[实用新型]改性合成橡胶发热电缆

说明书

技术领域：

本实用新型涉及电缆，具体为一改性合成橡胶发热电缆。

背景技术：

发热电缆(国内外的文字资料有不同的名称，如地热电缆、加热电缆，以下简称热缆。)几十年前起源于北欧，流行于欧美大陆、日、韩等国。传到我国仅几年的时间。由于这种以热缆为主体的地面辐射采暖方式，在节能、环保、健康、舒适、造价、使用寿命诸方面都优于传统的热水循环采暖方式，也优于电热膜、电暖气、辐射板等棚面、墙面采暖方式，所以在我国被广泛采用，方兴未艾。

由于热缆敷设在地面水泥层中，属于隐蔽性采暖设施，因此要求其使用寿命必须长，应同建筑物同寿(50-70年)。热缆的结构主要由线芯、绝缘、屏蔽和护套四部分组成。线芯只要选材得当，结构合理是能够保障使用寿命的。影响热使用寿命的主要是绝缘和护套(也称护皮)。而材料的使用温度和机械强度又是决定绝缘和护套使用寿命的关键因素。

在研发生产热缆的过程中，曾收集了国外进口和国产的各种热缆样品，对绝缘和护套材料进行了化验鉴别。发现绝大多数国外、国内热缆的绝缘用交联聚乙烯(PE-X或XLPE)，护套用聚氯乙烯(PVC)或PE-X。属于塑料类。而极少数外国进口热缆绝缘用二元乙丙橡胶(EPR)、丁腈橡胶(NBR)等硫化聚合物，而护套用氯磺化聚乙烯(CSP)属于合成橡胶。上述材料使用(工作)温度80-90℃，制成热缆的线功率一般为每延长米20瓦(20W/m)，最大为2520W/m。由于耐热性能差，PE-X、PVC塑料(或合成橡胶)材料在热缆中使用存在如下问题影响使用寿命：

1、正常工作温度下达不到使用寿命要求。

上面提到的使用(工作)温度是个额定值，为了保证使用寿命必须对材料工作温度进行限制。以同样用交联聚乙烯为原料的，同样埋入地面水泥层中的供热水管(可视为PE-X材料)为例，说明工作温度和使用寿命的关系。参看国标《地面辐射供暖技术规定》38项，表B.1.2-1(引自《冷热水用交联聚乙烯PE-X管道系统》GB/T18992.2)塑料管使用条件级别4：工作温度60℃，时间25年，最高工作温度70℃，时间2.5年，故障温度100℃，时间100小时。当然，这里的时间是为了保障使用寿命在各温度下限定的工作时间，并非使用寿命。但可以看到超温是个数量值而时间缩短却成倍数，也反映出温度和寿命的关系。以住宅采暖为例，在按照国标《地面辐射供暖技术规程》设计的采暖热容量和常规(工艺)做法环境下，对安装的20W/m热缆进行温度测量。热缆的线芯(绝缘)工作温度随加温的环境温度由低向高在60℃-80℃范围内变化，平均工作温度70℃，最高工作温度80℃。对照使用条件级别可以看出：热缆的平均工作温度超过了材料的工作温度，并且接近最高工作温度，而热缆的实际最高工作温度超过材料的最高工作温度10℃。由此可见热缆的长期超温工作状态，很难保证50年(按采暖期为25年)以上的使用寿命。

2、故障温度下，热缆过热能力差，极易损坏。

热缆在通电运行中，会出现故障状态。如1)供电系统过电压、断零线等，会使热缆的输出功率增加；2)局部地面有绝热覆盖物，影响热缆的热传导；3)地面水泥养生期(28天)未到，热缆提前加热。水泥中的水汽使部分热缆和水泥层分离，中间形成隔热气层(或裂缝)，结果都会使热缆温度上升，超过材料的故障温度100℃。故障状态，尤其是第3)种属隐蔽缺陷性故障，不易发现、无法及早处理、长期存在，导致热缆的绝缘、护套老化加速，在较短时间内(数月或几天)造成热缆损坏。这是热缆运行中多次发生的实例。

3、塑料热缆耐低温性能差，室外使用易损坏。

交联聚乙烯、聚氯乙烯等塑料类材料在0℃以下发脆，温度越低脆性越大，脆而不坚。如热缆用于道路、桥梁、机场跑道化雪。气温在-20℃以下，容易因车辆、飞机等产生的强列震动，绝缘和护套发生脆裂，破坏了密封性，也损坏了热缆。