自调控电伴热线（导电高分子复合材料）的介绍

自调控电伴（导电高分子复合材料）的介绍

 1.自控温电热带的电热材料：
自控温（自限式、自调控变功率）电热带（电、电缆、伴热电缆、伴热带、伴）是当今世界上*的智能型自调控电伴，其发热元件属复合型导电高分子，是以泛用高分子为基材添加导电材料（如炭黑、石黑、碳纤纬、金属粉等）形成导电复合物。是由具有“PTC”效应的导电高分子复合材料挤包在两股平行导电线芯之间形成的带状（线状、板状）器件。该发热元件是正温度系数效应的PTC材料（简称PTC材料），通过两股导线形成PTC芯带并等效于无限个可自调并联电阻电路，所谓“PTC”效应是指发热材料的电阻随温度的升高而增大的现象，因此，它可随温度的变化而自动调整电热输出功率，当温升至某一温度时，其电阻趋向于无穷大，即输出功率近似于零，反之亦然。上述现象称之谓PTC产品的记忆特性和开关特性。（其基材可选为：由氟树脂为基料或以聚乙烯为基料）因此其电热材料属于复合型导电高分子添加导电填料（如炭黑等）形成的复合材料。
  自控温电热带的好坏主要指其记忆特性和开关特性（开关点）的稳定程度，当产品处于某一临界高温点时（zui高承受温度），其稳定程度积累性衰减直至不发热，在某一条件下（即指工作电压的高低、通电次数的多少、使用时的内外环境温度的高低、长期处于的工作状态即输出功率的大小等），条件越苛刻，“记忆”和“开关”特性越稳定，其品质越好。因此比较自控温电热带的优劣应在同一使用条件下进行应用比较或同类产品其稳定性适应条件的苛刻程度进行比较，适应条件越苛刻，其品质越好。
2.自控温电伴热带PTC记忆性能
　　自调控电伴的电热元件是有高分子PTC材料制成的，其伴热工作性能*建立在材料的PTC特性基础下。为了延缓并阻止导电炭黑的有害的附聚作用，能将炭黑粒子在高分子基材中的分布“固定”下来，使芯带总能“记住”不同温度下的电阻。就是说，每次降温过程的芯带电阻变化总是沿着升温过程电阻的PTC轨迹反演，使芯带具有PTC记忆功能。因此产品需要辐射交联。这不仅提高了芯带的耐热性能（如耐短时暴露温度），也延长了芯带的工作寿命。这种交联后电伴热带在长时间通电伴热或者受到外来冷热循环的反复作用后，仍能继续保持优良的PTC工作性能，并能有效防止NTC效应的发生。

3.自调控电伴的结构与工作原理
　基本型自调控电伴（伴热电缆）由PTC芯带和绝缘层组成。将PTC材料厚度均匀、连续地挤包（或缠绕）在平行的金属线芯（亦称母线）上，制成的扁型带即为PTC芯带。外面包覆绝缘层后就制成基本型电缆。芯带一端的两根导电母线与电源接通时，电流便从一根母线横向流过并联的PTC材料层到达另一根母线，构成并联回路。一定长度的芯带在一定的温度下有一定的电阻，并具有PTC特性。电流流经并联的PTC材料层时产生焦耳热，使芯带发热升温。同时芯带的热量通过电缆绝缘层向温度低的被加热体系传递，以补偿体系向环境散失的热量。当电缆的电功率等于体系的热损失时　体系温度可维持稳定，电缆和体系就达到了伴热保温的稳定工作状态（即稳态）。所以，PTC材料层是电阻发热体，PTC芯带是伴热电缆的电热元件。这种长带型电缆（电伴热带）是优良的伴热保温器材，除了*的伴热功能外其长带形结构便于对形体复杂的被保温体系进行平铺或缠绕式安装。根据工业伴热保温的需要，在基本型电缆外面可另加屏蔽层和护层制成不同用途的电伴热带具有防爆电伴热带型和防护防腐型电伴热型。　

4.自调控电伴功率与伴热性能
4.1电缆功率
自调控电伴的功率是制造、使用的重要参数，是必须实际测量的稳态参数。实际测量指参照电缆实际使用条件测量其发热功率，测量的状态必须是已达到稳定的工作状态。例如现代工业己广泛采用管道装备输运流体物料，输运中需要对管道的物料实行伴热保温。因此要用与管道伴热相同方法测量自调控电伴的功率。这样的功率在管道伴热的热工设计中可以直接引用，并能获得良好的运行效果。所以，北京中海华光测量电伴功率时，将一定长度（1M）被测电伴平放在钢管外壁面上贴紧，管外按实际模拟伴热物料。因此标称功率通常是指在额定工作电压下、在一定保温层内以电伴伴热的管道温度为10℃时，每米电伴输出的稳态电功率。
4.2自控温电伴热带控温伴热性能
4.2.1伴热保温的热平衡条件
在低温环境单靠隔热材料层保温，储运体系的热量仍会逐渐散失，使物料或水的温度慢慢下降，长此以往，导致液态物料粘度增大、析晶、分相或冻结。因此，需采用主动保温措施即伴热保温。它是在隔热层保温的同时，用电伴对物料体系加热，即时补偿体系的热损耗，借以维持运行需要的操作温度。
4.2.2自控温电伴的控温特性
自控温电伴不单是加热，而且在稳定的温度下有一定的控温作用。环境温度变化会引起管道物料温度波动，用自控温伴可以使料温的波动减小。电伴的温控特性能愈强，则电伴的控温作用愈强。但控温精度不如现代智能化控温仪的高。目前，我国在冬天低于零下气温相对少，如伴热系统采用了中海华光电伴热控制箱后更加节能省电和延长了电伴的寿命，由中海华光电伴热提供的电伴控温性强。
4.3自控温电伴限温伴热性能
自控温电伴的电热材料是PTC材料，故有PTC及开关温度特性。电伴的电阻—温度的特性变化是电阻随着温度缓慢增大；则电伴功率-温度的特性变化是电阻增大后功率随着降低。因此，电伴通电时能发热、升温，当温度升致开关温区时升温减慢，zui后停止升温。这是因为升温后电伴电阻已经很大，几乎阻断电流，使电伴功率相应减小到只够维持该温度下散热保温平衡，因而电伴伴热温度也就稳定不升了。
　　限温本身也是一种温控特性，它决定于高分子基材。若将电伴单独隔热通电升温。隔热程度越高，电伴输出的功率会愈小，芯带温度则愈高。但电伴的功率降致zui小时不会小到为零，但有一个zui低值的，是由于电伴热的电阻不会土无穷大。因此，可将电伴降致zui小时的芯带温度称为自限温度。
　由于芯带外面还有层层结构，电伴的zui高表面温度不会高于自限温度；在维持工业体系伴热保温时，电伴热带的zui高维持温度不会高于自限温度；自限温度、zui高表面温度、zui高维持温都与热平衡及电伴品种有关。由于自调控电伴本身的温度自限，保水旱轮作本系的物料温度就不会超过合理设定的高险点。这也是自控温电伴能增加了防止过热的保险，对易气化、易爆、易燃等敏感物料的安全运行起到了把关作用，但前提是没有破坏性的外来热作用。

4.4自控温电伴微区伴热性能：
自控温电伴是长带型电热元件，电功率沿电伴长度分布，长距离输运管线的伴热保温。在一段长长的管线上，各区段的伴热功率要一样还是不一样，究竟哪种伴热方式效果更好？保温工程一般看好自动补偿型伴热，温度高的地段不加热，温度低的地段要多加热。这不仅节约能源，更主要的是确保全线温度均匀稳定，物流畅通不阻塞。这就要求各个区段的伴都能即时调整功率，按需供热，而不是功率始终不变的恒功率伴热。所以自控温电伴依据各自所在微区的感温结果，就地自动跟踪伴热，整个管线上无数个并联电阻元件如同一条条各尽所能、自动协作的无声伴热工作线，使全线管温处处、时时均匀同步，即无过热点也无过低点。从而实现了自动保温、安全节能。独立的伴热性能使得电伴能够重叠敷设不过热、随意剪短照样用、安装方便、运行安全的技术基础。

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