Рабочее напряжение греющего кабеля

Как проверить греющий кабель на работоспособность и целостность.

Греющий кабель широко используется в основном для двух вещей:

для подогрева водопроводных труб

Как выяснить, виноват при этом сам кабель или причина в другом месте (неисправность автоматики, плохой контакт)?

При наличии китайского мультиметра, а иногда даже без него, вы можете это проверить самостоятельно без вызова специалиста на дом.

Самое главное при этом знать, куда “тыкать” щупами и какие цифры на экране однозначно будут говорить о неисправности или наоборот, работоспособности кабеля.

Начнем с того, что нагревательные кабели бывают двух типов:

резистивные (с постоянным сопротивлением)

Чаще всего их используют в теплых полах.

саморегулирующиеся (больше подходят для обогрева водопроводных труб и систем снеготаяния кровли)

У них мощность “плавает” в зависимости от температуры. Связано это с изменением сопротивления полупроводниковой матрицы, между которой помещены две жилы.

Методика проверки и тех и других в принципе одинакова, зато показания, которые будут при этом высвечиваться на экране мультиметра, могут существенно отличаться и многих ввести в заблуждение.

Резистивные греющие кабеля в основном имеют две рабочие жилы и защитную оплетку. Однако встречаются и одножильные экземпляры.

Они имеют одну рабочую жилу, а конец кабеля после укладки по полу приходится подводить в начало петли, чтобы на него можно было полноценно подать фазу и ноль. У таких разновидностей все измерения проводятся между началом и концом петли.

Итак, что и как нужно проверять? Начнем с резистивного варианта.

В первую очередь проверяете сопротивление между двумя рабочими жилами, на которые и подается напряжение.

Если кабель подключен к терморегулятору, вмонтированному в подрозетник, придется его вытащить из стены и отсоединить жилы с клеммных колодок.

Предварительно отключаете автомат питания в эл.щитке и проверяете на месте отсутствие напряжения.

У тех, у кого кабель подключен напрямую к вилке (есть и такие готовые комплекты), достаточно вытащить вилку из розетки и далее провести все измерения между двумя штырьками вилки. Но это в первую очередь относится к саморегам, о них будет чуть ниже.

Для замеров нам понадобится обычный китайский мультиметр. Ставите его переключатель в положение “измерение сопротивления” (для резистивных обычно хватает деления в 200 Ом), а щупы втыкаете вот в эти разъемы.

Кстати, перед работой неплохо бы проверить сам тестер и не совершать глупых ошибок при измерениях. Почитайте на досуге к чему они приводят.

В общем, касаетесь жил щупами и смотрите показания на табло. На что здесь ориентироваться и с чем их сравнивать?

Во-первых, значение не должно равняться бесконечности (цифра единичка в левой части табло).

Или OL (Over Load — перегруз).

При необходимости переключите мультиметр на большую шкалу — 2000 Ом. Если и там будут идентичные показания, это говорит о том, что ваш кабель неисправен и одна из его жил где-то оборвана.

У резистивного нагревательного кабеля такой обрыв в 90% случаев наблюдается на одной из муфт:

Где происходит его сращивание с кабелем питания.

Как выяснить какая из муфт виновата? Для этого потребуется мультиметр с функцией измерения емкости.

Причем точность замеров и конкретные цифры значения не играют. Важно на какой порядок они будут отличаться друг от друга.

Цепляете один щуп к рабочей жиле, а другой к оплетке. Затем к другой жиле и опять к оплетке.

Если значения измерений на одной жиле отличаются в несколько раз от значений на другой, значит обрыв на начальной муфте.

Если показатели примерно равны, то обрыв на конечной муфте.

Возвращаемся к первоначальным замерам. Сопротивление между жилами помимо бесконечности также не должно равняться нулю.

В этом случае речь идет о коротком замыкании между ними.

В нормальном состоянии на рабочем кабеле при его длине от 20м до 80м (такие размеры в основном и используются в обычных домах), сопротивление составляет несколько десятков Ом.

Либо максимум сто с лишним Ом.

Все напрямую зависит именно от длины и марки. Данные по сопротивлению всегда указываются на заводской бирке изделия.

Именно с этими параметрами вы и должны проводить сравнения. Отличия могут составлять не более 10% в большую и не более 5% в меньшую сторону.

Поэтому после монтажа обогрева никогда не выбрасывайте данную бумажку, она вам еще может пригодиться.

В крайнем случае сфотографируйте ее на смартфон.

По-хорошему, если вам монтирует обогрев какая-то фирма, то перед вводом в эксплуатацию они должны провести все измерения, записать полученные данные в отдельный протокол испытаний и передать его вам.

Если такой бумажки и никаких протоколов у вас нет, узнайте хотя бы марку и примерную длину своего греющего кабеля. В интернете можно будет найти все технические характеристики и по ним уже провести соответствующие сравнения.

Вот данные по некоторым популярным маркам греющих кабелей, которые широко используются в нашей стране.

Смотрите на параметр – “сопротивление”. Для резистивных моделей он строго привязан к длине кабеля.

Прикиньте, сколько метров уложено на вашем участке и сравните результаты на табло мультиметра с табличными цифрами.

Но все это справедливо только для резистивных марок. Для саморегов табличных данных по сопротивлению, строго привязанных к его длине, не найти.

У них оно зависит от того, при какой температуре в тот или иной момент вы будете измерять кабель. На этом, собственно говоря, и основан принцип их работы.

Чем теплее вокруг, тем меньше ватт он потребляет, а следовательно, изменяется и его сопротивление.

Поэтому перед замерами придется узнать температуру пола или трубы. Сделать это можно при помощи пирометра.

Саморегулирующийся кабель в холодном состоянии имеет низкое сопротивление и большие пусковые токи. Вам придется его высчитать самостоятельно и сравнить со значениями на табло прибора.

Как это сделать? Опять понадобятся технические характеристики. Только смотреть уже нужно на данные по мощности и график ее зависимости от температуры.

Вот эти параметры для саморегулирующихся кабелей наиболее популярных марок.

Источник

Пусковой ток греющего кабеля

Пусковой (стартовый) ток – это максимальный ток, возникающий в момент подачи питания на систему. Этот параметр необходимо учитывать при проектировании, а точнее — при расчете максимальной длины отрезков кабеля.

От чего зависит стартовый ток

• Температуры включения . Чем ниже температура окружающей среды, при которой происходит включение системы обогрева, тем выше пусковой ток и тем больше стартовая мощность.
• Длины нагревательного кабеля . Чем больше длина секции, тем больше СТ системы. Для резистивного кабеля он определяется внутренним удельным сопротивлением Ом/м нагревательной жилы и рассчитывается, и контролируется при изготовлении секции на заводе. Саморегулируемый нагревательный кабель можно условно представить как множество параллельных резистеров (сопротивлений), подключенных к одному источнику питания. Сопротивление будет уменьшаться при увеличении длины линии, и, соответственно, увеличится пусковой ток.

От чего зависит величина стартового тока

Мощности греющего кабеля. Чем больше удельная мощность кабеля (Вт/м), тем больше СТ.

Особенности конструкции нагревательного кабеля. Резистивный греющий кабель из-за особенности конструкции имеет небольшой СТ, который на несколько процентов превышает рабочее значение тока.

Саморегулируемый кабель имеет достаточно большой СТ, 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.

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 СТ. Аналогично производители саморегулирующегося кабеля не нормируют его удельное сопротивление Ом/м.

График зависимости СТ кабеля Samreg-40-2CR* от температуры окружающей среды

*график построен на основе испытаний

Пиковая нагрузка приходится на первые 3-30 секунд после включения, в этот момент СТ может превышать номинальное значение в 2-5 раз. Примерно через 5-10 минут происходит полная стабилизация и выход греющего кабеля на номинальную мощность.

Расчет пускового тока греющего кабеля

Грубо рассчитать максимальный пусковой ток нагревательной секции можно исходя из общей длины греющего кабеля в системе и его удельной мощности.

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 и Alphatrace. 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 СТ 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

Способы уменьшения стартового тока

Большая величина СТ является нежелательной для питающей сети, так как приходится использовать автоматы с большим номинальным током. Кроме того, подбирается силовой кабель увеличенного сечения.

Существует несколько способов снижения СТ системы:

Последовательное подключение

Последовательное подключение к питающей сети нагревательных секций , которое обеспечивается с помощью установки реле выдержки времени. Это устройство применимо в системе, состоящей из нескольких линий (нагревательных секций). Оно позволяет включать каждую линию с определенным временным интервалом (обычно около 5 минут). При данном способе подключения ток в нагревательной секции уменьшится до рабочего (номинального значения) через 5 минут после подачи питания. После этого можно осуществлять включение следующей линии. Таким образом, суммарный СТ всей системы обогрева равен:

где Iном1, Iном2… — номинальные токи нагревательных секций соответственно 1ой, 2ой и т.д.

Iпуск.n – СТ секции, которая включается в сеть последней.

Чем больше секций включается по такой схеме (т.е. чем больше ступеней включения), тем больше пусковой ток будет стремиться к номинальному току для данной системы. Так, если по такой схеме включить хотя бы 3 группы (одна группа включается напрямую, 2 другие через реле времени через 5 и 10 минут соответственно) при условии равномерного распределения мощностей по группам, то пусковой ток можно снизить почти на 50%.

Пример принципиальной схемы шкафа управления с реле времени

Видео применения реле времени для последовательного включения линий обогрева

Устройство плавного пуска

Устройство в течение всего времени холодного запуска системы (порядка 10-12 минут) поддерживает значение тока на уровне не выше номинального. В этом случае можно использовать силовые и дифавтоматы, рассчитанные на номинальный ток секции. Кроме того, не придется применять питающий кабель с увеличенным сечением. Принцип работы устройства подробно описан в паспорте.

Согласно максимальной стартовой мощности подбирается также силовой кабель подходящего сечения.

Подбор сечения силового кабеля для системы обогрева

Таблица выбора сечения кабеля по току и мощности с медными жилами

Таблица выбора сечения кабеля по току и мощности с алюминиевыми жилами

Неправильный расчет СТ приводит к выходу из строя системы защиты и управления, что может стать причиной аварийных ситуаций на обогреваемом объекте.

Проблемы из-за неправильного расчета пускового тока

Наиболее частые проблемы, возникающие по причине неправильного расчета пускового тока и в соответствии с этим неправильного выбора оборудования:

Срабатывания автоматов защиты и иных защитных устройств

Срабатывания автоматов защиты и иных защитных устройств при включении системы обогрева из «холодного» состояния. Фактически автоматы защиты нагревательных секций выключатся в первые 10-100 секунд после подачи на них питания. Автомат отключается по перегрузке, срабатывает его тепловой расцепитель. Автомат может работать некоторое время в режиме перегрузки, но ввиду затяжного характера процесса снижения СТ, его запаса не хватает. Для устранения этой проблемы приходится выбирать автомат на большее значение номинального тока.

Данная проблема может быть не выявлена на этапе тестирования или запуска системы, так как максимальный пусковой ток увеличивается при понижении температуры окружающей среды. Если систему тестировали до наступления минимальных температур ошибка возникнет только при включении системы в холодное время года (например, в мороз).

Перегрев силового кабеля

Перегрев силового кабеля возникает по причине неправильного подбора его сечения. Из-за большой длительности пускового процесса греющего кабеля высокое значение СТ нагревает жилы силового кабеля. При этом кабель может расплавиться, возникнуть короткое замыкание и даже пожар на объекте обогрева.

При расчетах системы обогрева необходимо помнить, что в первую очередь максимальный стартовый ток зависит от длины секции кабеля.

Превышение допустимой длины приводит не только к увеличению СТ, но и к преждевременному износу системы.

Источник