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自限温电伴热带企业标准

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2020年4月19日
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企业标准

自限温电伴热带
Self-Temperature-Regulating Heating Belt

发布

前 言

自限温电伴热带又称自动控温伴热电缆或自动限温电热带，是一种能随被伴热体系的温度变化自动调节输出功率，自动限制加热时温度的一种带状自控温热带。其主要发热原件是又导电高分子材料构成，具有电阻率正温度系数的特征。该类自控温电缆广泛应用于各类工艺管线、管器储罐的防冻、保温控温化霜雪等，特别是在容器内的材料易冻结、析晶、凝聚、粘堵的伴热保温、降粘防堵等。
自限温电伴热电缆当前尚无国家标准，特制定本标准。
本标准是本公司历年来研究实验的经验总结，在经过对市场的调研、产品的安全运用及样板工程的历年安全有效运行的基础上制定的。
本标准由提出。
本标准由起草。

自限温电伴热带
1.范围

本标准规定了自限温电伴热带（以下简称伴热电缆）的结构分类、型号规格、及伴热电缆结构的一般技术要求、实验方法、检测规范、标志包装、运输和储存。
本标准适用于由导电高分子材料（PTC）制成的其输出功率能随伴热体系温度自动调节的伴热电缆。

2.引用的标准

下列标准中的条款经过标准的引用而成为本标准的条款。本标准出版时，所示版本均为有效，凡是注明日期的引用标准，其随后所有的该修单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准；然而，所有的标准都会被修改，鼓励适用本标准的各方应探讨使用以下标准最新版本的可能性。凡是不注明日期的引用标准。其最新版本亦适用于本标准。
GB 2900.10 电工名词术语 电线电缆
GB/T 2951.1 电缆绝缘和护套材料通用试验方法 厚度和外形尺寸测量一机械性能实验
GB/T 2951.2 电缆绝缘和护套材料通用试验方法 热老化试验方法
GB/T 2951.4 电缆绝缘和护套材料通用试验方法 低温试验
GB/T 2951.5 电缆绝缘和护套材料通用试验方法 热延伸试验
GB/T 3048.2 电线电缆电性能试验方法 金属导体材料电阻率实验
GB/T 3048.4 电线电缆电性能试验方法 导体直流电阻实验
GB/T 3048.6 电线电缆电性能试验方法 绝缘电阻实验
GB/T 3048.8 电线电缆电性能试验方法 交流电压实验
GB/T 3048.9 电线电缆电性能试验方法 绝缘线芯工频火花实验
GB/T 18380.1 电缆燃烧试验
GB/T 2406 塑料燃烧性能试验方法 氧指数法
GB/T 3956 电缆的导体
GB 4910 镀锡圆铜线
IEC1423/1995 工业用加热电缆
GB19518.1 爆炸性的气体环境用电气设备 电阻式伴热器 试验和通用要求
GB19518.2 爆炸性的气体环境用电气设备 电阻式伴热 设计。安装和维护指南
GB3836.1- 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求
3.定义和术语
下列定义和术语适用于本标准：
3.1 导电高分子材料（简称PTC材料：Postive Temperature Coefficiem）:
是具有电阻正温度系数性能的导电高分子复合材料。
3.2 发热芯带：将导电高分子材料PTC均匀地挤包在两根平行导电金属线芯之间形成的电伴热器件，简称“芯带”。
3.3 自限温电伴热带：由发热芯带及恰当的绝缘和护套制成的用于伴热保温的电伴热带称为自限温电伴热带。
3.4 额定输出功率：在额定工作电压下，系统温度为10℃时，每米自限温电伴热带的消耗功率，用W/m表示，也称“标称功率”。
3.5 启动电流：在额定工作下电压下自限温电伴热带通电的瞬时最大电流，用IS表示。
3.6最大使用长度：电伴热带在单一电源的额定工作电压下，允许使用的最大发热长度。
3.7 热稳定性：在额定电压及室温时，电伴热带通断电1000次后其标称功率与温度占试验前的百分比。
3.8 有关温度的术语
3.8.1 环境温度：当电伴热带被保温材料包裹时，保温材料外部的温度。
3.8.2 最低安装温度：电伴热带能正常工作且能根据规定的要求正常运行的最低环境温度，可称为最低安装温度。
3.8.3工作温度：电伴热带在额定电压下伴热某一体系，单位时间内向体系传递的热量与体系向环境传递的热量相等，体系的温度维持不变时所达到的温度，称之工作温度。
3.8.4 最高维持温度：电伴热带在体系工作时能使体系维持到最高温度，称为最高维持温度。
工作温度的高低与体系的热损失、电伴热带的功率、选型设计有关。
3.8.5 最高表面温度：电伴热带在额定工作电压下工作时表面所能达到最高温度，称之为最高表面温度。
3.8.6 最高承受温度
在一定的体系环境下，能使电伴热带在整个系统内正常工作而不破坏其功能的最高容许温度。
3.9 实验的分类
3.9..1型式试验（符号T）
型式试验是指按一般商业原则，对本标准规定的一种型号电伴热带在供货前进行的试验，以证明电伴热带具有良好的性能，能满足规定的使用要求。型式试验的本质是一旦进行这些实验后，不必重复进行。如果改变电伴热带材料或设计会影响电伴热带的性能时，则必须重复进行。
3.9.2 抽样试验（符号S）
抽样试验是指制造厂按制造批量抽取完整的电伴热带并取样，在成品电伴热带试样上进行的实验，以证明成品电伴热带产品符合规范。
3.9.3 例行试验（符号R）
例行试验是制造厂对全部电伴热带进行的实验。
4. 产品的分类
4.1 按自限温电伴热带的温度等级分为低温、中温、和高温，用D、Z、G表示。
4.2 按产品的结构分类
4.2.1 通用普通型:
a:基本型（J） b:屏蔽型（P）c:加强型（P/J）
具体外形结构如下图表示：

1----平行导电金属线芯 2---发热芯带 3---绝缘层
4---屏蔽层 5----护套层
4.2.2 由于绝缘层与外护层的材料是阻燃的或为含氟材料，又衍生下列结构：
a:Jz、Jf 阻燃基本型、氟材料绝缘基本型；
b:Pz、Pf 阻燃屏蔽防爆型 氟材料绝缘屏蔽防爆型
c:Pz/J、P/Jf 加强阻燃屏蔽型 氟材料加强型屏蔽型
d:P/Jz 屏蔽加强型阻燃
e: Pz/Jz、Pf/Jf 双阻燃加强型 双氟加强型
4.3产品的型号规格表示方法
4.3.1 产品的代号表示法

例：DBR-JF-25-220
表示为：低温含氟绝缘基本型自限温电伴热带，功率25W/m.10℃,额定电压200V。
4.3.2 具体型号规格，见下表1
表1：|
型号
名称
额定电压V
标称功率W/m
最高维持温度℃
最高表面温度℃
最高承受温度℃
最低安装温度℃
最大使用长度M
防爆标志
DBR
低温自限温系列
12-380
15-30
70±5
80
105
-50
120
EXIIT6
ZBR
中温自限温系列
110-380
35-60
105
130
145
-30
100
EXIIT4
GBR
高温自限温系列
220、380
50-80
135
155
165
-20
100
EXIIT3
5.自限温电伴热带的一般要求
5.1 导电线芯
5.1.1 材料
导体中的单线应为镀锡退火铜线，镀锡铜线应符合GB 4910 规定。
5.12 结构 II
5.1.2.1 线芯要求
a.导电线芯为同芯绞合，相邻层能够同向绞合，外层必须为左向。
b.线芯中只允许单线焊接，在同一层任一绞合节距长度内只允许有一个焊点。
c.焊点及修复处外径不能超过最大外径尺寸。
d.线芯结构应符合GB 3956标准中的第二绞合导体。
e.线芯表面应圆整光洁、无油污、无毛刺现象。
5.2.1 材料、断面结构、等效电路
发热芯带是由PTC材料和两根平行导电线芯构成；其断面能够使哑铃形或扁圆形；其内部电路能够等效为N个单个电阻并联，构成并联电路。
5.2.2 芯带的外形尺寸
外形尺寸可参考小表：
表2 芯带外形尺寸
厚度（mm）
宽度（mm）
线芯包覆最薄处（不下于）
0.7-3
5-12
0.2

5.2.3 阻值
芯带发热可看作是并联电路，由于芯带发热时阻值变化，功率也变化；芯带在稳态时必须有一个定型阻值状态作为电压选择的依据。阻值的大小事确定成品电压的依据，可参考下表：
表3
阻值R（Ω /100m）
电压等级
R＜3
110V及以下
3≤R≤20
220V
20＜R＜200
380V
5.3.绝缘
5.3.1 材料及外观
5.3.1.1 自限温电伴热带的绝缘应为符合电伴热带的最高温度等级的改性绝缘聚烯烃及其它绝缘材料。
5.3.1.2 绝缘表面应光滑平整、色泽均匀；应紧密挤包在芯带上，且不得与芯带粘连。
表4
电压等级
用普通改性聚烯烃料厚度（mm）
用含氟绝缘料的厚度（mm）
阻燃绝缘料厚度（mm）
110V以下
0.50±0.10
0.40±0.10
0.50±0.10
220V
0.65±0.10
0.50±0.10
0.65±0.10
380V
0.75±0.10
0.65±0.10
0.75±0.10
绝缘厚度的任何一点可小于规定值，但只要不小于规定值的90%-0.10mm.
5.3.3 绝缘材料应能承受GB/T 3048.9绝缘线芯工频火花实验方法，火花实验电压值为4-6KV，进行中间检查。
5.3.4 绝缘的机械物理性能应符合表6的规定。
5.4 屏蔽
5.4.1 材料和密度
屏蔽层采用镀锡铜丝编织；镀锡铜线应符合GB 4910规定。
屏蔽作为产品过程中的一个中间工序，编织覆盖率为70%以上；屏蔽作为产品的最后工序，编织覆盖率应为85%以上。
5.4.2 应用公式

Kf=(2Kf-Kf2)*100%
m:锭数 a:屏蔽线宽度 Kf:单向覆盖度

n:单线根数 b:屏蔽线厚度 K:编织覆盖率
d:单线直径 L：编织节距
5.5 护套
5.5.1 材料及外观
5.5.1.1护套应单层挤包，表面平整、色泽均匀，且应容易剥离不损伤绝缘和编织层。
5.5.2 厚度 见下表5
表5
电压等级
用普通聚烯烃护套厚度（mm）
用阻燃护套厚度（mm）
用含氟护套厚度（mm）
220V
0.60±0.10
0.60±0.10
0.50±0.10
380V
0.70±0.10
0.70±0.10
0.55±0.10
护套厚度的任何一点可小于规定值，可是要不小于规定值的85%-0.1mm。
5.5.3 护套的机械物理性能符合表6的规定。
表6 绝缘、护套的机械物理性能试验要求
序号
试验项目
单位
绝缘标准要求
护套标准要求
1
1.1
1.2
老化前机械性能
抗张强度，最小
断裂伸长率，最小

MPA
%

12.5
200

12.5
200
2

2.1

2.2
空气箱老化后机械性能
处理条件：温度持续时间
抗张强度变化率，最大
断裂伸长变化率，最大

℃
d
%
%

135±3
7
±25
±25

135±3
10
±25
±25
3
3.1

3.2
热延伸试验
处理条件：空气温度
载荷时间
机械负荷
负荷下伸长率，最大
冷却后永久伸长率，最大

℃
Min
Mpa
%
%

200±3
15
0.2
175
15

4
耐环境应力开裂，最小
h

1000
5

5.1
收缩试验
处理条件：温度
时间
收缩变化率，最大
℃
h
%
135±3
1
4
135±3
1
4
6.成品电伴热带的性能要求
6.1 耐高压性能
成品电伴热带能承受4-6KV工频火花耐压试验，无击穿。
6.2 绝缘性能
用高阻仪，测试每米电伴热带的绝缘电压不低于 MΩ （dc2.5KV）.
6.3标称功率 在额定工作电压及伴热保温系统为10℃时，电伴热带的标称功率见表1。
6.4 最高表面温度见表1。
6.5 最高维持温度见表1。
6.6上限温度见表1.
6.7 启动电流 在额定工作电压及伴热保温系统为10℃时，低温伴热带的启动电流为IS≤1.0A/m,中温电伴热带的启动电流IS≤1.2A/m，高温电伴热带的启动电流IS≤1.8A/m。
6.8 热稳定性 在额定工作电压及室温时，电伴热带通断电1000次（通和断各30分钟算一次）后其标称功率与温度不低于试验前的90%。
6.9 阻燃性能 绝缘层或外护层材料的氧指数不低于28，不延燃。
6.10 低温弯曲性能 在-20℃±1℃时，弯曲三次，正常视力检查无裂纹。
6.11标志耐擦性 油墨印制标志应清晰耐擦。
7. 试验方法
除非另行规定，试验均在室温下进行，交流电频率为40-60HZ，电压波形基本是正弦波形，试验用水为生活自来水，试样为未使用过的新试样。
7.1 自限温电伴热带的外形尺寸，按GB 2951.1 执行。
7.2 工频火花试验
试验设备：工频火花耐压仪 火花试验电压为4-6KV，试验电压应施加在连接在一起的导体与火花机表面电极之间经过时间不少于0.1S，无击穿现象。
7.3 耐压测试
对屏蔽线或加强线用耐压测试仪，选定试验电压为交流2.5KV，时间为5分钟，试验电压应加在导体与编织层之间，没有屏蔽层的加在导体与水之间，经过为合格。
7.4 绝缘电阻测量
7.4.1 试验设备：绝缘电阻测试仪、高阻仪、兆欧表 测量线芯与屏蔽间的电阻值，参考执行GB3048.6.
7.4.2 屏蔽型电伴热带用绝缘电阻测试仪或兆欧表测量线芯和屏蔽网之间的电阻。
7.4.3 将电伴热带浸入水中，用高阻仪或兆欧表测量线芯与水之间的绝缘电阻，每米伴热带的绝缘电不低于 MΩ。
7.5 低温弯曲试验 按GB/T 2951.4执行。
将试样在-20℃±1℃冷藏箱中放置至少4h，并弯曲三次，弯曲半径为试样厚度的4-5倍，取出试样，经过7.4.3试验。
7.6起动电流
7.6.1 试验设备
自制的循环水浴保温系统。
7.6.2 试样
选取试样长度为1020mm,一端用套管密封，另一端剥出20mm线芯，将试样紧缚在循环水浴的系统管壁上，接好电源线。
7.6.3试验步骤
调节循环水浴的水温至10℃±2℃，按额定工作电压通电，记录通电起始阶段的最大瞬时电流。
7.7 护层机械性能试验 按表6执行。
7.8 热老化试验
按GB2951.2执行，具体老化箱温度及老化时间见表6.
7.9 热延伸试验
参考GB2951.5具体指标见表6.
7.10 燃烧性能试验
按GB/T 18380.1 执行，对绝缘层及外护层进行试验。
7.11 最高表面温度
在隔热良好的保温箱中，将约4米电伴热带卷绕成盘状，用三只热电偶探头测电伴热带不通部位，试样通以额定电压后，温度上升；当温度上升速率每小时不大于2℃时，记录热电偶所测得的温度，取最高者为最高表面温度。
7.12 标称功率
试验设备、方法同7.6.
步骤：自样带测试起始电流后继续通电至3min,记录电流、电压值、温度，按W=UI计算出的功率为标称功率。
7.13 功率--温度特性
试验设备、方法通7.6.
步骤：测试完起始电流后继续通电至电流变化每小时不大于读数值的5%，分别读取电流、电压值，按W=UI 计算出功率，调整管温，每隔10℃用上述方法测定一次，直至达最高维持温度为止。用所测对应的数据制作曲线图，直观明了。
7.14对热稳定性试验
7.14.1 试验设备及试样制备 可编程时间控制器和交流接触器，每次取一组样，样长1020mm，剥出每支样一端的线芯20mm，另一端保持绝缘。
7.14.2 将试样按接至已连接好的设备上，通以额定电压，每30min通断一次，通断次数1000次后，按7.12测出试样的标称功率、温度，比较其与试验前的百分比。
7.15标志耐擦性试验 用浸过水的一团脱脂棉或一块棉布轻轻擦拭标志10次，标志仍清晰
8 检验规则
8.1 电伴热带由制造厂检验部门检验合格后才能出厂。
8.2 电伴热带的出厂检验项目如小表7.
表7 自限温电伴热带试验项目
序号

检验试验项目

试验种类
试验方法
GB（GB/T）
本标准条文号
1
1.1

1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
3
3.1
3.2
3.3

4
5
电性能试验
电伴热带导电线芯直流电阻/单丝电阻
成品电伴热带每卷电阻Ω/m
浸水电压试验
绝缘电阻
工频火花试验
起始电流
结构尺寸
外形尺寸检查
绝缘厚度测量
编织密度测量
护套厚度测量
单丝外径及拉伸比
绝缘、护套机械物理性能
老化前机械性能
老化后机械性能
热延伸试验
成品低温弯曲试验
燃烧试验

S

R
T
S
R
T.S

T.S
T.S
T.S
T.S
T.S
T
T
T.S
T
T

3956--1997

3048.8
3048.6 5023.1

2951.1
2951.1

2951.1
4910

2951.1
2951.2
2951.5
IEC1423-1/1995
18380.1

5.1.1

5.2.3
7.4.3
7.4
7.2
7.6

5.2.2
5.3.2
5.4.2
5.5.2
5.1.1

5.3.4 5.5.3
5.3.4 5.5.3
7.9
7.5
7.10

9. 标志、包装、贮存
9.1成品电伴热带的表面应印有清晰的生产厂名、产品名称型号、额定功率、防爆标志、防爆合格证号，环境温度、执行标称号，两个标志始末端的间距为1000mm。
9.2成品电伴热带能够成卷或成盘包装，两端应注意防潮。
9.3每卷或每盘上应附合格证：
a:型号规格 d 维持温度 g 厂名、厂址
b 额定功率 e 长度(m) h执行标准号
c 工作电压 f 最大使用长度（m） I 检验员签章
有防爆要求的还应有防爆标志。
9.4交货长度 原则上每卷或每盘线长度不超过该型号的最大使用长度，也能够根据客户的协议要求。
9.5装盒或装箱时，盒体和箱体的外侧均应标明产品名称，制造厂名，箱体外侧还应标明箱体外形尺寸、防潮防掷标志。
9.6贮存时应防尘防潮防腐蚀。