Нагревательный кабель – это специфическое кабельное изделие, которое преобразует электрическую энергию в тепловую, при этом используется в целях нагрева и является приемником электрической энергии. Наблюдается значительное отличие нагревательных кабелей от обычных проводов и кабелей, которые предназначены для передачи электрической энергии с наименьшими потерями.

Нагревательные кабели могут быть использованы в виде нагревательных секций, то есть отрезков необходимой длины, причем на протяжении всей длины наблюдается полное падение приложенного напряжения. Таким образом, секцию можно рассматривать как обычный приемник электрической энергии.

Одним из самых весомых преимуществ нагревательных кабелей заключается в том, что длина нагревательной секции может колебаться в пределах от нескольких метров до нескольких сот метров.

Отрицательный эффект в обычных кабелях, который заключается в рассеивании части энергии, используется как полезный в кабелях нагревательных. Причем такой процесс преобразования энергии является экономичным, при этом происходит бесшумно и без использования дополнительных веществ (окислителей, топлива).

За счет своей огромной номенклатуры, нагревательные кабели находят применение во многих устройствах и установках. Но относят их к специальным кабельным изделиям, и в литературе практически не встречается описание по конструированию, расчетам и применению нагревательных кабелей.

Виды кабелей

Резистивный линейный кабель – в таких кабелях выделение тепла происходит за счет эффекта Джоуля-Ленца при прохождении по нагревательной жиле электрического тока. Конструкция кабелей такова, что в нагревательной жиле наблюдается полное падение приложенного напряжения, однако не происходит перегрева кабеля выше допустимого значения. Длина таких кабелей может быть до нескольких 100 метров, при этом в них может быть как одна, так и несколько параллельных нагревательных жил, которые могут быть спиральной или линейной формы. При этом недопустима произвольная резка таких кабелей по длине.

При нагреве тепловая мощность кабелей незначительно уменьшается, причем это значение напрямую зависит от коэффициента сопротивления материала жилы.

Резистивный зональный кабель – такие кабели практически не отличаются от описанных кабелей выше, но все же имеют значительные отличия в конструктивном исполнении. В них используются две параллельные изолированные жилы. Изоляция таких кабелей имеет периодически расположенные «окна», которые выкладываются заданным шагом. Поверх жил, укладывается специальная металлическая спираль, из сплава, имеющего высокое сопротивление. В «окнах» спираль замыкает на жилы, проводящие ток, в результате на выходе получается кабель, представляющий собой набор параллельно подключенных к жилам резисторов. Что примечательно, на каждом участке такого кабеля происходит полное падение приложенного напряжения, а потому кабель можно разрезать в любом месте. Такие кабели часто называют кабелями постоянной мощности, так как никакого влияния температуры на мощность не происходит.

Саморегулирующийся кабель – частично схож по своей конструкции с резистивным зональным кабелем. В них также имеется две токопроводящие жилы, но они не изолируются. Жилы либо заключены в проводящую матрицу, либо соединены через проводящие нити. Саморегулирование достигается за счет того, что кабель выполняется из материала, который значительно увеличивает сопротивление при нагреве.

Индуктивные нагревательные кабели – содержащие в своей конструкции ферромагнитные элементы, а жилы уложены вокруг них в виде обмотки, которая индуцирует в сердечнике переменный ток. Выделение тепла достигается за счет резистивных потерь в обмотке, а также потерь в сердечнике, возникающих от наведенных токов. Соотношение потерь определено конструкцией кабеля, причем соотношение может быть как 50/50, так и 80/20.

Существует также и так называемый «СКИН-эффект», в нем индуктирующей обмоткой выступает жила большого сечения, а индуктором – труба, в которую уложена жила. Выделение тепла происходит и в жиле, и в трубе за счет вихревых токов.

Применение нагревательных кабелей

Устройства, в которых может быть применен кабель, разительно отличаются по размерам, мощности и температурам. Поэтому область применения таких кабелей очень широка.

Обогреваемая одежда, одеяла, коврики – имеют небольшую температуру и мощность, и полностью безопасны для человека. Сюда же можно отнести бытовые обогреватели малой мощности.
Система обогрева помещения. В них кабель выступает в роли тепловыделяющего элемента. При необходимости могут быть вмонтированы в стены и потолки, но чаще всего заливаются в бетонную стяжку, и скрываются декоративным финишным покрытием.
Системы антиобледенения тротуаров, ступенек, пандусов. Также укладываются в бетонную толщу, и работают только тогда, когда на них выпадает снег или образуется наледь. Сюда же относят системы антиобледенения для больших помещений, например, стадионов, а также опасные участки автомагистралей и т.д.
Системы антиобледенения для крыш. Предотвращают образование сосулек, закупоривание стоков льдом и т.д.
Системы обогрева трубопроводов. На трубопроводах идеально использование таких кабелей за счет того, что можно выбрать необходимую длину кабеля. Кабель предотвращает замораживание и поддерживает постоянной необходимую температуру.
Система обогрева техоборудования отличается широким разнообразием необходимых мощностей и температур, поэтому разрабатывается по индивидуальному подходу.

Заключение

Область применения нагревательных кабелей широчайшая, и используются они практически во всех сферах нашей жизни. Достигается это за счет конструкции нагревательных кабелей.