CN101718070B - 路面冰雪融化电流集肤效应加热方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种路面冰雪融化电流集肤效应加热方法及系统，包括交流电源、输入电缆、三相变压器、三相平衡器、电气开关和温度控制装置、冰雪融化传惑器、电源接线盒、高铁磁性钢管、过渡连接管、高温导线、电气开关(3)、“U”型弯管穿线部件、尾端接线盒、接地保护、阴极保护组成。其“U”形集肤效应加热元件利用集肤效应和邻近效应，通电高效发热使路面的冰雪迅速融化，由许多个“U”形连接成。制成后其上或埋入面覆盖钢筋混凝土或沥青路面。有机械强度高且使用寿命极长永久性使用，不易断线一旦损坏修理十分容易，只需一处供电点，不影响三相电源平衡，加热均匀可任意调整温度，施工安装工作量小且方便，自动化高，不需电绝缘安全，可靠经济，不影响环境等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电流集肤效应加热解冻融化路面冰雪的技术领域。
背景技术
公知，空气中的水汽量饱和达到一定程度冷却到摄氏度以下时凝结成冰晶由空中飘降下成冰雪，是大自然降水最广泛普遍的现象。当下雪时，道路上路面积雪冰冻对人们的活动和交通造成了阻碍，尤其北方冬天季节或多降雪地区下雪对人们造成了不方便，甚至造成了灾害，人们活动的高速公路、车道、飞机跑道人行道、人行天桥、等公共场所，为了解冻或清除冰雪使其尽快融化成水使交通畅通，人们最原始用人工扫雪，进步后用各种机械扫冰雪(如专利cn200320126117.1城市公路冰雪清扫机)、化学方法使冰雪加快解冻融化(如专利cn200510047024.3)、物理驱除冰雪等方法(如专利cn20071012980.4导电混凝土、制造方法、加热系统及融化冰雪的方法)等。但是，不论那一种解决道路上冰雪的方法都存在效率低、费人工、时间多、局限性、灵活性差等缺陷。在国外，曾设想在路面下预埋电热元件对路面上的冰雪高效加热融化方法研究并试用，虽然试用了各种融雪装置，但是从机械强度以及使用寿命方面来看，均属临时而并永久的装置。因存在诸多技术问题没有直正解决或存在缺陷，没有得到各方面对现实认可推广普及。在国内与上述也存在类同的方法(如专利cn200710038971.5一种融化路面冰雪的方法及道路)，它在路面下铺装许多感应线圈和电流发生器相连后由感应线圈产生磁通穿过路面中的导体材料中产生涡流加热，使导体材料温度上升，其热量融化道路表面的冰雪融化。这种方法结构相对复杂，成本高，工程安装施工麻烦，维修困难。因此，目前在加热路面融化冰雪技术还不能找到相对理想的方法用于道路冰雪融化工程，更不能用于其重要场所的飞机场跑道、高速公路、桥梁的上坡和下坡。
发明内容
本发明是提供一种高效快速自动融化冰雪的方法及装置，它不需用人工、化学、物理、机械等常用方法就可以在短时间融化道路和高速公路段上的冰雪，对环境没有影响。尤其能解决长期困扰道路桥梁等因冰雪冰冻而造成的上、下坡困难、飞机因积雪冰冻无法在跑道上起飞和下降等问题。
本发明是由以下方法制成的特殊集肤效应加热元件：由许多个“U”形连接成的在高铁磁性钢管中穿一根高温导线，其尾端线芯与特制高铁磁性钢管尾端相连接，它们在首端分别与交流电源的相线和零线形成串联电路，交流电流方向是由交流电源的相线通过高温电线的首端、高温电线尾端和特制高铁磁性钢管尾端的连接点、特制高铁磁性钢管的内壁、最后返回到交流电源零线。由于高铁磁性钢管中高温电线组成的串联电气回路的交流电阻明显比直流电阻要大，且交流电流的通道是沿其截面的内璧向外璧指数衰减变化，而直流电流为其均匀分布，因此发热原理由三个方面产生热量：(1)当交流电流在高温电线电阻上就产生焦耳热；(2)通过特制高铁磁性钢管内的电阻上产生的焦耳热，其电流通道途经受到集肤效应和邻近效应的影响，其电流强度是由内壁向外壁指数变化，最后降到忽略一定电流强度对人的接触就不会产生危险；(3)由于高温电线中的交流电高铁磁性钢管中的磁通量诱发电动势，涡电流在其璧中的电阻产生的焦耳热，及其克服磁畴磨擦的热量。因此这种加热发热原理效率很高，可以由许多个“U”形按确定的地块面积设计宽度和长度要求往复来回纵或横方向制成的电流集肤效应加热元件，安装埋在大面积平面路面几寸(2″～8″)以下对关键交通重要道路其上冰雪进行加热融化。
本发明解决的以下技术问题：
A：埋在路面以下的集肤效应电加热元件，因混凝土或沥青路面与土壤的导热系数在数值差异不大，前者厚度约2″～8″，而土壤下面有很厚的保温性能，后者比前者的厚度差异悬殊，前者主要传递热量，因此散发出向地下的热量是极少，而其绝大部分热量由混凝士或沥青路面上的冰雪被吸收后融化成水了。
B：由于工程安装多个连接成“U”形往复来回集肤效应电加热元件安装施工工作量较大，高温电线在高铁磁性钢管中要穿通过几十个到几百个或更多个的“U”形弯管必须化大量的人工和时间还不一定能实现，因比可以把各个其“U”形部分和直线部分分离，并在两者两端之间增加一个“正、反牙螺纹连接子”，便于穿线拆装，统一穿好高温电线后再把各个许多“U”形往复来回特制高铁磁性钢管成整体连接成“U”形电流集肤效应加热元件，解决了在高铁磁性钢管中要高温电线穿通过几十个到几百个安装施工工作量较大的问题。
C：“U”形电流集肤效应加热元件的特制高铁磁性钢管的没汁，当交流电流频率确定时，只有提高的“磁导率”和较高的“电阻率”数据性能，才能达到更簿的“趋肤厚度”要求，实现经济性、高性能。因为“U”形电流集肤效应加热元件的串联电路由两个发热部分组成：一般情况下在高温电线上会承受绝大部分电压降，是“有功负载铜损性质发热”，在特制高铁磁性钢管上只承受占小部分电压降，是“无功负载铁损性质发热”；即发热热量主要靠前者产生，后者发热热量只占一小部分。而前者发热温度较高反而可能影响绝缘，后者发热温度相对偏低而有充足散热条件，因此只要采用“磁导率”和“电阻率”比一般碳钢管更大高铁磁性钢管，就可以大大减薄其趋肤厚度，减小电流通道，增加其交流电阻而提高发热，同时减小了高温电线的直径，从而大量节约铜材、钢材和绝缘材料。可用6000～12000磁导率的电磁纯铁管或30000～35000磁导率的铁铝软磁合金管取代常用磁导率200～400的低碳钢管，制成高铁磁性钢管，实行“U”形电流集肤效应加热元件。
D：“U”形电流集肤效应加热元件表面不应带电，保证人生安全。对于高铁磁性钢管内壁截面电流通道从内壁向外壁按指数规律变化到衰减到不会影响人身安全程度来汁算，即其“趋联厚度”计算，工程施工应充分考虑到各种不利安全因素，并确定“高铁磁性钢管厚度的实际安全裕度”至少是趋肤厚度的三倍或更大。因为“U”形电流集肤效应元件的高铁磁性钢管表面按指数规律变化到衰减，其难避免存在很小量的“泄流电流”，虽然高铁磁性钢管埋在路面以下，为了保证安全仍应接其安装“接地保护”，并在其表面首部、尾部和中部连接后可靠接地保护，一旦出现故障起到安全保护作用。
E：埋在混凝土或沥青的各种路面以下2″～8″中的“U”形电流集肤效应加热元件会承到路面上(各种汽车、工程汽车、飞机等)垂直压力载荷，对高铁磁性钢管的厚度强度应保证长期不变形并保护高温电线。一般情况下，高铁磁性钢管的直径不超过2″，按各种路面情况会承受不超过到每个平方米5～20T不相等称垂直压力载荷，其将分摊到每个平方米平行排列5～10根，即其每米最大会承受5T左右。因此通过估算可以求出高铁磁性钢管的最簿壁厚范围约为3～3.5mm。
F：埋在混凝土或沥青路面以下“U”形电流集肤效应加热元件的高铁磁性钢管是一次永久性安装埋入，使用加热温度状态会使其严重氧化腐蚀，其璧厚(外壁和内壁)会减小而造成危险，为了保证长期使用永久免修，必须在其外壁表面和内壁表面防腐处理。用于其外表面防腐材料层的长期工作温度应大于200℃并具有与硅酸盐或沥青的化学适合性。
G：面积较大的地块使用较长度“U”形电流集肤效应加热元件的交流工作电压相对较高(如高于几千伏)，其(“开”、“关”)或(“通”、“断”)状态频繁温度控制高铁磁性钢管内壁表面对高温电线护套和绝缘层的表面会大量积累静电产生“电晕”！容易导致击穿破坏护套和绝缘层，因此对高温导线的护套有较高的要求，对其护套“防静电”外表电阻不小于10(8～9)Ω。因此利用耐磨防静电护套(17)的外表面电阻值不小于10(8～9)Ω，减缓或引导其“静电”到大地，保护绝缘层。
I：“U”形电流集肤效应加热元件每米发热功率范围为：20～150W/M，程一般推荐电源为三相工频60～120W\M，按上述多个”U”形往复来回每根有几十米、几千米或更长，累计长度制成的“U”形电流集效应加热元件的功率会很大，其需用变压器才会达到几千伏工作电压。由于其是单相负载，虽然负载基本属于“阻性”，仍会引起三相电网不平衡的严重影响，因此当“U”形电流集肤效应加热元件功率较大或要求提高工作电压且是一个“阻性”负载时，可使用三相变压器，并配合三相平衡器，以不影响工频电网平衡；如二个是相同“阻性”负载时可使用三相变二相变压器。
J：对于已埋在路面融化冰雪“U”形电流集肤效应加热元件，其在上面要安装“冰雪传惑器”，把冰雪的信号传给冰雪控制装置实行自动控制，一旦下雪在路面结成冰雪给交通造成不便影响，该装置会自动发出冰雪信号自动启动加热融化路面上的冰雪，并在融化冰雪后自动停止加热。
M：“U”形电流集肤效应加热电气开关要具备电源的启、停、过载保护、短路保护、温控、时控、报警自动/手动转换等功能。
N：“U”形电流集肤效应加热元件的高铁磁性钢管长期工作埋在路面下接触士壤、钢筋混凝土或沥青，交变电源的使用对高铁磁性钢管的材质有一定腐蚀损失(约不超过2％/年)，对于海洋地区或使用时间较长的地区更为影响明显，应安装“阴极保护”。
本发明的有益效果：
①“U”形电流集肤效应加热元件是由高铁磁性钢管制成，机械强度高，即使混凝土或沥青辅面产生裂纹也不会断线，使用为永久性；
②构造简单，万一断线无需破坏混凝土，只需更换高温电线即可，维修十分容易；
③辅设面积再大，也只需一处供电点，不影响三相电源平衡；
④电气开关和温度控制装置额定电压“通”、“断”方式或改变输出工作电压即可任意调整温度；
⑤可以在“U”形电流集肤效应加热元件表面焊接，连接固定、接地保护和阴极保护施工安装方便，工作量小；
⑥“U”形电流集肤效应加热元件无沦长短都能均匀加热；
⑦融化冰雪时间短，自动化高；
⑧“U”形电流集肤效应加热元件不需电绝缘，安全、可靠、使用寿命极长、经济。
上述本发明方案解决了相关技术问题，产生了可清除因路面冰雪冰冻造成交通困扰的有益效果，并找到了相对目前效率高、人工少、时间短的最理想方法。
附图说明
图1路面冰雪融化电流集肤效应加热系统的示意图。
图2“U”形电流集肤效应加热元件原理图(编号为21)。
图3高温电线结构截面示意图(编号为14)。
图4高温电线待穿过“U”型穿线部件的分解示意图。
图5高温电线已穿“U”型穿线部件中安装的示意图。
图6电源接线盒安装示意图。
图7高铁磁性钢管之间连接示意图。
图8尾端接线盒安装示意图。
图9道路截面冰雪融化解冻对比效果图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步的描述：
图1为路面冰雪融化电流集肤效应加热系统的示意图，根据图1所示，本发明包括交流电源(1)、输入电缆(2)、电气开关(3)、三相变压器(4)、三相平衡器(5)、冰雪控制装置(6)、电源接线盒(7)、高铁磁性钢管(8)、过渡连接管(9)、“U”型弯管穿线部件(10)、地块(11)、冰雪融化传惑器(12)、尾端接线盒(13)组成。其中交流电源(1)通常为工频电源，当“U”形电流集肤效应加热元件(21，参见图2)功率较大或要求提高工作电压且是一个负载时，可使用三相变一变压器(4)，并配合三相平衡器(5)，以不影响电网平衡。如是二个相同负载时可使用三相变二相变压器。电气开关(3)用于电源的启、停、过载短路保护。冰雪控制装置(6)和冰雪融化传惑器(12)用于把冰雪的信号传给冰雪控制装置实行自动控制，一旦下雪在路面结成冰雪给交通造成不便影响，该装置会自动发出冰雪信号自动启动加热融化路面上的冰雪，并其融化冰雪变水后自动停止加热。电源接线盒(7)用于冰雪控制装置(6)输出的工作电压驱动“U”形电流集肤效应加热元件(21)的连接。尾端接线盒(13)用于高温导线线芯(19，参见图3)与高铁磁性钢管(8)的电气连接的安全保护。
图2为“U”形电流集肤效应加热元件原理图(21)，在其高铁磁性钢管(8、15)中穿一根高温导线(14)，其尾端发热线芯(19)与特制高铁磁性钢管(8)尾端连接点(22)相连接，它们在首端分别与工频电源的相线和零线形成串联电路，交流电流方向是从相线L出发，通过高铁磁性钢管(8)内孔中穿有的高温电线(14)的首端、高温电线(14)、经过尾端连接点(22)、再反向返回沿高铁磁性钢管(8)的尾端内壁、高铁磁性钢管(15)内壁、高铁磁性钢管(8)内壁的首端、最后返回到电源零线N，形成电气串联电路。即由“U”形电流集肤发热元件(21)。由于高铁磁性钢管(8、15)中高温电线(14)组成的串联电气回路的交流电阻明显比直流电阻要大，且交流电流的通道是沿其截面的内璧向外璧指数衰减变化，而直流电流为其均匀分布，因此发热原理由三个方面产生热量：①当工频电流在高温电线(14)发热线芯(19)电阻上就产生焦耳热；②通过特制高铁磁性钢管(8、15)内的电阻上产生的焦耳热，其电流通道途经受到集肤效应和邻近效应的影响，其电流强度是由内壁向外壁指数变化，最后降到忽略一定电流强度对人的接触就不会产生危险；③由于高温电线(14)中的交流电流引起在特制高铁磁性钢管(8、15)中的磁通量诱发电动势，涡电流在其璧中的电阻产生的焦耳热，及其克服磁畴磨擦的热量。因此这种加热发热原理效率很高，可以连接成由许多个“U”形电流集肤发热元件(21)按确定的地块面积设计宽度和长度要求往复来回纵或横方向制成的“U”电流集肤效应加热元件(21)。
图3为高温电线结构截面示意图(14)，根据图3所示，高温电线(14)由发热芯(19)、绝缘层(18)和耐磨防静电护套(17)构成，发热线芯(19)的材质为镀锡铜绞线或镀镍铜绞线，其最高工作温度分别为200℃或260℃，镀锡铜绞线或镀镍铜绞线按一定要求制成“绳状”。绝缘层(18)的材质为氟塑料或高温绝缘聚烯烃，其最高工作温度分别为260℃、200℃或125℃。耐磨防静电护套(17)的材质为复合型耐磨防静电氟塑料或复合型耐磨防静电聚烯烃，其“防静电”外表电阻不小于10(8～9)Ω。绝缘层(18)和耐磨防静电护套(17)依次包覆在发热线芯(19)上面，制成高温电线(14)。
图4为高温电线(14)待穿过“U”形弯管部件分解示意图，“U”形弯管穿线部件(10)是由直形高铁磁性钢管(8)、“U”形高铁磁性钢管(15)、正牙螺纹接头(25)、反牙螺纹接头(27)、正反牙螺纹连接子(26)构成。其中正牙螺纹接头(25)通过焊缝(24)与“U”形高铁磁性钢管(15)焊接；反牙螺纹接头(27)通过焊缝(24)与直形高铁磁性钢管(8)焊接。高温电线(14)从高铁磁性钢管(8、15)及穿过“U”形弯管穿线部件(10)，统一穿好高温电线(14)后再把各个许多“U”形往复来回特制高铁磁性钢管(8、15)成整体连接成“U”形电流集肤效应加热元件(21)，解决了在高铁磁性钢管(8、15)中要高温电线(14)穿通过几十个到几百个安装施工工作量较大的问题。
图5为高温电线已穿“U”形穿线部件中安装的示意图，根据图5所示，它说明高温电线(14)可以方便地顺利穿过“U”形弯管穿线部件(10)，其结构更换高温电线(14)维修十分容易，同样穿过许多“U”形弯管穿线部件(10)完成“U”形电流集肤发热元件(21)施工。由于高温电线(14)在高铁磁性钢管(8、15)中有空隙(16)，当交流高压、“U”形电流集肤发热元件(21)较长、“通”和“断”频繁工作时，护套上会大量积累静电，因出现强烈电晕而冲击危害击穿高温电线(14)的绝缘层(18)，因此利用耐磨防静电护套(17)的外表面电阻值不小于10(8～9)Ω，使其减小而缓冲或引导其“静电”到大地，保护绝缘层(18)。
图6为电源接线盒安装示意图，用于冰雪控制装置(6)输出的交流电压与“U”形电流集肤效应加热元件(21)的连接，其相线L通过接线端子(22)与高温电线(14)的发热芯(19)连接；零线N直接与第一根高铁磁性钢管(8)的首端内璧上端口，外表面接上“接地保护(20)”。
图7高铁磁性钢管之间连接示意图，过渡连接管(9)用于二根高铁磁性钢管(8)的连接，其的内径套在之间接线二根高铁磁性钢管(8)端口的外径上面并两端通过焊缝(24)连接。
图8为尾端接线盒安装示意图，用于高温导线(14)与高铁磁性钢管(8)的电气连接及安全保护，其外表面接上“接地保护(20)”。
图9为道路截面冰雪融化解冻对比效果图，，根据图9所示直观看出，在路面几寸(2″～8″)以下埋入安装连接成许多个“U”形的集肤效应电加热元件，与传统机械、物理、化学、感应线圈方法存在效率低、费人工、时间多、局限性、灵活性、临时性、永久性、结构相对复杂，成本高，工程安装施工麻烦、维修困难差等缺陷，结构简单，施工方便，可靠性好，效率高，成本低等优点。
实施例：一北方冬天多下雪地区经常下雪(31)需要建设飞机场，其跑道(30)为了不影响航班飞机起飞和下落，按建设其跑道(30)约216000m2，设计确定跑道长度3600km×宽度60m，预先设计好“电流集肤效应加热方法及系统”，按飞机(25)型号平均每平方米15T载荷的钢筋混凝土(32)，跑道(30)上的要求2h熔化冰雪(31)时间解冻。根据热力计算及实验确定“U”形电流集肤效应加热元件(21)每米发热功率发热量为60w/m。每平方米发热量180W/M，可以满足该飞机场跑道(30)熔化冰雪(31)要求。现共分80个小面积地块(11)设汁加热，每个小面积地块(11)为2700m2，其“U”形的电流集肤效应电加热元件(21)长度为8100m/2700m2，其每个小面积地块(11)发热功率为4860kw/2700m2，共设40个工频交流电源(1)，每个电源点为双向两个小面积地块(11)供电，容量1100kva，工作电压为4300v，每隔30m设一个工频交流电源(1)。输入电缆(2)、电气开关(3)三相变二相变压器(4)、冰雪控制装置(6)、电源接线盒(7)、高铁磁性钢管(8)、过渡连接管(9)、高温电线(14)、“U”形电流集肤效应加热元件(21)、过渡连接管(9)、“U”形弯管穿线部件(10)、冰雪融化传惑器(12)、尾端接线盒(13)均按小面积地块(11)相应参数设计。‘电气开关(3)用于电源的启、停、过载短路保护。冰雪控制装置(6)和冰雪融化传惑器(12)用于把冰雪的信号传给冰雪控制装置实行自动控制，一旦下雪(31)在路面(30)结成冰雪(31)给交通造成不便影响，该装置会自动发出冰雪信号自动启动加热融化路面上的冰雪，并其融化冰雪(31)变水后自动停止加热。电源接线盒(7)用于冰雪控制装置(6)输出的工作电压驱动“U”形电流集肤效应加热元件(21)的连接。过渡连接管(9)用于二根高铁磁性钢管(8)的连接，其的内径套在之间接线二根高铁磁性钢管(8)端口的外径上面并两端通过焊缝(24)连接。“U”形弯管穿线部件(10)用于解决了在高铁磁性钢管(8、15)中要高温电线(14)穿通过几十个到几百个安装施工工作量较大的问题。尾端接线盒(13)用于高温电线线芯(19)与高铁磁性钢管(8)的电气连接的安全保护。
在地基施工后其上面铺好钢筋网，按设计好的单位发热量及安装位置，排列好埋入高铁磁性钢管(8、15)，并与的钢筋网焊接固定及接地保护(20)、预先埋入阴极保护(33)。其中正牙螺纹接头(25)通过焊缝(24)与“U”形高铁磁性钢管(15)焊接；反牙螺纹接头(27)通过焊缝(24)与直形高铁磁性钢管(8)焊接好。按程序把高温电线(14)穿入于高铁磁性钢管(8、15)内孔中，穿过所有“U”形弯管穿线部件(10)，，拧紧正反牙螺纹连接子(26)，形成“U”形成整体，经调试成功后即完成了“U”形电流集肤效应加热元件(14)，最后埋入或覆盖钢筋混凝土(32)，接上交流电源(1)和电气开关，投入使用电流集肤效应加热系统。
对于人们(28)的活动、汽车(29)运行一样受到冰雪交通影响，都可以采用“电流集肤效应加热方法及系统”。以上结合附图作出的实施例，仅为便于理解和说明本发明，而并非是对本发明的限制和限定。有关领域的普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以出多种变型和变化。本发明的保护范围由各权利要求限定的，包括落入各权利要求范围的各种变型和变化，以及它们的等同物。
Claims (9)
1.一种路面冰雪融化电流集肤效应加热系统，包括交流电源(1)、输入电缆(2)、电气开关(3)、三相变压器(4)、三相平衡器(5)、冰雪控制装置(6)、电源接线盒(7)、直形高铁磁性钢管(8)、过渡连接管(9)、冰雪融化传感器(12)、尾端接线盒(13)、“U”形电流集肤效应加热元件(21)、高温电线(14)、“U”形高铁磁性钢管(15)、接地保护(20)、焊缝(24)、正牙螺纹接头(25)、正反牙螺纹连接子(26)、反牙螺纹接头(27)、阴极保护(33)，其中交流电源(1)、输入电缆(2)、电气开关(3)用于电源对驱动许多个“U”形连接成的“U”形电流集肤效应加热元件的启、停及过载保护、短路保护，冰雪控制装置(6)和冰雪融化传感器(12)用于把冰雪的信号传给电气装置实行自动控制，一旦下雪在路面(30)结成冰雪给交通造成不便影响，该装置会自动发出冰雪信号自动启动加热融化路面上的冰雪，并其融化冰雪变水后自动停止加热；电源接线盒(7)用于冰雪控制装置(6)输出的工作电压与“U”形电流集肤效应加热元件(21)的连接；高温电线(14)由发热芯(19)、绝缘层(18)和耐磨防静电护套(17)构成，绝缘层(18)和耐磨防静电护套(17)依次包覆在发热芯(19)上面，制成高温电线(14)；过渡连接管(9)用于多根直形高铁磁性钢管(8)之间的连接；高温电线(14)和直型高铁磁性钢管(8)、“U”形高铁磁性钢管(15)形成电气串联电路作为“U”形电流集肤效应加热元件(21)；“U”型弯管穿线部件(10)是由直形高铁磁性钢管(8)、“U”形高铁磁性钢管(15)、正牙螺纹接头(25)、反牙螺纹接头(27)、正反牙螺纹连接子(26)构成，便于穿线统一穿好高温电线(14)后再把多个“U”形往复来回制成整体连接成”U”形电流集肤效应加热元件(21)，解决了产品安装施工工作量较大的问题；尾端接线盒(13)用于高温电线(14)与直形高铁磁性钢管(8)或“U”形高铁磁性钢管(15)的电气连接的安全保护，其特征在于：
“U”形电流集肤效应加热元件(21)是由许多个直形高铁磁性钢管(8)、“U”形高铁磁性钢管(15)和高温电线(14)组成，其尾端发热芯(19)与直形高铁磁性钢管(8)尾端接线盒(13)的内壁相连接，它们在首端分别与交流电源(1)的相线L和零线N形成串联电路，交流电流方向是由交流电源(1) 的相线L通过高温电线(14)的首端、高温电线(14)尾端和直形高铁磁性钢管(8)尾端的连接点(22)、直形高铁磁性钢管(8)的内壁、最后返回到电源零线N，其发热原理为①交流电流在高温电线(14)的发热芯(19)电阻上产生焦耳热、②直形高铁磁性钢管(8)内的交流电阻上产生的焦耳热，其交流电流受到集肤效应和邻近效应的影响沿直形高铁磁性钢管(8)的内壁流通并向外壁逐渐衰减变化，最后降到忽略一定电流强度对人(28)的接触就不会产生危险、③高温电线(14)中的交流电流对直形高铁磁性钢管(8)中的磁通量诱发电动势，涡电流在其壁中的电阻产生焦耳热，及其克服磁畴磨擦的热量。
2.根据权利要求1所述的路面冰雪融化电流集肤效应加热系统，其特征在于：按确定宽度和长度的地块(11)面积要求设计由许多个连接“U”形往复来回纵或横方向制成的“U”形电流集肤效应加热元件(21)。
3.根据权利要求1所述的路面冰雪融化电流集肤效应加热系统，其特征在于：耐磨防静电护套(17)外表电阻不小于108Ω。
4.根据权利要求1所述的路面冰雪融化电流集肤效应加热系统，其特征在于：把“U”型弯管穿线部件(10)各个直型高铁磁性钢管(8)和“U”型高铁磁性钢管(15)分离，并两者两端制成“正、反牙螺纹配合”，其中正牙螺纹接头(25)通过焊缝(24)与“U”形高铁磁性钢管(15)焊接；反牙螺纹接头(27)通过焊缝(24)与直形高铁磁性钢管(8)焊接，高温电线(14)从“U”型弯管穿线部件(10)内穿过，统一穿好高温电线(14)后再把多个“U”形连接成“U“形电流集肤效应加热元件(21)，解决了产品安装施工工作量较大的问题。
5.根据权利要求1所述的路面冰雪融化电流集肤效应加热系统，其特征在于：电气开关(3)，具有电源的启、停、过载保护、短路保护、温控、时控、报警、自动、手动功能。
6.根据权利要求1所述的路面冰雪融化电流集肤效应加热系统，其特征在于：对于已埋在路面融化冰雪“U”形电流集肤效应加热元件，其在上面要安装“冰雪传感器”，把冰雪的信号传给冰雪控制装置实行自动控制，温度控制装置(6)和冰雪融化传感器(12)用于把冰雪的信号传给电气装置实行自动控制，一旦下雪在路面(30)结成冰雪给交通造成不便影响，该装置会自动发出冰雪信号自动启动加热融化路面上的冰雪，并其融化冰雪变水后自动停止加热。
7.根据权利要求1所述的路面冰雪融化电流集肤效应加热系统，其特征在于：当“U”形电流集肤效应加热元件(21)功率较大或要求提高工作电压且是一个“阻性”负载时，可使用三相变压器(4)，并配合三相平衡器(5)，以不影响工频电网平衡；如是二个相同“阻性”负载时可使用三相变二相变压器。
8.根据权利要求1所述的路面冰雪融化电流集肤效应加热系统，其特征在于：“U”形电流集肤效应加热元件(21)长期工作埋在路面下接触土壤、钢筋混凝土或沥青，交变电源的使用对“U”形电流集肤效应加热元件(21)的材质有一定腐蚀损失，对于海洋地区或使用时间较长的地区影响更为明显，应安装“阴极保护”。
9.根据权利要求1所述的路面冰雪融化电流集肤效应加热系统，其特征在于：埋在混凝土或沥青路面以下“U”形电流集肤效应加热元件的高铁磁性钢管的内、外表面防腐材料层的工作温度应大于200℃，并有与硅酸盐或沥青的化学适合性。
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