Всё про саморегулирующийся кабель

С каждым годом использование систем кабельного обогрева становится всё более экономичным, надёжным и эффективным. В настоящее время сфера их применения довольно обширна, начиная с обогрева крыш зданий, полов, и заканчивая водо- и трубопроводами. Именно при обогреве кровли, водостоков, трубопроводов, саморегулирующийся кабель получил наибольшее распространение.

В основе саморегулирующегося кабеля лежит так называемая саморегулирующаяся проводящая матрица (поз.1)– непрерывный греющий элемент из полимера на углеродной основе, который меняет свои проводящие свойства в зависимости от температуры. С уменьшением температуры на конкретном участке там увеличивается и протекающий через матрицу ток, что приводит к увеличению выделяемой тепловой мощности.

При возрастании температуры всё с точностью, да наоборот.

Постоянное напряжение по всей длине кабеля обеспечивают два параллельных проводника из большого количества скрученных медных жил (поз.2). Термопластичная оболочка (поз. 3) предназначена для изоляции, защиты от влаги и истирания, тогда как металлическая оплетка (поз. 4) обеспечивает экранирование, заземление и дополнительную защиту матрицы и проводников от механических воздействий.

При понижении внешней температуры саморегулирующий кабель сам регулирует свой тепловой выход, что позволяет экономить потребляемую электроэнергию и часто полностью отказаться от применения термостатов и датчиков температуры, подключая кабель непосредственно к электрической сети.

При том, что саморегулирующийся кабель стоит дороже резистивных, применение самрегов часто экономически оправдано. Например, при отсутствии в желобе или водостоке льда и воды при использовании кабеля в качестве системы анти-обледенения, мощность потребления уменьшается вдвое.

Для обычного резистивного кабеля весьма важна однородность среды по всей длине. При обогреве труб, водосливов обеспечить этот фактор, из за засорения, накопления мусора невозможно.И это приводит к локальным перегревам резистивного кабеля. Что может быть причиной выхода из строя системы обогрева.

Саморегулирующийся кабель сам уменьшит температуру в той области, где теплоотвод меньше, сохранив температуру в остальных местах неизменной.

Саморегулирующийся кабель имеет значительно более высокую стойкость к перепадам напряжений и в отличии от резистивных кабелей, не сгорают при его повышении длительное время.

Также такие кабели обладают более высокими прочностными характеристиками при усилии на разрыв. Способность кабеля к саморегулированию позволяет осуществлять его перехлест – это весьма актуально, например, при обогреве трубной запорно-регулировочной аппаратуры. В отличии от резистивных кабелей, длина которых дискретна и определена линейкой (набором) кабелей фиксированной длины, которые нельзя укорачивать, саморегулирующиеся кабели могут нарезаться кусками необходимой длины. Отметим, что максимальная длина кабеля ограничена – обычно она составляет 100-150 м.

К недостаткам кабеля с саморегуляцией можно отнести износ матрицы, из-за чего снижается мощность. К износу матрицы приводят стартовые (обратные) токи. Саморегулируемый кабель имеет достаточно большой пусковой ток, который может увеличиваться в 1.5 -5 и более раз от своего рабочего значения. Причина - использование в конструкции проводящей матрицы с PTC-коэффициентом, меняющей свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды.

В «холодном» состоянии кабель имеет небольшое сопротивление, которое к тому же зависит от температуры окружающей среды. При подаче питания на кабель, он начинает разогреваться, его сопротивление начинает расти, ток в цепи питания уменьшается. Коэффициент стартового тока зависит от компонентного состава и применяемых технологий при производстве матрицы кабеля.

Пример расчета максимального стартового тока греющего кабеля

Имеется секция саморегулирующегося кабеля удельной мощностью 30 Вт/м и длиной 50 м. Номинальная мощность секции при температуре +10°С составляет Pном=30Вт/м*50м=1500Вт. Это мощность уже разогретой секции. Если на кабель в «холодном» состоянии подать питание, то его мощность будет в несколько раз выше номинального значения. Для расчетов мы принимаем коэффициент стартового тока равный 2.5-3 для кабелей марки Samreg .

Коэффициент определен в ходе экспериментов с кабелем данных марок, а также изучения их физических и электротехнических свойств. У греющих кабелей иных производителей данный коэффициент может отличаться как в большую, так и меньшую сторону.

Тогда, стартовая (пусковая) мощность в нашем примере равна Pпуск=3хPном=4500Вт, пусковой ток Iпуск=4500/220=20,45 А.

По найденному значению пускового тока осуществляется выбор автоматических и дифференциальных выключателей для защиты нагревательной секции, а также тип и сечение силового питающего кабеля. Для секции, приведенной в примере, необходим дифференциальный автомат на номинальный ток Iном=25А с дифференциальным током Iут=30мА

У каждой марки нагревательного кабеля своя величина стартового тока. Производители редко указывают эту информацию в технических характеристиках. Этот параметр является условной величиной и при различных условиях один и тот же кабель может иметь разное значение.

Как показала практика, среди производителей саморегулирующегося кабеля, минимальное значение стартового тока, у кабелей Южно-Корейского производства (в 1.5-2 раза от рабочего значения), максимальное у Китайских производителей (в 5-6 раз от рабочего значения). Соответственно наиболее безопасны, для вашей проводки и питающего провода, а так же более долговечны, кабели производства Южной-Кореи, к примеру кабель производства компании Eastec.

Виды саморегулирующегося кабеля

Кабели с саморегуляцией отличаются по следующим характеристикам:

Как изменяется мощность;
По материалу оболочки;
По температуре нагрева;

По температуре кабели делятся на:

Низкотемпературные;
Среднетемпературные;
Высокотемпературные;

Низкотемпературные кабели применяют, для обогрева водостоков небольшой протяженности. Среднетемпературные могут использоваться для оттаивания объектов среднего размера. Высоко-температурные кабели могут применяться, например, для систем анти-обледенения на промышленных объектах.

Для обеспечения надежной работы в конструкции саморегулирующихся кабелей применяют несколько слоев защитных оболочек из термопластичных материалов. Для механической прочности, а так же при необходимости заземления, кабели имеют луженую медную оплетку, покрытую дополнительной внешней оболочкой изоляции.

В зависимости от исполнения внешняя изоляция изготавливается из материалов, допускающих использование кабеля в условиях возможного воздействия коррозионных химических растворов и паров. Также выпускаются саморегулирующиеся кабели для водопроводов, допускающие непосредственный контакт с питьевой водой. Такие кабели изготовлены из безопасных материалов, одобреных к использованию в системах питьевого водоснабжения и идеально подходят для обогрева водопроводов изнутри.

Монтаж греющего кабеля внутри водопроводной или канализационной трубы производят по разным причинам. Основная – невозможность фиксации из-за того, что трубопровод уже лежит в траншее и закрыт слоем грунта.

Системы обогрева, основанные на применении саморегулирующихся кабелей наиболее безопасные и простые в монтаже и эксплуатации. Они полностью автоматические, не требуют никакого специального обслуживания.

Перейти к списку статей