集肤电伴热原理详解 | |
集肤效应加热的本质是电磁波在铁磁体内衰减、通过电磁感应过程,将大部分电能以涡流形式转化为热能。
集肤电伴热系统简单表述为:一根绝缘导体(集肤电缆)穿在一铁磁体钢管里边,电缆一端(末端)与钢管末端(远端)连接,电缆始端和钢管始端之间通以交流电,电流经电缆始端到末端,再从钢管末端返回钢管始端。穿管的电缆由于其周围交变磁场在钢管内感应,带来磁滞损耗产生的热量W1,以及闭合回路电流在钢管上产生涡流W2,附加产生的热量是电缆芯线自身的电阻热W3。
所以总耗散热量计算可表达为:
W=W1+W2+W3
=∫H·dB+I2·RFe++I2·RCu
上式中:∫H·dB为对磁路一个磁滞回线的环积分;
I为回路线电流;
RFe为回路阻抗,以涡流形式进行能量耗散;
RCu为集肤电缆线芯电阻。
在电缆和钢管返回电流的交叉作用下,电流集中在钢管的内表面,这种现象从接近效果上讲,被称为集肤效应,故以该现象设计的电伴热系统被命名为集肤效应电伴热。
集肤效应伴热系统简图(二线传输系统)
集肤电伴热的特点
Ø于集肤电流加热管采用钢管,结构简单而牢固。
Ø适合超长输管线电伴热,一个变电所可供最长达24km的管道伴热,并可采用常规的工频高压电源供电。
Ø导线使用耐热性能高的绝缘和护套材料,比普通电缆寿命长。
Ø容易实现电气自动化控制,最新的监控测量和信号传输技术均可运用在该系统上。
Ø维修工作量小,集肤电流加热管内导线万一出现损坏,只需打开局部保温层抽出更换导线便可修复,不必大规模拆开保温层处理。
Ø集肤电流加热管既可在工厂里预制组合件、现场对接,也可直接在现场交错施工。
集肤效应的电流分布规律
•对于集肤效应,由电磁场理论可以推导得到电流沿导体表面的分布规律是:
•
式中,△和△0分别为距表面X处和表层(X=0)处的电流密度;c为光速;ρ为导体或工件的电阻率(Ω.cm);ur为相对磁导率;f为频率
由此可见,电流密度由表面向中心都是近似按指数函数迅速下降。
集肤电伴热系统图 | |
来源: 时间:2014-06-24 09:37:19 | ![]() |