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1、集肤效应电伴热 培训 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 集肤效应（又称趋肤效应）是指导体中有交 流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分 布不均匀的一种现象。随着与导体表面的距 离逐渐增加，导体内的电流密度呈指数递减 ，即导体内的电流会集中在导体的表面。从 与电流方向垂直的横切面来看，导体的中心 部分电流强度基本为零，即几乎没有电流流 过，只在导体边缘的部分会有电流。简单而 言就是电流集中在导体的“皮肤”部分，所以 称为集肤效应。产生这种效应的原因主要是 变化的电磁场在
2、导体内部产生了涡旋电场， 与原来的电流相抵消。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 集肤效应电伴热培训 2007 理想中（上图）电子在导体中以平均分布的方式传导流通，集肤效应 （上图）则是电子集中在导体的近外肤位置上流通，使横切面的核心 部位呈现空泛状态，进而使电流处送量减少。 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 集肤效应最早在1883年贺拉斯兰姆的一份论 文中提及，只限于球
3、壳状的导体。1885年，奥利 弗海维赛德将其推广到任何形状的导体。集肤效 应使得导体的电阻随着交流电的频率增加而增加 ，并导致导线传输电流时效率减低，耗费金属资 源。 邻近效应当高频电流在两导体中彼此反向流 动或在一个往复导体中流动时，电流会集中于导 体邻近侧流动的一种特殊的物理现象。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 而集肤效应加热系统的工作原理则是基于 集肤效应和邻近效应两种物理现象。加热 装置是采用专门设计、制造的，耐腐耐 热、绝缘的集肤效应导线，穿过一个被称
4、为“热管”的碳钢管道（碳钢管道的厚度 大于集肤深度），导线和热管的一端相连 接，另一端则分别与交流电源相连接。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 当给集肤效应加热系统通电时，电流从导 线的一端到达导线的另一端，在集肤效应 和邻近效应的作用下，通过热管返回的电 流被集中在热管的内壁表面。这种电磁感 应作用，使流经热管的电流只能集中在热 管的内壁表面，而实际上在热管的外表面 是没有可测电压的。电流流经热管内壁表 面时，通过阻抗发热，产生加热温度。 集肤效应电伴热培训 20
5、07 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 电源接线盒、拉线盒、中间接线盒和终端 接线盒是构成集肤效应加热系统整体不可 或缺的组成部分，与热管一样是传输电流 的部件。因此，这些组件必须是厚壁的铁 磁性材料并与热管焊接，以保证集肤效应 加热系统电路的连续性。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CR
6、OWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 电源接线盒：位于集肤效应加热系统回路 的电源端，供电从电源接线盒进入，并从 电源接线盒引出至热管。盒体外有一个端 子可作为系统接地。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 拉线盒/中间接线盒：这两个组件可以合为 一体。在热管一定长度上设置一个拉线盒/ 中间接线盒，易于集肤效应导线的穿线施 工。拉线盒/中间接线盒可按集肤效应导线 不同的膨胀/收缩来确定规格。外形与物料 管线相匹配，并用垫片、螺栓盖提
7、供防水保 护。如长输管线在标高变化、方向变化时， 允许采用不同类型的拉线盒/中间接线盒以 使热管跨越物料管线。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 终端接线盒：终端接线盒被设计和制造成 可将集肤效应加热导线与热管便于连接到 一起，使电流通过热管的内壁表面流回到 电源接线盒。盒体外有一个端子可作为系 统接地。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 集
8、肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 与传统的电阻式伴热材料在长输管线上的 应用相比，集肤效应伴热系统提供了一个 更为经济的伴热选择，并且减少了对庞大 供配电系统的需求。从一个电源点可以对 长达25公里的管线进行伴热。多功能的 集肤效应伴热系统是物料输送管线温度维 持、防冻和加热应用选择的理想方案。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 系统在热管内产
9、生的热能是电流在热管的 内表面流回时通过阻抗产生的，而热管的 表面是没有电流或电压的。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 绝缘导线是集肤效应伴热系统的核心。该 导线是符合用户伴热环境专业设计的，带 有电介绝缘层和耐磨损外护套层的，专门 适用于特殊项目应用的产品。对于防冻和 低温应用，可使用带聚烯烃外护套的镀锡 铜导线。而带有含氟聚合物外护套的镀镍 铜导线，则在高温应用条件下，显现出更 好的高温特性、柔韧性和耐久性。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公
10、司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 典型电伴热性能比较 集肤效应 & 恒功率 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 恒功率伴热带 1、产品结构原理：电阻丝发热串联型伴热带 2、使用特性：按管线长度安装 3、适用场合：装置间输送管线 4、单电源点供电长度：500M3000M左右 5、输出功率：输出功率恒定，最大供电电压 600VAC，对于较大热损失的管线，必须增加伴 热比，才能达到高功率输出。 6、供
11、电电压：600VAC 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 集肤效应伴热带 1、产品结构原理：发热电缆发热串联型伴热带 2、使用特性：按管线长度安装 3、适用场合：长距离输送管线 4、单电源点供电长度：3000M10000M左右 5、输出功率：供电电压越高，输出功率越大， 可达66(150)W/M。可采用高压供电，大大提高功 率输出，减少伴热带用量。 6、供电电压：最高达5000VAC 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CR
12、OWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 由于以上产品自身的特点，伴热带系统在 应用、安装、控制、维护和造价上有很大 的区别。 以下就东明石化10公里原油输送管线的 设计要求（管经 DN300、介质维护温度 45*C 解冻时间 8-16小时）比较这两种伴 热方式： 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 供电回路： 恒功率伴热带：按新冠公司产品计算，伴 热带最长1250米一个电源点，需有(4)个 供电点。 集肤效应：新冠公司设计两个电源点，
13、两 端供电。或考虑车站供电电价较高，采用 车站供电点的变压器功率尽量小，伴热带 尽量短，运行费用会大幅降低。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 伴热比： 恒功率伴热带：如果只考虑伴热效果，而不重点 考虑加热效果（时间为：72小时以上），如果采 用国外伴热带一根输油管线敷设一根伴热带。如 果重点考虑加热效果（时间为：8-16个小时）， 伴热比就会为2，投资成倍增加。 如果采用国内伴热带产品，伴热比会更高（也就 是说一根输油管线会敷设更多根伴热带）。 集肤效应：伴热比为1
14、的情况下，伴热和加热效 果均能实现用户要求。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 伴热比和供电点的多少，直接影响用户的 投资、安装、管理、维护、运行费用、以 及故障率等。以下会逐个说明。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 1、投资： 恒功率伴热带：如果采用四台变压器供电，就需 随管线架设一条高压电缆，用户的投资包括伴热 方面的直接投资和高压电缆
15、附设的投资总和。 伴热比为1的设计和投资是最合理和经济的。否 则每增加一个伴热比，设计就会随之复杂化，伴 热带及其所属附件的投资就会成倍增加。 集肤效应：只需两台变压器和伴热比为1，达到 设计最合理，投资最经济。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 2、安装： 恒功率伴热带：随着供电点和伴热比的增加 ，现场施工难度、施工时间以及出错率都会 大幅增加。伴热电缆在上保温前暴露在十公 里野外，易损伤、变形、被窃等。上保温材 料后容易造成完工效果与设计效果有差异。 集肤效应：可
16、提前预制热管和保温，现场施 工只需将伴热电缆穿入热管和简单的接线， 大大减少了野外工作量。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 3、故障率： 恒功率伴热带：试想一根输油管线缠满了 伴热带，会有多少电源接线盒、多少接点 ，故障率也就可想而知。同时给控制也带 来了更多的复杂性。复杂本身就存在着故 障的隐患。 集肤效应：接点少、一根伴热电缆，故障 率少，控制简单。 集肤效应电伴热培训 2007 上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD. 4、管理、维护费用和运营费用： 恒功率伴热带：4台变压器、8套控制系
