电加热电缆制造技术

一种电加热电缆(100)，包括第一供电导体(1)、第二供电导体(2)和第三供电导体(3)。第一供电导体、第二供电导体和第三供电导体(1、2、3)中的每一个沿着电缆(100)的长度延伸。电加热电缆(100)还包括导电加热元件本体(7)，其中第一供电导体、第二供电导体和第三供电导体(1、2、3)通过导电加热元件本体(7)彼此电耦合。第二供电导体(2)设置有电绝缘材料层(11)，其仅覆盖第二供电导体(2)的表面(4)的一部分。层(11)设置在第二供电导体(2)的表面(4)和导电加热元件本体(7)之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电加热电缆
本专利技术涉及一种电加热电缆。更具体地，但不排他地，本专利技术涉及一种与三相电源一起使用的平衡三相电加热电缆。
技术介绍
电加热电缆用于需要加热的各种应用中。电加热电缆通常包括一个或多个沿电缆长度延伸的电导体，导体之间具有本体材料。本体材料在电导体之间提供潜在的电通路，但是通常具有比电导体的电阻大得多的电阻。当使用电加热电缆时，一个或多个电导体连接到电力电源，并且经由电导体通过本体材料传导电力。在该过程中，本体材料将其传导的电能转换为用于加热工件的热量。电加热电缆可用于加热管道以确保管道的内容物保持在某一温度，例如高于内容物的凝固点。管道可以是水管、产油管道或例如在工业工厂中使用的任何其它管道。加热电缆可能与管道的内部或外部接触，并且可以沿着管道以线性方式延伸或者缠绕在管道周围。对于跨工业工厂使用的管道来说，其通常具有几千米的长度。因此，需要用于加热这种管道的电加热电缆的长度至少与管道的长度具有相同的量级。国家电网、工业工厂、商业站点和高功率设备通常与三相电源一起运行。因此，适用于三相电源的三相电加热电缆布置在工业应用中通常是优选的。三相串联电阻加热电缆布置通常可以实现几千米的电路长度，但是不能自调整它们的温度，因此可能造成严重的安全问题。相反，自调整加热电缆通常是单相加热电缆。单相加热电缆通常限于大约100米的短得多的电路长度，并且不适用于大规模工业应用。相位不平衡仍然是对使用三相自调整电加热电缆的挑战。也就是说，三相自调整电加热电缆典型地具有在三相之间有不相等电阻的导电通路，并且因此从电源的每个相汲取不相等的电流。换句话说，这种加热电缆在三相电源的每个相上产生不相等的功率负载，并成为电源的不平衡负载。相位不平衡降低了电缆本身的效率，并且对于三相电源的稳定性也是不希望的。
技术实现思路
本专利技术的其中一个目的是提供一种电加热电缆，例如三相电加热电缆，其中电缆的三相之间的负载不平衡被减小。根据本专利技术的第一方面，提供了一种电加热电缆，包括：第一供电导体(powersupplyconductor)；第二供电导体；第三供电导体，其中第一供电导体、第二供电导体和第三供电导体中的每一个沿着电缆的长度延伸；导电加热元件本体，其中第一供电导体、第二供电导体和第三供电导体通过导电加热元件本体彼此电耦合；其中，第二供电导体设置有电绝缘材料层，该电绝缘材料层仅覆盖第二供电导体的表面的一部分，该电绝缘材料层设置在第二供电导体的表面和导电加热元件本体之间。通过提供仅覆盖第二供电导体的表面的一部分的电绝缘材料层，可以容易地调整第二供电导体与其它供电导体(例如，第一供电导体和第三供电导体)之间的电阻。通过在第二供电导体的表面和导电加热元件本体之间提供该电绝缘材料层，该电绝缘材料层因此被配置为限制电耦合到导电加热元件本体的第二供电导体的表面的比例。第二供电导体的未被电绝缘材料层覆盖的表面的剩余部分可以电耦合到导电加热元件本体。电绝缘材料的电阻率可以是导电加热元件本体的电阻率的至少10倍。当电绝缘材料的电阻比导电加热元件本体的电阻高10倍时，电加热电缆内的相位不平衡可减少约90％。电绝缘材料的电阻率可以是导电加热元件本体的电阻率的至少1010倍。导电加热元件本体可以具有大约103至104Ω·m量级的电阻率。电绝缘材料可以具有大约1015至1016Ω·m量级的电阻率。应当理解，电绝缘材料层的区域直接影响第二供电导体的导电区域，该第二供电导体经由导电加热元件本体电耦合到第一供电导体和第三供电导体。通过扩大电绝缘材料层的面积以覆盖第二供电导体的表面的较大部分，使第二供电导体具有较少的导电区域，该导电区域经由导电加热元件本体电耦合到其它供电导体。因此，第二供电导体和其它供电导体之间的电阻将随着电绝缘材料层的面积成比例地增加，反之亦然。这样，通过简单地调整表面上的层的面积，可以容易地将第二供电导体和其它供电导体之间的电阻控制到期望的水平。这对于通过在第一供电导体、第二供电导体和第三供电导体之间实现平衡的传导路径(即，平衡的功率负载)，来减少或甚至基本上消除电加热电缆内的任何不平衡是有利的，从而允许电加热电缆在电缆连接到例如工业三相电源时更有效地工作。应当理解，电绝缘材料层可以被称为电绝缘材料涂层，其被施加以涂覆第二供电导体的表面的一部分。因此，表述“电绝缘材料层”可以与表述“电绝缘材料涂层”互换使用。电绝缘材料层可以与第二供电导体的表面接触。进一步或可选地，电绝缘材料层可以与导电加热元件本体接触。应当理解，电绝缘材料层不需要与第二供电导体的表面直接接触。类似地，电绝缘材料层不需要与导电加热元件本体接触。例如，可以在电绝缘材料层和第二供电导体的表面之间提供第一中间层。第一中间层可以包括粘合层，该粘合层使电绝缘材料层粘附到第二供电导体的表面上。此外，第一中间层可以包括导电材料层，该导电材料层电耦合到第二供电导体。类似地，可以在电绝缘材料层和导电加热元件本体之间提供第二中间层。第二中间层可以包括导电材料层，该导电材料层电耦合到导电加热元件本体。第二供电导体可以与第一供电导体间隔开第一距离，并且可以与第三供电导体间隔开第二距离。第一供电导体可以与第三供电导体间隔开第三距离。第三距离可以大于第一距离，并且第三距离可以大于第二距离。通过将第三距离设置成大于第一距离并且大于第二距离，使第一供电导体和第三供电导体之间的电阻趋于大于第一供电导体和第二供电导体之间的电阻以及大于第二供电导体和第三供电导体之间的电阻(如果没有提供电绝缘材料层)。然而，通过提供仅覆盖第二供电导体的表面的一部分的电绝缘材料层，使该层具有增加第一供电导体和第二供电导体之间的电阻以及第二供电导体和第三供电导体之间的电阻的效果，从而允许三个供电导体中的每一对之间的电阻达到大致相同的水平并使得电加热电缆被平衡。第一供电导体、第二供电导体和第三供电导体可以被嵌入导电加热元件本体中。第一供电导体、第二供电导体和第三供电导体可以在电加热电缆的有源加热区域被导电加热元件本体完全包围。应当理解，有源加热区域是电加热电缆的沿着电缆的长度延伸并产生用于加热工件的热量的区域。有源加热区域可以形成电加热电缆的主体。还应当理解，电加热电缆还可以包括用于连接到电源的连接区域，并且该连接区域可以设置在有源加热区域的一端。在连接区域，第一供电导体、第二供电导体和第三供电导体可以延伸到导电加热元件本体之外，以便连接到电源。第一供电导体、第二供电导体和第三供电导体可以彼此不直接连接。也就是说，第一供电导体、第二供电导体和第三供电导体之间唯一可用的导电路径可以经由导电加热元件本体。第一供电导体、第二供电导体和第三供电导体可以以大致平面的布置彼此并排地延伸。通过将第一供电导体、第二供电导体和第三供电导体布置为以大致平面的布置彼此并排地延伸，其增加了电加热电缆的柔性，从而减小了在围绕待加热的工件安装电缆期间在电缆内产生的弯曲应力，并因此延长了电缆的寿命。此外，该大致平面的布置允许电缆具有相对平的横本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电加热电缆，包括：/n第一供电导体；/n第二供电导体；/n第三供电导体，其中所述第一供电导体、所述第二供电导体和所述第三供电导体中的每一个沿着所述电缆的长度延伸；/n导电加热元件本体，其中所述第一供电导体、所述第二供电导体和所述第三供电导体经由所述导电加热元件本体彼此电耦合；/n其中，所述第二供电导体设置有电绝缘材料层，所述电绝缘材料层仅覆盖所述第二供电导体的表面的一部分，所述电绝缘材料层设置在所述第二供电导体的表面和所述导电加热元件本体之间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180228 GB 1803267.21.一种电加热电缆，包括：
第一供电导体；
第二供电导体；
第三供电导体，其中所述第一供电导体、所述第二供电导体和所述第三供电导体中的每一个沿着所述电缆的长度延伸；
导电加热元件本体，其中所述第一供电导体、所述第二供电导体和所述第三供电导体经由所述导电加热元件本体彼此电耦合；
其中，所述第二供电导体设置有电绝缘材料层，所述电绝缘材料层仅覆盖所述第二供电导体的表面的一部分，所述电绝缘材料层设置在所述第二供电导体的表面和所述导电加热元件本体之间。


2.根据权利要求1所述的电加热电缆，其中，所述电绝缘材料层被配置为限制电耦合到所述导电加热元件本体的所述第二供电导体的表面的比例。


3.根据权利要求1或2所述的电加热电缆，其中：
所述第二供电导体与所述第一供电导体间隔第一距离；
所述第二供电导体与所述第三供电导体间隔第二距离；
所述第一供电导体与所述第三供电导体间隔第三距离；以及
所述第三距离大于所述第一距离，并且所述第三距离大于所述第二距离。


4.根据任一前述权利要求所述的电加热电缆，其中，所述第一供电导体、所述第二供电导体和所述第三供电导体被嵌入所述导电加热元件本体中。


5.根据任一前述权利要求所述的电加热电缆，其中，所述第一供电导体、所述第二供电导体和所述第三供电导体彼此不直接连接。


6.根据任一前述权利要求所述的电加热电缆，其中，所述第一供电导体、所述第二供电导体和所述第三供电导体以大致平面的布置彼此并排地延伸。


7.根据权利要求6所述的电加热电缆，其中所述第二供电导体位于所述第一供电导体和所述第三供电导体之间。


8.根据权利要求6或7所述的电加热电缆，其中，所述第一供电导体和所述第三供电导体与所述第二供电导体等距地间隔开。


9.根据任一前述权利要求所述的电加热电缆，其中所述电绝缘材料层覆盖所述第二供电导体的基本上50％的表面。


10.根据任一前述权利要求所述的电加热电缆，其中所述第二供电导体的表面包括沿着所述第二供电导体的长度以交替方式布置的多个第一部分和多个第二部分，其中所述多个第一部分被所述电绝缘材料层覆盖，并且所述多个第二部分未被所述电绝缘材料层覆盖。


11....

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔·马隆，詹森·丹尼尔·哈罗德·奥康纳，彼得·理查德·豪，伊恩·詹姆斯·斯科特，
申请(专利权)人：电伴热有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB