雙導(dǎo)發(fā)熱電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計

１發(fā)熱電纜的簡介

發(fā)熱電纜是利用金屬導(dǎo)體通電后因自身電阻產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，將熱量以熱傳導(dǎo)形式散出，并保持在肯定的溫度區(qū)間（一般為４０～６０℃，也可依據(jù)需要進展調(diào)整）運行的一種特別電纜。發(fā)熱電纜地面敷設(shè)供暖系統(tǒng)是一種新型的供暖方式，具有舒適安康、安全牢靠、清潔環(huán)保、節(jié)能經(jīng)濟等優(yōu)點［１］。發(fā)熱電纜的用途非常廣泛，除了可用于住宅、公寓、學(xué)校、醫(yī)院及辦公樓的冬季采暖外，還可用于食品、制藥、石化工業(yè)中的管道加熱、管道伴熱、罐體保溫，大路、機場的跑道、路面、溝槽的防凍化雪，以及土壤加熱，大棚恒溫，庫房防潮和物品除濕等。發(fā)熱電纜可分為單導(dǎo)發(fā)熱電纜和雙導(dǎo)發(fā)熱電纜。單導(dǎo)發(fā)熱電纜必需形成回路，其兩端為冷線，均需與溫控器、電源連接。雙導(dǎo)發(fā)熱電纜本身自成回路，其一端為冷線，另一端封閉，只需一端與溫控器、電源連接，全部接線都在同一端。兩者相比，單導(dǎo)發(fā)熱電纜需考慮兩端連接電源，故其敷設(shè)要求較高；而雙導(dǎo)發(fā)熱電纜在施工中僅需考慮接線端連接電源即可，故其敷設(shè)要求較低，且雙導(dǎo)發(fā)熱電纜還可依據(jù)詳細(xì)狀況任意敷設(shè)，這增加了其地面敷設(shè)的有用性。同時，雙導(dǎo)發(fā)熱電纜中雙芯線的電磁場為正反兩個方向，可相互抵消，磁場中和，對人體不產(chǎn)生危害，故雙導(dǎo)發(fā)熱電纜的電磁輻射低于單導(dǎo)發(fā)熱電纜。由此，本公司綻開了雙導(dǎo)發(fā)熱電纜的研制。

２構(gòu)造設(shè)計與選材

本公司研制的雙導(dǎo)發(fā)熱電纜應(yīng)具有耐高壓、耐高溫、耐穿透、抗強化學(xué)腐蝕、安全牢靠、１００％防水滲透等性能，其抗拉、抗壓強度可適合各種環(huán)境（衛(wèi)生間、房間、地下室等）的安裝使用，同時還應(yīng)保證絕緣層的連續(xù)和使用的安全。針對上述性能要求，本公司結(jié)合ＩＥＣ８００—１９９２《額定電壓３００Ｖ／５００Ｖ生活設(shè)施加熱結(jié)冰用加熱電纜》標(biāo)準(zhǔn)進展了雙導(dǎo)發(fā)熱電纜的構(gòu)造設(shè)計與材料選擇［２］。由于銅鎳或鎳鉻合金絲的發(fā)熱穩(wěn)定性好，抗拉強度大，且可有效消退單導(dǎo)單發(fā)熱、雙導(dǎo)單發(fā)熱電纜的電磁波輻射問題，因此該雙導(dǎo)發(fā)熱電纜導(dǎo)體中的發(fā)熱元件采納了高性能鎳合金絲。該雙導(dǎo)發(fā)熱電纜導(dǎo)體中的冷線導(dǎo)體采納了鍍錫銅絲。為保證電纜松軟和彎曲性能，導(dǎo)體構(gòu)造采納了多股導(dǎo)線束絞，節(jié)徑比嚴(yán)格掌握在１４以內(nèi)。

該雙導(dǎo)發(fā)熱電纜通電后導(dǎo)體發(fā)熱，電纜保持在４０～６０℃的溫度區(qū)間運行，而絕緣芯線的長期工作溫度高達９０℃，且同時２０℃時絕緣電阻應(yīng)不小于１０００ＭΩｋｍ，這對絕緣材料的性能提出了較高的要求。硅烷交聯(lián)聚乙烯材料的絕緣性、耐高溫、耐高壓、防水性、耐腐蝕等性能優(yōu)越，可有效保證電氣安全，避開造成漏電、人體觸電等危害，同時其不含任何增塑劑和熱穩(wěn)定劑，故不會因長期處于加熱工作狀態(tài)而導(dǎo)致增塑劑、熱穩(wěn)定劑揮發(fā)，材料老化問題的產(chǎn)生。因此，該雙導(dǎo)發(fā)熱電纜的絕緣采納了硅烷交聯(lián)聚乙烯材料。

由于聚酯薄膜可耐高溫，且在擠出掩蓋層的過程中不易熔融，因此該雙導(dǎo)發(fā)熱電纜絕緣芯線的愛護層采納了聚酯薄膜絕緣帶，它作為發(fā)熱電纜的幫助層，可防止絕緣層被金屬層損壞。該雙導(dǎo)發(fā)熱電纜愛護層外的屏蔽層采納了重疊縱包鋁塑復(fù)合帶，鋁帶的標(biāo)稱厚度為０．１５ｍｍ，鋁塑復(fù)合帶縱包重疊寬度應(yīng)不小于６ｍｍ。該鋁塑復(fù)合帶屏蔽層不但可以愛護發(fā)熱電纜，防止電磁場對人體產(chǎn)生影響，兼具防水作用，而且還具有漏電愛護功能。當(dāng)發(fā)熱電纜受損，屏蔽層將首先帶電，一旦電流到達３０ｍＡ?xí)r，漏電愛護器會馬上自動切斷電源，以愛護人身安全。

依據(jù)ＩＥＣ８００—１９９２標(biāo)準(zhǔn)要求，屏蔽層內(nèi)的接地線芯的銅導(dǎo)體截面積應(yīng)不小于１ｍｍ２，因此該雙導(dǎo)發(fā)熱電纜選擇了３２根０．２０ｍｍ的鍍錫銅絞線作為接地線。接地線與金屬屏蔽必需連續(xù)接觸，鍍錫保證了接地線與鋁塑復(fù)合帶屏蔽及接線端子的良好的接觸，安全性大大提高了。依據(jù)電纜的使用的環(huán)境，該雙導(dǎo)發(fā)熱電纜的護套選用了環(huán)保型聚氯乙烯護套材料。該環(huán)保型聚氯乙烯護套的絕緣