[发明专利]一种分段可控功率的串联式伴热电缆回路及其实现方法

说明书

本发明公开了一种分段可控功率的串联式伴热电缆回路及其实现方法，本发明属于电伴热装置技术领域。本发明包括三根串联式伴热电缆，所述串联式伴热电缆上分别套设绝缘层；所述串联式伴热电缆首端通过首端接线盒与三相交流电源连接，所述串联式伴热电缆末端与末端接线盒内的电缆短接点连接，使得三根串联式伴热电缆末端短接连接，形成星形三相交流负载回路；任一所述串联式伴热电缆分别包括多段芯线，相邻所述芯线之间通过中间接线盒连接，使得多段芯线相串联。本发明通过改变两段发热材料结构从而来调整阻抗，实现不同部位进行特定电热功率输出，避免了因电热回路各处恒定不变的输出功率而造成局部过渡补偿或欠补偿。

技术领域

本发明涉及电伴热装置技术领域，具体为一种分段可控功率的串联式伴热电缆回路及其实现方法。

背景技术

目前，串联式恒功率伴热电缆基本结构是由三根相当长、由相同结构组成的耐温绝缘铜绞线平行排列成三芯电缆状、铜绞线作为三相电源的母线，充当伴热电缆的发热体。将伴热电缆一端的三根芯线可靠短接在一起，伴热电缆另一端的三个芯线端头各自接三相交流电的A\B\C\三相，这样形成一个大星形负载回路；串联式恒功率伴热电缆基本工作原理是根据焦耳--楞次定律Q＝0.24I2·R·t，由焦耳--楞次定律可以知道当具有一定内阻的母线通过电流时就会产生热量，其大小与电流平方、母线阻值和通电时间成正比。因此，星形接法串联型伴热电缆随着通电时间的延续，源源不断地将电能转化为热能，形成一条连续的、发热均匀的三相供电伴热电缆。

常规的串联型伴热电缆芯线的材料组分是给定的，对每一种规格的伴热电缆的芯线的截面积也是固定的，因此三相结构的芯线电阻相等、相电流也一样，所以整根伴热电缆首尾发热均匀，其输出功率恒定，且不受环境气温和伴热管道温度影响。该伴热电缆必须按规定长度安装使用。若超长度使用，会降低单位长度功率；若缩短长度使用，则会增大单位长度功率，缩短产品正常使用寿命。由于串联型电热带母线内阻较小，一个电源点供电长度可达几百米，甚至数千米。因此，它主要适用长距离和超长距离单一管径管线或较大设备的伴热保温；当被伴热管道有三通支管、或者该管线发生变径情况下，管道沿途的热损失不均匀的，常规串联式恒功率伴热电缆则不适合直接应用于上述情况。

在石油化工装置或液体化工码工程实践中，液体介质单一长输管道有时长达几百米至数公里，管道实际根据工艺流程和路由会发生变化，比如工艺介质管道远端变径(通常主管变支管后管径变细)、工艺管道局部埋地或穿越涵洞、或者工艺管道因标段不同采用不同材质或不同厚度的保温层。在上述这些情况下，每个工艺管段实际的散热量会不一致。如果在同一个管道路由中，只有一个配电点，那么孔径粗的管段比孔径细的管段因散热量大需要更多的补偿加热量、保温效果差的管段也比保温效果好的管段需要更多的补偿加热量时，常规的串联恒功率伴热电缆并不能保证给每一段不同工况的管道以适当的伴热功率，这样如按常规设计的串联式电伴热系统将出现以下情况：

电伴热首端加热功率不足以反映整体工艺管道的需要伴热功率，有可能局部伴热功率偏高，造成不必要的能耗变大；也有可能局部伴热功率不够，可能会造成该部位管内介质温度下降或冷凝。

常规串联恒功率电伴热系统的设计是按管路均一性考虑的，加热功率是单一的，往往跟不上工艺管道实际路由变化(如工艺管道变径、如工艺管道埋地或穿越涵洞和架空同时出现在一个流程中)。因此，目前的常规串联恒功率电伴热系统设计控制存在一定的管路条件局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分段可控功率的串联式伴热电缆回路及其实现方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种分段可控功率的串联式伴热电缆回路，串联式伴热电缆包括首端接线盒、绝缘层、第一芯线、中间接线盒、第二芯线、末端接线盒和若干个伴热电缆；所述若干个伴热电缆串联形成串联式伴热电缆；