開關設備的設計需要均衡考慮各個因素,我們不能因為要滿足IP44防護等級,就把所有孔都堵掉,這是不經(jīng)濟的。如果一臺開關柜沒有任何通風設計,相當于封閉箱體,那么一臺1000mm寬的完全密封的中置柜,2000A電流的電流也會造成溫升超標,即使采用非常大的銅排截面積,更不要說2500/3150A了。
IP44開關柜2000A KEMA型式試驗試驗溫升超標,雖然下部設計有通風孔,但頂部有泄壓緩沖隔室,熱空氣無法直接散發(fā)到外部,不得已斷路器手車下部增加風機,采用風機直接對著觸頭局部冷卻的方式降低溫升,達到標準要求。一臺1000mm寬1500mm深2200mm高開關柜,通過柜體外表面散熱,使柜內溫度不超標的發(fā)熱功率是600W,發(fā)熱功率等于電流的平方和電阻的乘積。
600/3/2000/2000=0.00005歐姆,即50微歐,斷路器和上下梅花觸頭的電阻是20微歐,剩下30微歐是母線的電阻。銅在20度時的直流電阻率是1.72e-8,一臺開關柜每相母線長度平均6米,那么母線的截面積計算 6*0.0175/30=0.0035 m2=3500mm2,一般通風柜體2000A采用2根80*10mm銅排,截面積是80*10*2=1600mm2,也就是說不通風柜體需要采用4根甚至5根80*10的銅排才能滿足要求。
實際上光增加銅排也不一定起作用,觸頭的溫升如果沒有有效的空氣流動,外部冷空氣進入,氣流向上出柜體帶著熱量,減少銅排發(fā)熱也是于事無補的,因此有些IP44 2000A開關柜設計就采用風機強制冷卻才能滿足溫升要求。也不能因為要滿足內部電弧故障,避免一個隔室發(fā)生短路甚至內部電弧故障,就設置很多隔室或者把隔室間的孔都取消,同樣隔室會阻止氣流影響溫升。即使增大銅排也沒法滿足溫升要求的。環(huán)氧樹脂觸頭盒,由于考慮壁厚和爬距等問題,因此觸頭盒內徑比較小,氣流進出都比較費勁,帶出來的熱量很少,國外開關設備普遍采用DMC壓制觸頭盒,壁薄,無傘裙,觸頭盒空間大,氣流比較順暢。還有靜觸頭與分支母線的連接在觸頭盒外部,使發(fā)熱點在外部空氣中,有利于散熱。
根據(jù)運行維護方式設置隔室,需要帶電維護的功能單元,需要把帶電部位隔離,這是必須的。而通風也是必須的,不但要有進風,還要有出風,進風口采用百葉窗,對于短路電流31.5kA及以下的內部電弧,壓力向下釋放,不會點燃指示器,對于40kA及以上,則有可能電弧沖到底部反彈引燃試驗指示器。因此動態(tài)快速封閉蓋板需要采用,以阻止電弧從下部柜門釋放出來。
因此頂部泄壓緩沖隔室不建議是封閉的,封閉的無法釋放正常運行的熱空氣,無法冷熱空氣循環(huán)。
來源:會說電氣