注意事項
1.根據管道可能經受的zui高溫度來選擇相應zui高暴露溫度的伴熱電纜
確定管道是否會出現(xiàn)偶發(fā)性溫升（如蒸汽、熱水、熱油清掃管道）及zui高溫度，所選伴熱電纜的zui高暴露溫度應不低于偶發(fā)性溫升。
如偶發(fā)性溫升高于zui高暴露溫度，可在進行熱工估算后，調整安裝方法，即在伴熱電纜與管道之間加一層適當厚度的保溫層，以緩解偶發(fā)溫升對電纜的影響。
2.根據功率—溫度曲線選擇伴熱電纜功率
選擇伴熱電纜的輸出功率，不是以標稱功率為依據，而是以系統(tǒng)維持溫度時伴熱電纜必須輸出的功率為依據。
選擇電纜的溫度等級及伴熱功率與系統(tǒng)所需的維持溫度有直接關系，應選用zui高表面溫度高于系統(tǒng)維持溫度（例如20℃）并能補償體系熱損失的電纜。
3.單一電源zui大伴熱電纜長度的確定
從同一個電源接線盒引出的所有各段伴熱電纜的長度之和，稱為單一電源zui大伴熱電纜長度。據此選擇過流保護開關的容量。根據管道分布及支線長短選用電纜，低功率電纜單根使用長度較大，適合較長的支線使用，若一根的功率不夠可用多根。
溫控伴熱電纜結構的選擇：
根據安裝環(huán)境和條件進行結構選擇
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選用屏蔽型產品。
2）在易燃易爆地區(qū)，或管內介質是易燃易爆介質，應選用屏蔽型產品。
3）管道內介質如有腐蝕性，或電纜有可能接觸腐蝕屏蔽層的化學品，則應采用防護型產品。
其他事項
1）伴熱電纜的電源接線截面要大于伴熱電纜導體截面。
2）熔斷器、空氣開關要選擇適中，要考慮大于全線起動電流。
3）易燃易爆地區(qū)必須采用的電源接線盒，中間接線盒和終端等附件。
4）根據電源容量、電壓、電網平衡狀態(tài)，確定采用單相供電或三相供電及電壓等級。
5）管道周圍環(huán)境是否便于電纜安裝，確定伴熱電纜，采用直線敷設還是螺旋敷設。
溫控伴熱電纜電伴熱系統(tǒng)圖繪制原則
1）每個單一電源供電的電伴熱系統(tǒng)，應繪制各自的電伴熱系統(tǒng)圖。
2）電伴熱系統(tǒng)圖以該被伴熱管道配管圖為依據，用軸側投影圖表示。
3）電伴熱系統(tǒng)圖是示意圖，可以不按比例繪制。
溫控伴熱電纜電伴熱系統(tǒng)圖圖示要求
1）電伴熱系統(tǒng)圖應列出管道編號、管徑、材質，保溫材質和保溫厚度；
2）應標出管道上的閥門、管件、支架、法蘭的位置及管道的長度，同時標出接線盒的位置；
3）列出管內介質的名稱、操作溫度，維持溫度，可能zui高溫度，zui低環(huán)境溫度、溫差、散熱損失、危險區(qū)域分類；
4）列出伴熱電纜的規(guī)格，數(shù)量及其在維持溫度時的發(fā)熱量以及電器設備的數(shù)量、規(guī)格、型號及其他附件。
溫控伴熱電纜電伴熱設施的安裝
1.安裝前的準備
1）所有伴熱電纜均須進行電路連續(xù)性和絕緣性能的測試，不符合規(guī)定的不能使用。
2）電氣設備和控制設備均須進行外觀檢查，有變形、有裂紋，器件不全又無法修復的，不能使用。
3）安裝前，應先按照電伴熱系統(tǒng)圖，逐一核對管道編號、管道規(guī)格、工藝條件、伴熱電纜參數(shù)、規(guī)格型號、電氣設備和控制設備規(guī)格型號，確認無誤后，才能進行安裝。
4）沒有產品標記，或標記模糊不清，無法辨認的產品，不能安裝。
5）電伴熱系統(tǒng)安裝前，被伴熱管道必須全部施工完畢，并經水壓試驗（或/和氣密試驗）檢查合格。
溫控伴熱電纜安裝注意事項
1）伴熱電纜安裝時，不要在地面上拖拉，以免被鋒銳物損壞。不要與高溫物體接觸，防止電焊熔渣濺落到伴熱電纜上。
2）伴熱電纜有良好的柔性，但不允許硬折，需要彎曲時，彎曲半徑不得小于伴熱電纜厚度的6倍。
3）伴熱電纜嚴禁用重物硬砸，如被砸伴熱電纜應重新進行電氣測試，合格后才能使用。
4）伴熱電纜應與被伴熱管道（或設備）貼緊并固定，以提高伴熱效率。固定伴熱電纜時應用尼龍扎帶，嚴禁用金屬絲綁扎。
5）非金屬管道應在管外壁與伴熱電纜之間貼一層鋁膠帶，用來增大接觸傳熱面積。
6）伴熱電纜的安裝要充分考慮管道附件（或設備）的拆卸可能性，且伴熱電纜又不需要被切斷。電纜被剪斷或接頭時要注意接頭的密封。
7）每米管道熱損失大于每米伴熱電纜輸出功率時，可按圖4敷設伴熱電纜，以利維修時拆卸。
8）法蘭處易產生泄漏，纏繞伴熱電纜時，應避開其正下方，如圖5所示。
9）伴熱電纜在管道上的安裝方法與固定，可按圖6進行。扎帶材料應根據管道的溫度選用。
10）伴熱系統(tǒng)安裝完畢后，必須逐個回路進行電氣測試合格后，再進行通電試驗，檢查伴熱電纜發(fā)熱情況。確認正常后，才允許保溫。
11）保溫材料應干燥。潮濕的保溫材料不但影響伴熱效果，還會導至對伴熱電纜的腐蝕，縮短使用壽命，未包外保護層的保溫管道，被雨雪澆濕后，應風干后再施工外保護層。
12）伴熱系統(tǒng)施工完畢，應在管道的外保護層，做出明顯的電伴熱標記，以提醒人們注意。
13）伴熱電纜安裝時，當電纜一端接入電源前應將母線另一端用配套的封頭套封好，兩條母線不得短路。
14）多回路伴熱電纜從同一接線盒接出時，各母線都要有絕緣套隔離，以防短路。
15）接線盒應密封，防止雨水進入。
電伴熱系統(tǒng)的現(xiàn)場測試與檢查
1）伴熱電纜的連續(xù)性和絕緣電阻，用500V搖表檢查，系統(tǒng)絕緣電阻大于5MΩ為合格。
2）伴熱系統(tǒng)安裝完畢，每個電伴熱回路的測試結果應有記錄和報告。
3）檢查人員應按照工程規(guī)定對伴熱系統(tǒng)的安裝進行中間檢查和zui終核實、驗收，必要時可請電纜廠協(xié)助。
溫控伴熱電纜的結構材料:
1、芯帶層：
PTC芯帶是將PTC材料均勻的擠包在兩根平行鍍錫銅線上，形成并聯(lián)回路。
芯帶的斷面可以為啞鈴形或扁圓形。
2、絕緣層：
電纜絕緣應為符合電纜zui高工作溫度等級的改性聚烯烴及其它絕緣材料，絕緣應緊密擠包在PTC芯帶上，其表面應光滑、平整、色澤均勻，絕緣不應與芯帶粘連。絕緣厚度為0.6mm±0.1mm，絕緣厚度的任何一點可小于規(guī)定值，但只要不小于規(guī)定值的90%-0.1mm。應按GB/T2951.1中8.1條規(guī)定的試驗方法檢查是否符合要求。應在至少相隔1米的3處各取一段電纜試樣。絕緣線芯應能經受GB/T3048.9電線電纜絕緣線芯工頻火花試驗方法規(guī)定的交流50Hz火花試驗，作為中間檢查，火花試驗電壓值為6kV。
絕緣機械物理性能試驗要求：
1.老化前機械性能抗張強度，zui小斷裂伸長率，zui小MPa%12.5200
2.空氣箱老化后機械性能處理條件：溫度持續(xù)時間抗張強度變化率，zui大斷裂伸長變化率，zui大℃d%%135±37±25±25
3.熱延伸試驗處理條件：空氣溫度載荷時間機械負荷負荷下伸長率，zui大冷卻后*伸長率，zui大℃minMPa%%200±3150.217515
4.吸水試驗重量法處理條件：溫度時間重量變化率，zui大℃dmg／cm285±2141
5.收縮試驗處理條件：溫度時間收縮變化率，zui大℃h%135±314
蔽層：屏蔽型電纜的屏蔽層應采用鍍錫銅線編織在絕緣層上。編織用鍍錫銅線直徑的zui大值如下表：
鍍錫銅線尺寸
電纜寬度鍍錫銅線zui大值
b≤10.0mm0.16mm
10.0mm＜b≤20.0mm0.21mm
編織覆蓋率應為75%以上。
護套層：電纜護套應選用改性聚烯烴及其它護套料，護套應單層擠包。當伴熱電纜為防護型時，護套擠包在絕緣層或金屬屏蔽層上。護套應緊密擠包，護套表面應平整、色澤均勻，且應容易剝離而不損傷絕緣和編織層。護套厚度為0.75mm±0.1mm。護套厚度的任何一點可小于規(guī)定值，但只要不小于規(guī)定值的85%－0.1mm。應按GB/T2951.1—1997中8.2條規(guī)定的試驗方法檢查是否符合要求。應在至少相隔1米的3處各取一段電纜試樣。