開(kāi)關(guān)柜的溫升控制,為什么控制溫升,首先是絕緣件的可以承受的溫度,絕緣材料都有一定的耐熱溫度,超過(guò)這個(gè)溫度,就會(huì)變軟,無(wú)法承受短路電流的應(yīng)力,甚至無(wú)法承受導(dǎo)體重量等功能要求,因此絕緣材料的耐熱等級(jí)是衡量連續(xù)工作電流的重要指標(biāo),絕緣材料耐熱每升高一度,電流可以提高5%,也就是說(shuō),原來(lái)絕緣材料耐受105度時(shí),40度環(huán)境溫度下連續(xù)運(yùn)行電流是1250A,而如果材料耐熱是150度,則電流可以達(dá)到1650A,傳導(dǎo)容量大量提高。
其次,決定連續(xù)工作電流的還有使用環(huán)境溫度,如果環(huán)境溫度很低,則按照上面的計(jì)算,即環(huán)境溫度是-5度,那同樣可以在絕緣材料耐熱等級(jí)105度不變的情況下,電流從1250A提升到1650A。
再次,即使絕緣材料耐熱等級(jí)可以達(dá)到150度,電流2000A發(fā)熱功率達(dá)2000W,開(kāi)關(guān)柜的金屬殼體熱交換能力有限,當(dāng)內(nèi)部溫度過(guò)高時(shí)必然通過(guò)輻射、對(duì)流等形式傳遞到柜體外表面,如蓋板、門(mén)板等人員可能觸及的表面溫度超過(guò)45℃時(shí),皮膚會(huì)產(chǎn)生熱甚至燙的感覺(jué);溫度達(dá)到47℃時(shí),有燙傷痛感;溫度大于50℃時(shí)就會(huì)燙傷形成水皰;如果60℃接觸人體皮膚一分鐘,就會(huì)造成Ⅲ度燙傷。因此過(guò)高溫度人員無(wú)法操作開(kāi)關(guān)設(shè)備,造成人身傷害,甚至無(wú)法接近開(kāi)關(guān)設(shè)備。
開(kāi)關(guān)柜的溫升控制,首先是控制發(fā)熱,發(fā)熱功率小了,自然發(fā)熱就少,溫升就低,發(fā)熱功率=電流的平方x電阻,這里說(shuō)的電阻是工作電流流經(jīng)時(shí)的電阻,如溫度達(dá)到70度,交流電阻,那么就要將電阻由標(biāo)準(zhǔn)20度修正到70度電阻,而交流電阻與導(dǎo)體形狀息息相關(guān),不同形狀,不同布置,交流電阻不同,因此采用合適的形狀使交流電阻降低則可以減少熱量產(chǎn)生。
其次就是散熱,如果發(fā)熱已經(jīng)控制到最好,溫升還是超標(biāo),就需要在散熱上想辦法,傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射,傳導(dǎo)熱量由溫度高的點(diǎn)流向溫度低的點(diǎn),而導(dǎo)體無(wú)法之間與柜體等外部溫度低的地方連接,通過(guò)空氣傳導(dǎo)效率低,通過(guò)增加絕緣傳導(dǎo)氣體可以有效降低溫升。如高壓油浸變壓器,通過(guò)油將變壓器鐵芯中巨大的發(fā)熱傳導(dǎo)到散熱器,有效的散熱。
散熱片結(jié)構(gòu)不同,散熱效率也不同,通過(guò)先進(jìn)吹壓一次成型工藝,散熱器散熱面積大幅增加,通過(guò)毛細(xì)設(shè)計(jì),內(nèi)部回路回路效率增加,冷卻效果更加明顯。
我們大電流氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜使用大量散熱器,散熱器僅是將柜體氣箱表面的熱量通過(guò)更多的與冷空氣接觸的伸出面散熱,散熱效率有限,散熱效率和溫度差相關(guān),氣箱表面的溫度與氣體周邊的空氣溫度之間差值并不大,在20度左右,因此熱效率很低。
通過(guò)采用液體自循環(huán)散熱片散熱效率高,熱管原理通過(guò)氣化液化循環(huán),實(shí)現(xiàn)高效散熱。液體散熱器貼敷在氣箱表面,由下到上布置,下部溫度由于不受到氣體高溫影響,下部溫度低,而直接貼于氣箱表面的上部溫度高,這樣上下溫差可達(dá)50度,因此熱效率大為提高,降溫效果明顯,從而將內(nèi)部熱量帶出,從而導(dǎo)體表面溫度降低,實(shí)現(xiàn)高電流高發(fā)熱下的新的熱平衡。
增加傳導(dǎo)途徑,如增加固體絕緣傳導(dǎo),或熱管傳導(dǎo),有條件增加通風(fēng)面積,增加對(duì)流能力; 黑色吸收熱量輻射能力強(qiáng),雖然效果不明顯。
來(lái)源:會(huì)說(shuō)電氣