01自限溫電伴熱帶設(shè)計(jì)使用時(shí)受哪些因素影響？

電伴熱帶作為一種將電能轉(zhuǎn)化成熱能的用電負(fù)載而言，它的應(yīng)用環(huán)境以及使用條件是與供配電系統(tǒng)息息相關(guān)的，那么自限溫伴熱帶在正常設(shè)計(jì)使用時(shí)會(huì)受到哪些因素影響呢？最大回路長(zhǎng)度、熱損功率、工況條件以及應(yīng)用溫度要求等，什么是最大回路長(zhǎng)度？為什么要設(shè)定最大回路長(zhǎng)度？以及最大回路長(zhǎng)度是受到哪些因素影響的？

02什么是自限溫伴熱帶的最大回路長(zhǎng)度？

討論自限溫伴熱帶的最大回路長(zhǎng)度①，就是在弄清楚一個(gè)問(wèn)題，那就是作為一種用電負(fù)載，在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)回路電源供電并且保證正常工作的條件下，一路電源究竟最多能帶多大功率的負(fù)載？因?yàn)殡姲闊釒ё鳛橐环N發(fā)熱電纜的產(chǎn)品，在功率密度相對(duì)一致②的情況下，總負(fù)載功率就是由長(zhǎng)度來(lái)決定的，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，總功率越大，反之，則越小，因此就把問(wèn)題演化成一路供電電源究竟最多能帶多少米的電伴熱帶，這個(gè)長(zhǎng)度數(shù)值就是自限溫伴熱帶的最大回路長(zhǎng)度。

03最大回路長(zhǎng)度存在的意義是什么？

無(wú)論在相關(guān)電伴熱的國(guó)際或者國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中，并未對(duì)電伴熱帶的最大回路長(zhǎng)度進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)要求，而是以各個(gè)品牌的廠(chǎng)商自行聲明為準(zhǔn)。

這個(gè)數(shù)據(jù)的存在意義是能夠保證無(wú)論是電伴熱工程設(shè)計(jì)人員或者是專(zhuān)業(yè)客戶(hù)，在進(jìn)行電伴熱回路設(shè)計(jì)時(shí)，能夠準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)回路、劃分回路、分配回路以及合并回路，從而保證電伴熱帶在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)條件進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載、跳閘、啟動(dòng)電流過(guò)大、尾端供熱不足等容易影響伴熱效果的情況，所以在涉及到包括自限溫伴熱帶在內(nèi)的并聯(lián)型伴熱帶的設(shè)計(jì)中，必須要根據(jù)最大回路長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行伴熱回路的設(shè)計(jì)，這就是最大回路長(zhǎng)度存在的意義。

04影響最大回路長(zhǎng)度的主要因素是什么？

01斷路器開(kāi)關(guān)規(guī)格：

根據(jù)IEC 60898標(biāo)準(zhǔn)，按照脫扣曲線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，將斷路器按照瞬時(shí)脫扣范圍分成了B（3~5倍額定電流）、C（5~10倍額定電流）、D（10倍以上額定電流）三類(lèi)③，通常電伴熱負(fù)載會(huì)采用C類(lèi)斷路器作為電氣保護(hù)，而斷路器的額定電流標(biāo)稱(chēng)值就決定了最大負(fù)載電流（一般負(fù)載電流不超過(guò)標(biāo)稱(chēng)值的80%），因此選擇更大額定電流標(biāo)稱(chēng)容量的斷路器開(kāi)關(guān)規(guī)格，可以允許更大的負(fù)載工作電流，那么單一電源能夠允許伴熱回路的最大回路長(zhǎng)度也更長(zhǎng)。

02電源電壓：

伴熱帶額定工作電壓越高，通常允許的最大回路長(zhǎng)度就越長(zhǎng)（如220V系統(tǒng)比24V支持更長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度）。

03輸出功率：

相同系列的自限溫電伴熱帶標(biāo)稱(chēng)功率密度越大，那么在相同斷路器容量的情況下，負(fù)載電流一定的條件下，能夠接受的最大回路長(zhǎng)度也就越短。

04母體導(dǎo)線(xiàn)截面積：

伴熱帶的平行母線(xiàn)導(dǎo)體越粗代表導(dǎo)體截面積越大，電阻越小，那么在母線(xiàn)導(dǎo)體上損失的電壓降就會(huì)減小，因此基于一般自限溫伴熱帶末端功率密度不低于標(biāo)稱(chēng)值的90%的產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則，在確定允許最大電壓降數(shù)值的情況下，能夠允許的最大回路長(zhǎng)度就越長(zhǎng)。

05環(huán)境溫度：

自限溫電伴熱帶本身的發(fā)熱導(dǎo)體屬于PTC材料，即正溫度系數(shù)材料，因此令自限溫電伴熱帶具備感知溫度越低，發(fā)熱導(dǎo)體電阻越小，可能導(dǎo)致啟動(dòng)和穩(wěn)態(tài)電流越大；在開(kāi)關(guān)電流標(biāo)稱(chēng)容量恒定的條件下，能夠允許的最大回路長(zhǎng)度就越短。

06啟動(dòng)電流：

為啟動(dòng)瞬間的最大電流，取決于電伴熱帶本身的材料特性和工藝控制，開(kāi)關(guān)電流容量恒定，啟動(dòng)電流越大，能夠允許的最大回路長(zhǎng)度就越短。

05典型最大使用長(zhǎng)度范圍

計(jì)算使用長(zhǎng)度的公式（供參考）：

某一環(huán)境溫度下的使用長(zhǎng)度 = 開(kāi)關(guān)容量*5/(最大穩(wěn)態(tài)電流*電流比）（C型斷路器為例）使用長(zhǎng)度（m），開(kāi)關(guān)容量（A），最大穩(wěn)態(tài)電流(A/m)，電流比：?jiǎn)��?dòng)電流/穩(wěn)態(tài)電流。

不同電壓等級(jí)的常見(jiàn)參考值：

【低電壓等級(jí)（12V/24V DC）：通常用于短距離，如汽車(chē)或小型設(shè)備，最大長(zhǎng)度約 3-20米】

【中等電壓等級(jí)（120V AC）：通用型伴熱帶，單回路長(zhǎng)度一般為 30-100米（適合北美地區(qū)）】

【常規(guī)電壓等級(jí)（220V/240V/380V AC）：工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，單回路最大長(zhǎng)度可達(dá) 80-200米】

06佳宏超長(zhǎng)距離伴熱解決方案

佳宏提供超長(zhǎng)距離伴熱解決方案，如LHTR系列產(chǎn)品最長(zhǎng)回路長(zhǎng)度可達(dá)609.6m/2000ft，針對(duì)部分特殊設(shè)計(jì)，比如單回路最大長(zhǎng)度超過(guò)200米以上的工況條件，早在2000年初，進(jìn)口品牌在大慶油田就曾有超300m單根回路長(zhǎng)度的使用案例。佳宏應(yīng)對(duì)此應(yīng)用工況，通過(guò)更大的導(dǎo)體截面積設(shè)計(jì)，更低電流比PTC配方的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，研發(fā)出了對(duì)應(yīng)的解決方案和產(chǎn)品--LHTR低溫自限溫電伴熱帶，此款產(chǎn)品可用于在民用和工業(yè)應(yīng)用中的長(zhǎng)輸管道防凍（最長(zhǎng)可達(dá)609.6m/2000ft）以及維持溫度較低的工藝維溫的場(chǎng)合。

無(wú)論管道是架空或者埋地的鋪設(shè)方式，該款型號(hào)的產(chǎn)品都能夠維持管道內(nèi)介質(zhì)的溫度，并且保持介質(zhì)的相態(tài)，同時(shí)也能針對(duì)住宅或者建筑物的屋頂積雪和大型建筑的天溝區(qū)域積雪起到非常好的融化效果。防止因?yàn)榉e雪成冰而導(dǎo)致的潛在安全隱患；一般情況下包括常用的水管、消防噴淋管道、油脂管線(xiàn)以及類(lèi)似管道都能采用LHTR型低溫自限溫電伴熱帶進(jìn)行防凍和融雪保護(hù)。并且該超長(zhǎng)產(chǎn)品于2021年起陸續(xù)取得了CE認(rèn)證、EAC認(rèn)證、CSA認(rèn)證等，以響應(yīng)海外市場(chǎng)需求。

07還有哪些方法可以解決回路長(zhǎng)度的問(wèn)題

在超長(zhǎng)距離伴熱的實(shí)際應(yīng)用中還需要根據(jù)實(shí)際工況選擇合適類(lèi)型的伴熱系統(tǒng)，如使用串聯(lián)恒功率伴熱帶、集膚效應(yīng)電伴熱系統(tǒng)產(chǎn)品等，以解決不同場(chǎng)合長(zhǎng)距離伴熱需求。一般情況下， 設(shè)計(jì)時(shí)不允許自控溫伴熱帶單回路的最大回路長(zhǎng)度超過(guò)聲明值；如果確實(shí)無(wú)法避免或者其他特殊情況（比如缺少供電點(diǎn)，材料缺失等），可采用以下方法：

分段供電：通過(guò)多個(gè)電源點(diǎn)或跨線(xiàn)分區(qū)域供電。

使用變壓器：在長(zhǎng)回路中安裝升壓裝置補(bǔ)償電壓降。

并聯(lián)回路：將伴熱帶分為多個(gè)獨(dú)立回路，避免單回路過(guò)長(zhǎng)。

低壓?jiǎn)��?dòng)：使用低電壓?jiǎn)��?dòng)，等伴熱線(xiàn)溫度上升后，切換回原電壓。

延時(shí)啟動(dòng)：使用延時(shí)繼電器進(jìn)行部分回路分組延時(shí)啟動(dòng)，規(guī)避大電流的產(chǎn)生。

注意：

嚴(yán)格遵循廠(chǎng)家參數(shù)：不同品牌、型號(hào)的伴熱帶性能差異較大，需參考技術(shù)手冊(cè)中的“最大回路長(zhǎng)度”數(shù)據(jù)。

安裝測(cè)試：長(zhǎng)距離使用時(shí)需測(cè)量遠(yuǎn)端電壓和溫度，確保均勻加熱。

安全規(guī)范：避免過(guò)度彎曲、交叉或重疊安裝，防止局部過(guò)熱。

結(jié)論：自控溫伴熱帶的最大使用長(zhǎng)度需結(jié)合電壓、環(huán)境、安裝條件及具體產(chǎn)品參數(shù)綜合判斷。實(shí)際應(yīng)用前務(wù)必咨詢(xún)制造商并提供詳細(xì)工況信息，以確保安全性和有效性。

注：

①最大回路長(zhǎng)度一般為供應(yīng)商聲明數(shù)值。

②“功率密度相對(duì)一致”僅指同一根伴熱帶在相同工作條件下，每米的輸出功率一致，但是在溫度條件改變的話(huà)，自限溫的PTC特性還是會(huì)改變每米的功率密度。

③IEC 60898為根據(jù)脫扣曲線(xiàn)來(lái)對(duì)斷路器進(jìn)行分類(lèi)，除此之外涉及到工業(yè)斷路器的分類(lèi)，還可以參照IEC 60947-2的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行更細(xì)致的分類(lèi)。

（來(lái)源：佳宏新材）