Саморегулирующийся греющий кабель график нагревания

Кабель греющий саморегулирующийся: до какой температуры нагревается, как монтируется и подключается

• 30 Января, 2020
• Электричество
• Валерий Лысенко

Представьте такую ситуацию: вы пришли домой, открыли кран на кухне, а вода не течет. Январь, на улице -20 °С, водопровод замерз. Дело осложняется тем, что труба пластиковая, огнем греть ее нельзя, только строительным феном. Ситуация неприятная, но разрешимая. Чтобы такого не происходило, нужно заранее предусмотреть обогрев трубы. Как это сделать, рассмотрено в статье.

Назначение греющего кабеля

Для предотвращения описанной выше ситуации был изобретен саморегулирующийся греющий кабель для обогрева труб. Это произошло не очень давно. Патент на него выдан в 2003 году. Раньше трубы утепляли, но часто этого было не достаточно. Применение греющего кабеля избавило от множества проблем, однако утепление пока никто не отменял.

Единственная задача нагревающего кабеля поддерживать плюсовую температуру воды в водопроводе или сливе. Это предотвратит разрыв труб. До какой температуры нагревается греющий саморегулирующийся кабель? Разные производители указывают показатели от 65 °С до 100 °С.

Состоит кабель из двух медных жил, идущих параллельно. Пространство между ними заполнено токопроводящим составом, меняющим сопротивление (в зависимости от температуры). Кроме того, в конструкции кабеля предусмотрены теплостойкая изоляция, экранирующая оплетка и еще один изоляционный слой. Далее рассмотрим, до какой температуры нагревается саморегулирующийся греющий кабель.

Параметры

Диапазон рабочих температур этого изделия мы выяснили. Следует сказать, что в большинстве случаев предел составляет 65 °С. Характеристики саморегулирующегося греющего кабеля немногочисленны. Основная – это зависимость потребляемой мощности от температуры окружающей среды.

Как работает такой нагреватель? При понижении температуры на каком-либо участке трубы сопротивление между жилами понижается. В этом месте протекает больший ток, поэтому температура нагрева повышается. По этой причине производитель заявляет, что кабель саморегулирующийся. Но это не совсем верно. Регулировка нагрева происходит в небольших пределах, что отражено в таблице:

Температура окружающей среды (°С)	Потребляемая мощность (Вт/м)
0 и ниже	32.5
+5	31.5
+10	30

Как можно видеть, мощность уменьшается незначительно, хотя при плюсовых температурах нагрев должен вообще отключаться. Характеристики изделий от разных производителей отличаются, однако уменьшение мощности при нагревании не превышает 15 %. Как эту ситуацию исправить, разберемся далее.

Особенности монтажа

Монтаж саморегулирующегося греющего кабеля – процесс сложный, требующий специальных знаний. Есть два варианта установки обогрева: снаружи трубы и внутри.

Наружная проще и дешевле. В этом случае кабель прокладывается вдоль трубы. Для крепления используют пластиковые хомуты. Сверху трубу необходимо утеплить. Если этого не делать, придется использовать кабель большей мощности.

Прокладывание внутри трубы — это более сложный способ. Для его осуществления применяется специальная муфта. Она устанавливается на трубу, в которой делается отверстие. Через него кабель заводится внутрь. Материалы должны применяться только качественные. Попытка сэкономить может привести к протечкам водопровода.

До какой температуры нагревается греющий саморегулирующийся кабель в первом и во втором случаях? При наружной установке возможен перегрев и даже повреждение трубы. При внутренней прокладке это маловероятно, так как происходит непрерывное охлаждение кабеля водой. В любом случае необходима установка устройств терморегулирования.

При монтаже особое внимание уделяется заделке и гидроизоляции свободного конца кабеля. Если внутрь попадет влага, весь нагревающий элемент выйдет из строя. Ремонту он уже не подлежит.

Регулировка температуры

Мы рассмотрели, до какой температуры нагревается греющий саморегулирующийся кабель, как он монтируется. Осталось выяснить, как ограничить потребление электроэнергии, чтобы при этом не уменьшалась эффективность обогрева. Также нужно разобраться в том, как предотвратить перегрев кабеля.

Лучшим решением будет применение электронного высокочувствительного терморегулятора. Он отключит нагрев при плюсовой температуре. Включение обогрева устанавливается в пределах от +2 °С до +3 °С. Отключение должно осуществляться в диапазоне от +4 °С до +5 °С. Датчик температуры ставится в самом холодном месте трубы. Термореле выносится в дом.

Особое внимание следует обратить на подключение нагревающего кабеля к сети 220 В. Для этого применяется автомат на 1-2 А и УЗО.

Греющий кабель при правильном подключении принесет несомненную пользу. Зимой вы не останетесь без воды, независимо от того, какая температура воздуха на улице.

Источник

Температура нагрева кабеля для ввода в трубу

До какой температуры нагревается греющий кабель внутрь трубы

За счёт своего качества саморегулирования нагревательный термокабель не способен расплавить пластиковые стенки канализации даже в тех случаях, когда сливная система пуста. Полупроводниковая матрица будет регулировать нагрев и выдавать минимальную силу тока в тех местах где сухо, т.е. потребление энергии и выделения тепла будет сводиться к небольшим значениям.

Выбирать греющий кабель стоит исходя из задачи обогрева:

• 

Греющий кабель на трубу водопровода 16GSR2

Пищевой греющий кабель 10SeDs2-CF внутрь трубы водопровода

Греющий кабель саморегулирующийся 15SeDs2-CF для канализации внутрь трубы

Нагревательный кабель 40GSR2-CR

Максимальный нагрев составляет 65° С, в сухом состоянии он держит температуру в среднем 40°- 45°С. Возможен нагрев чуть выше, если идет перехлест витков под толстой «шубой» теплоизоляции.

Саморегулирующийся греющий кабель, предназначенный для использования внутри канализации, старается держать одинаковый нагрев по всей длине и ограничений по минимальному отрезку не имеет. Можно отрезать столько, сколько нужно. Нагревательная лента будет работать протяжённостью и 10 см, и 50 метров. Существуют ограничения, только по размеру цельного отрезка и у разных производителей эта величина варьируется, в зависимости от марки и типа кабеля.

Протяженность термокабеля зависит от сечения токоведущих жил, а также какой материал используется для изоляционной оболочки. Обычно не рекомендуется превышать длину саморега больше 50-60 метров. Чем больше мощность и чем холоднее условия эксплуатации провода, тем меньше будет его максимальная протяженность. В случаях, когда участок обогрева длинней, термокабель заводится внутрь канализационной трубы с разных сторон через тройники, которые либо снабжаются сальниками, либо нет, в зависимости от типа канализации.

Расчет мощности греющего кабеля внутрь трубы

Мощность нагревательного термокабеля приведена к номинальному значению при 10°С в сухом состоянии и все характеристики даются именно для этой температуры для одного погонного метра. При более низких температурах или если он находится в воде, потребление электроэнергии растет, но мере прогрева она начинает падать. Например, потребление энергии греющей ленты 15 Вт может колебаться от 50 Вт на метр при температуре минус 40° С, до 0 при нагреве до +65° С.

В среднем, потребление рассчитывается по заявленной мощности, но нужно принимать во внимание кратковременное увеличение нагрузки на электросеть при стартовых начальных токах. Желательно при покупке нагревательного кабеля проконсультироваться со специалистом, он поможет вам сделать расчет по нагрузки и способам подключения.

Греющий саморегулирующийся кабель, мощностью 15 Вт и длиной 15 м будет потреблять 225 Вт (15х15=225), при условии, что температура окружающей среды будет 10°С. Выше 10°С — потребление снижается, ниже 10°С — потребление электроэнергии, для обеспечения нужного обогрева изнутри канализационной трубы, увеличивается.

1-Саморегулирующаяся матрица 2-Формующая изоляция(может отсутствовать),
3-Внутренняя изоляция, 4-оплетка греющего кабеля, 5-внешняя изоляция греющего кабеля.

Для расчёта нагрузки на автомат номинальную мощность нагревательного термокабеля увеличивают в пять раз и далее делят на величину напряжения в вашей сети, обычно это 220В или 380В. Полученной значение будет силой тока в пиковые моменты работы греющего кабеля. Стартовые токи начинают уменьшаться уже через пару секунд и примерно через полминуты приходят к своим рабочим значениям. Зимой в сильные морозы величину пускового тока рассчитывают с семикратным запасом.

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