Саморегулирующийся кабель: устройство, принцип работы, применение, популярные модели

Что такое саморегулирующий кабель?

Во многих сферах необходимо применение кабельной продукции, реагирующей на окружающую температуру без участия дополнительных датчиков и регуляторов. Именно таким устройством является саморегулирующий кабель.

Он самостоятельно меняет активность подогрева в различных зонах с учетом текущих потребностей. Чем холоднее в месте прокладки, тем больше греется проводник.

Если говорить по-простому, то это конструкция с двумя жилами из меди, проводящими электричество, с расположенной между ними нагревающей матрицей.

Последняя на всем протяжении находится в зоне действия электрической цепи между питающими проводами. Задача такой матрицы состоит в нагреве и регулировании, а на поверхности предусмотрен экран, защищающий провод от влияния электромагнитного поля.

Сверху находится еще один слой, гарантирующий устойчивость к механическим повреждениям.

Способы монтажа: почему возникают неисправности

Для закрепления на плоскости используют пластиковые хомуты, стяжки, кронштейны. В бетонных изделиях придётся заранее просверлить отверстия для последующего закручивания анкеров или установки пластиковых дюбелей.

Если в процессе укладывания приходится соединять фрагменты шнура, то обязательно использовать термоусадочные муфты (трубки). Их размещают на проводе до скручивания контактов, затем надвигают на оголённый фрагмент и подогревают строительным феном или газовой горелкой. Так обеспечивается полная герметичность соединения.

Терморегулятор устанавливают возле электрощита, к нему подключают греющий кабель. Для обеспечения безопасности может использоваться устройство для автоотключения, которое срабатывает при коротком замыкании или перегреве.

Если нужно обеспечить обогрев труб, то следует выбрать один из двух вариантов:

1. Размещение кабеля снаружи.
2. Укладка провода внутри.

Осуществить монтаж при выборе первого способа проще, но есть риск повреждения кабеля во время установки, эффективность нагрева самой жидкости будет ниже. Чтобы повысить температуру, придётся оборачивать трубу изоляцией.

Если укладка осуществляется на поверхности, следует учесть, что какие-то элементы трубопровода заменяемые (краны, датчики, счётчики). В таких местах не рекомендуется укладывать провод по спирали, обязательно ослабить натяжение (сделать петлю), чтобы не пришлось резать шнур при необходимости замены сантехнического элемента.

Если провод требуется уложить внутри, то важно выбрать подходящий диаметр шнура, иначе напор воды значительно уменьшится. Главный минус такого монтажа – сложность работы, необходимость использования сальников и специальных шнуров.

Для монтажа в трубопроводах необходимо использовать «пищевые» кабели. Их оплётка должна состоять из полиолефина, который не выделяет вредных веществ.

Кабель перестал греть, возможные причины:

1. Неполадки вызваны самим шнуром. Необходимо измерить его сопротивление с помощью электрического тестера (мультиметра). Значение не должно быть равно нулю.
2. Напряжение в доме ниже номинального. В этом случае кабель не сможет эффективно работать.
3. Сработало или неисправно устройство автоматического отключения. Проверить состояние блока, если необходимо – устранить короткое замыкание.
4. Окислились и повреждены контакты в щите. Следует восстановить соединения, предварительно зачистив их. Для защиты от окисления используют специальные лаки.

Мнение эксперта

Торсунов Павел Максимович

Если не удалось устранить неисправность, то возможно проблема комплексная. Нужно (по возможности) разобрать систему электрообогрева и выявить дефекты.

Классификация и виды саморегулирующих кабелей

При выборе саморегулирующего нагревающего кабеля важно учитывать тип, от которого напрямую зависят характеристики. Условно выделяется несколько видов такой продукции.

Саморегулирующий кабель без экрана

Особенность заключается в отсутствии дополнительной внешней оболочки, защищающей от влияния электромагнитного поля.

Благодаря такой особенности, изделие теряет в цене и более доступно покупателем. Стойкость к механическим и природным воздействиям сохраняется, но защита от поражения электричеством ниже.

Из-за отсутствия экранирующей оплетки запрещается укладка на открытых территориях и местах, где имеет место агрессивное воздействие.

Модели без экрана укладываются в местах отсутствия УФ лучей и риска механического влияния. Проводник может повредиться, если по нему будут стучать, ходить, бить и т. д. Продаются отрезными или идут в комплекте.

Экранированный саморегулирующий кабель

Особенность — наличие специального экрана, защищающего от ЭМ излучения, повышающего стойкость к внешним воздействиям. Это более универсальный вариант, представленный несколькими видами в зависимости от сферы применения.

Продаются в комплекте, отрезными или резистивными. Во время продажи могут классифицироваться как продукция для укладки внутри или сверху трубы и канализации, для кровли, стоков и т. д.

Саморегулирующийся кабель общего назначения

В отдельную категорию входит продукция, имеющая общее назначение и не подходящая для выполнения специальных задач. Здесь отсутствует нормальная защита от УФ лучей или внешних воздействий.

По этой причине продукция применяется, как правило, для обогрева разных видов труб и водостоков. Запрещена укладка на крыши или желоба, где имеют место негативные факторы, способные сократить срок службы.

Дополнительная классификация

При выборе саморегулирующих кабелей необходимо учесть их дополнительные особенности.

Они могут обладать следующими характеристиками:

• взрывозащита;
• для источников малого напряжения.

Вся продукция бывает отрезной или идет в готовых комплектах.

Особенности греющего кабеля

Кабель для водопровода используется для того, чтобы вода в трубах даже при отрицательных температурах оставалась в жидком состоянии. По сути, это обычный нагревающий элемент, преобразовывающий электрическую энергию в тепло, с учётом необходимой температуры.

Конструктивные особенности, которыми должен обладать греющий кабель для водопровода, следующие:

1. Многослойность, имеет несколько слоёв изоляций (по ГОСТу минимум 2).
2. Повышенная гибкость. Это позволяет проводить монтаж кабеля на трубопровод любой конфигурации.
3. Устойчивость к внешним воздействиям, перепадам температур.
4. Невосприимчивость к агрессивным условиям. Внутри должна присутствовать прокладка в виде фольгированного экрана или медной оплётки. Это позволяет избежать замыкания, нейтрализует магнитное поле.

1. Достаточная мощность проводимости для внутренней укладки на один погонный метр – 10 Вт/м.
2. Если установка проводится наружно, то это показатель должен быть увеличен минимум до 20 Вт/м.

Эти нюансы следует учитывать при выборе провода так же, как и другие показатели:

• Длина. Замеряется не только расстояние, где будет проводиться прокладка изделия, но и метраж, который потребуется, чтобы завести провода в отверстия. Значительное завышение длины может привести к тому, что при замыкании или перегибе прибора, выйдет из строя вся обогревательная система.
• Число внутренних жил. Провода производятся разной толщины, имеют различное удельное сопротивление проводника. Один и тот же диаметр может отличаться внутренней начинкой, то есть, количеством жил.

• Форма сечения. Круглая – чаще применяется для наружной оплётки. Плоская – такой провод удобно заводить внутрь трубы.

Следует также учитывать максимально допустимую температуру провода в отключённом состоянии.

Сфера применения

Одна из главных особенностей саморегулирующего кабеля — обширная сфера применения. Он подходит для нагрева карнизов, водопроводов, кровли и водостоков, пола и других участков, где нельзя допустить замерзания воды.

В зависимости от особенностей выделяются следующие сферы применения:

1. Частный сектор. Применяется в объектах для водопровода и канализации во избежание превращения воды в лед и повреждения труб.
2. Коммерческие структуры. Использование в городских сетях или в других организациях для обогрева труб, обустройства систем тушения пожаров.
3. Промышленность. В эту категорию входят специальные нагревающие кабеля, способные работать в более жестких условиях.

Производители

Высокий спрос на такую продукцию стал причиной появления множество компаний, занимающихся изготовлением и продажей саморегулирующихся кабелей.

Такие изделия производятся в США, Южное Корее, Японии и ряде других стран.

Основные производители:

1. Южнокорейская компания E&S Tec.Co.Ltd. Выпускают продукцию для установки внутри и снаружи трубы, для систем канализации, редукторов, газопроводов, кровли и т. д. Ее саморегулирующая продукция отличается высоким качеством и имеет срок службы около 15 лет. Продукция этой компании подходят для частного и промышленного обогрева.
2. Обогрев Люкс PSK — российская компания, занимающаяся производством разных видов нагревательных кабелей. Готовая продукция отличается большим сроком службы, продуманной конструкцией, высоким качеством применяемых материалов.

3. Lavita — крупная южнокорейская компания, имеющая много филиалов на территории РФ и других стран. Одно из направлений деятельности — выпуск саморегулирующейся кабельных товаров. Готовые изделия проходят полную сертификацию, имеют продолжительный срок службы и минимальное потребление электроэнергии. Применяются при обогреве емкостей и трубопроводов, а также в качестве защиты от появления наледи.
4. Raychem — бельгийский производитель, выпускающий саморегулирующие кабели высокого качества со сроком службы не меньше 40 лет. Отличаются экономичностью, отсутствием риска перегрева, легкостью крепления и широкой сферой применения.

5. Shtein — известный немецкий производитель, выпускающий продукцию для защиты труб от промерзания. Нагревательные кабеля продаются в бухтах и имеют гарантийный срок от 5 лет и более. В зависимости от конструкции применяются для наружной или внутренней прокладки. Имеют экранирующий слой и дополнительную защиту на поверхности. Применяются в промышленности, строительной сфере и быту.

Не меньшую популярность получили и другие производители саморегулирующихся кабелей. В категорию востребованных входят следующие компании — Aura, Devi, Rexant, Беламос, Extherm, Теплолюкс, Fine Korea, Heatline и другие.

Области применения

Нагревательный кабель применяется для обогрева таких конструктивных элементов:

• теплых полов – как в бытовых (ванных и кухнях), так и в производственных помещениях;
• крыш зданий, где возникает угроза образования сосулек или скопления снежных масс над тротуарами или пешеходной зоной;
• различных трубопроводов в системах водоснабжения, канализации, отопления и т.д.;
• емкостей и резервуаров для хранения жидких веществ;
• систем водоотведения и дренажа;
• подогрева ступенек зданий, тротуаров и технологических проходов;
• нагревательных матов, ковриков и дорожек;
• аквариумов и террариумов для домашних питомцев.

В промышленной сфере нагревающий кабель может иметь и более специфическое применение, примеры некоторых из них и необходимые параметры для их эффективной работы приведены в таблице ниже:

Таблица: область применения нагревающего кабеля

Конструктивные особенности

Функциональные особенности и широкая сфера применения обусловлена продуманностью конструкции нагревающих кабельных изделий.

Саморегулирующийся кабель состоит из следующих элементов:

1. Пара жил из меди. Они идут по всей длине и играют роль проводника тока.
2. Нагревательная матрица. Это главный элемент изделия, обеспечивающий изменение уровня нагрева в зависимости от температуры окружающего воздуха. Элемент располагается параллельно между проводами, обеспечивая регулирование и изменение температурного режима.
3. Изоляционный слой. Для повышения уровня термозащиты применяется несколько слоев изоляции.
4. Экранирующая оплетка. Изготавливается из металла и обеспечивает защиту от ЭМ и механических воздействий. К этому элементу кабельного товара подводится заземление, обеспечивающее дополнительную защиту от повреждения электрическим током.
5. Наружная оболочка. Обязательное покрытие, защищающее саморегулирующийся кабель от разного рода повреждений.

Благодаря такой конструкции, саморегулирующийся кабель устойчив к разным повреждениям и способен служить долгие годы без необходимости обслуживания.

Но отметим, что состав нагревающего проводника может меняться в зависимости от назначения (с экранирующей оплеткой или без нее). Также отличаются характеристики защитных оболочек и диаметр токопроводящих жил.

Принцип действия

После изучения конструктивных особенностей появляется вопрос по принципу действия саморегулирующих кабелей нагревательного типа. Он работает на принципе проводника в электрической сети.

Нагрев приводит к повышению сопротивления, а чем выше этот параметр, тем меньше ток. В результате уменьшается потраченная мощность, и снижаются расходы на оплату электричества.

Если участок кабеля проходит по холодному участку, сопротивление уменьшается, а через встроенную матрицу течет более высокий ток. Это ведет к выделению тепла и защите от замерзания.

С ростом температуры повышается и протекающий через упомянутый узел и ток. Иными словами, при включение саморегулирующегося проводника на морозе он работает на максимальную мощность, но по мере нагрева близлежащего участка этот параметр постепенно уменьшается.

Греющий кабель работает в постоянном режиме и не отключается при снижении температуры. Все, что меняется — уровень нагрева изделия.

В среднем параметр мощности такого изделия равен 10-20 Вт на 1 метр длины. Но есть и продукция, потребляющая до 150 Вт. Это невысокий параметр, который можно себе позволить в зимний период, чтобы избежать еще больших трат.

Стоит помнить об ограниченном ресурсе, поэтому при наступлении тепла саморегулирующийся проводник можно отключать.

Отключение можно осуществлять вручную или с помощью автоматики (реле, термостаты). Такие устройства контролируют изменение температурного режима и подают напряжение при снижении температуры.

Но установка подобного оборудования не обязательна, ведь кабель сам контролирует уровень обогрева и при повышении температуры переходит на режим минимального потребления энергии.

Назначение и принцип работы

Назначение нагревательных кабелей позволяет охватывать как разнообразные сферы промышленной деятельности, так и решать различные бытовые задачи. Наиболее часто нагревательный кабель используется для:

• Обогрева помещений или сооружений с малой кубатурой, включая декоративные комнаты, террариумы, шахты и колодцы;
• Нагревания всего или только участка трубопровода, водопровода, канализации и других объектов, расположенного на открытом воздухе или в не отапливаемом помещении;
• Разогрева замороженных объектов при выполнении на них каких-либо технологических операций;
• Защиты от замерзания воды или для предотвращения скопления влаги;
• Предотвращения образования льда или отложения снега;
• Поддержания температуры какого-либо объекта в заданных пределах.

Принцип работы нагревательного кабеля описывается законом Джоуля-Ленца, который гласит, что при протекании электрического тока по любому резистивному элементу, из него будет выделяться тепловая энергия. Данный процесс обуславливается наличием электрического сопротивления у токопроводящего материала, которое возникает из-за взаимодействия заряженных частиц. Эти частицы создают препятствие направленному движению тока, и при их столкновении происходит выделение тепла.

Основываясь на вышеизложенном, можно сказать, что величина тепловой мощности прямопропорциональна сопротивлению нагревательного кабеля и может выражаться формулой:

Q = I2 * R * t

Где:

• Q – величина выделяемой тепловой энергии;
• I – величина тока, протекающего по нагревательному кабелю;
• R – омическое сопротивление элемента;
• t – время подключения кабеля к электрической сети.

На практике сопротивление конкретного греющего кабеля будет зависеть от материала токоведущих жил, их длины и способа подключения. Все эти параметры обуславливаются конструктивными особенностями различных видов нагревательной кабельной продукции.

В чем отличия от резистивного кабеля

Главная особенность саморегулирующего нагревающегося изделия — способность менять температуру в зависимости от окружающей обстановки. Резистивные модели не умеют этого делать и работают в одном режиме.

На этом фоне можно выделить ряд особенностей нагревательных саморегулирующихся кабелей, позволяющих сделать выбор в их пользу:

1. Экономичность. В отличие от резистивных «собратьев» саморегулирующие кабеля меняют мощность в зависимости от температурных условий. При этом можно сэкономить средства на покупку термостатов, датчиков и других контролирующих элементов. Достаточно просто подключить изделие к сети, чтобы оно выполнило поставленную задачу. Несмотря на более высокую стоимость, в конечном итоге саморегулирующийся кабель быстрее себя окупает.
2. Безопасность применения. Использование резистивного кабеля несет риск перегрева некоторых участков, не нуждающихся в повышенной температуре. В результате может выйти из строя вся система. Саморегулирующийся кабель отличается большей гибкостью, ведь его температура меняется на разных участках в зависимости окружающих условий. В области с более высокой температурой уровень нагрева уменьшается, что позволяет защитить участок от возможного перегрева.
3. Надежная защита. Длительное повышение напряжения может привести к выходу из строя резистивного кабеля. Саморегулирующейся продукции такие риски не страшны.

Также выделяются и другие отличия от резистивной версии — улучшенные прочностные характеристики, возможность перехлеста проводов на разных участках и легкость регулирования длины.

Для сравнения резистивные кабеля, как правило, продаются фиксированной длины без возможности укорачивания. Этот параметр ограничен 150 м, что необходимо учитывать в процессе монтажа.

Конструкция и характеристики кабеля КДБС

Секция нагревательная кабельная КДБС представляет собой тепловыделяющий элемент на базе резистивного нагревательного кабеля в защитной ПВХ оболочке. С одной стороны он оснащен концевой муфтой, а с другой – соединительной муфтой, установочным проводом и наконечниками для подключения к питанию. Для подключения к сети подходит любой соединительный провод, например, АПВ (алюминиевые токопроводящие жилы).

Технические характеристики КБДС:

Пример обозначения нагревательной секции:

Номинальные параметры нагревательных секций КДБС фиксированной длины и мощности представлены в таблице:

Критерии выбора

При покупке саморегулирующего нагревательного кабеля необходимо учитывать ряд критериев.

Выделим основные:

1. Стоимость. В зависимости от производителя и конструктивных особенностей цена такой продукции также меняется в широком диапазоне — от шести долларов за метр и выше.
2. Производитель. Выше отмечалось, что изготовлением такой продукции занимаются компании из многих стран — Россия, Дания, Южная Корея, Китай, Германия и другие. Ассортимент изделий достаточно высокий, чтобы сделать выбор.
3. Вид. В продаже можно найти кабельную продукцию в комплекте и с возможностью отрезания. Также имеются экранированные варианты и продукция без экрана.
4. Установка. При выборе учитывается место для монтажа — снаружи или внутри трубы. Также имеются универсальные модели, предусматривающие установку в любом месте (без особых требований).
5. Сфера применения. Как правило, саморегулирующиеся проводники используются для обогрева труб, открытых площадок, участков под стяжку или под плитку. Но на этом сфера его применения на ограничивается.
6. Мощность. Параметр меняется в широком диапазоне в зависимости от сферы применения. Диапазон изменения мощности находится между 15 и 13 500 Вт.
7. Напряжение. В основном в продаже имеются саморегулирующие изделия, рассчитанные на напряжение 220 В. В редких случаях выпускаются кабели на 380 В.
8. Длина. В отличие от резистивных версий, саморегулирующие модели можно отрезать. При этом длина может быть от одного метра и более.
9. Регулирование теплоотдачи. В некоторых моделях предусмотрена регулировка уровня отдачи тепла. Ее наличие ведет к общему удорожанию, что необходимо учитывать при покупке.
10. Наличие вилки в комплекте. Здесь возможно несколько вариантов — евро, Schuko или отсутствие вилки.

Учитывая приведенные выше критерии, можно быстро подобрать саморегулирующийся кабель под заданные параметры, требования и сферу применения. При этом помните об изменении цены в широком диапазоне в зависимости от характеристик, типа, производителя и других факторов.

Нюансы монтажных работ

Когда провод надёжно закреплён внутри или снаружи, важно позаботиться об изоляции конца проводника. Специалисты рекомендуют использовать термоусадочную трубку. Это изделие отлично защитит жилы от влаги, что снизит риск замыкания и ремонтных работ. Нельзя забывать о том, что требуется греющую часть соединить с «холодной».

Советы и рекомендации опытных мастеров:

• Если использовать сразу два способа прокладки провода внутри и снаружи трубы, то можно в разы увеличить скорость нагрева воды, но это потребует дополнительных затрат по монтажу.
• Обогрев труб водопровода греющим саморегулирующимся кабелем позволит игнорировать тёплые отрезки и направлять ток в холодные места. Его разрешено резать, поэтому не будет проблем в установке даже в сложнодоступных местах. Длина кабеля не влияет на теплоотдачу.
• Резистивный провод в два раза дешевле, но его срок эксплуатации значительно ниже. Если был установлен обычный двухжильный кабель, но стоит приготовиться к тому, что через 5-6 лет его придётся заменить.
• Оплётка на проводе служит для его заземления. Этот этап работ можно пропустить, но лучше ознакомиться со способами заземления.

Преимущества и недостатки

Саморегулирующий кабель — не идеальный продукт, ведь у него имеются не только плюсы, но и слабые места.

Преимущества:

1. Надежность и простота конструкции.
2. Равномерность и однородность нагрева по всей длине с возможностью изменения температурного режима на холодных/теплых участках.
3. Устойчивость к резким изменениям напряжения, отсутствие боязни к резким скачкам этого параметра.
4. Экономия электричества. Даже при работе на максимальной мощности расходы на оплату электроэнергии будут сравнительно небольшими.
5. Безопасность. Наличие нескольких защитных слоев надежно защищает от повреждения электрическим током. Кроме того, такая продукция не боится перехлеста и надежно защищена от перегрева.
6. Нет необходимости в дополнительном обслуживании и расходах.
7. Отсутствуют ограничения по длине, что позволяет подобрать решение для конкретных ситуаций.

У саморегулирующих греющих проводников имеется и ряд недостатков:

1. Более высокая цена из расчета на один метр изделия.
2. Кабель пускается в больших объемах и зачастую без заводских муфт и сальников для подключения. Также отсутствуют соединительные трубки, которые необходимо подключать самостоятельно.

Главным недостатком для многих покупателей является стоимость, но при длительной эксплуатации саморегулирующийся проводник экономнее конкурентов. Это достигается, благодаря способности менять мощность в зависимости от условий эксплуатации.

Виды греющих проводов и кабелей

Наиболее часто для электроподогрева бетона применяют провода ПНСВ (провод нагревательный со стальной жилой и изоляцией из ПВХ пластиката). Популярность этого материала объясняется его сравнительно невысокой ценой и несложным монтажом.

Провод ПНСВ

Вместо ПНСВ можно использовать ПНСП. Этот провод отличается полипропиленовой изоляцией, что обеспечивает незначительное повышение максимальной мощности тепловыделения.

Таблица основных параметров ПНСВ и ПНСП

Такие провода также используют как напольные обогреватели, которые работают по принципу теплого пола. При использовании термопроводов этого типа необходимо рассчитывать их длину. Небольшую погрешность можно исправить путем регулировки уровня напряжения, которое поступает с трансформатора для прогрева бетона.

Применение ПНСВ эффективно, но усложняется необходимостью установки дополнительного оборудования для регулировки тепловой мощности путем изменения напряжения. Существенно проще работать с секционными термокабелями КДБС. Они напрямую подключаются к сети 220В, потому для их работы не требуется какое-либо оборудование. Купить такой нагревательный кабель можно в наших магазинах в Москве и Московской области.

Популярные модели, которые предлагает рынок: обзор вариантов

На рынке представлен большой выбор саморегулирующих нагревательных кабелей, представленных разными производителями. Они отличаются конструктивными особенностями, стоимостью и другими параметрами. Выделим несколько популярных вариантов.

Кабель BSX от производителя Thermon

Это стандартный бюджетный кабель, состоящий из медных шин диаметром 1,3 кв. мм, полупроводящей матрицы, изоляции для нагревания излучением, специальной медной оплетки и полиолефриновой оболочки.

Также на поверхности предусмотрена антикоррозийная фторполимерная оболочка.

В продаже имеется четыре типа кабеля, которые отличаются по удельной мощности.

В распоряжении покупателей проводники на 9, 15, 25 и 32 Вт/м. В каждом из четырех номиналов предусмотрено два варианта изоляции — из фторполимера или полиолефиновая.

Первый вариант обходится в более высокую цену, но зато обладает большей стойкостью к коррозии и негативным химическим воздействиям.

Elektra SelfTec DW

Это саморегулирующийся нагревательный проводник, предназначенный для монтажа внутри трубы. Он отличается надежным внешним слоем изоляции из пищевого полиэтилена, что позволяет использовать кабель в трубах, где проходит питьевая вода.