眾所周知,開關(guān)柜的溫升是開關(guān)柜內(nèi)部銅排連接以及關(guān)鍵點在長期通流工作電流的最高溫升,即最高溫度-環(huán)境溫度,以開爾文K表示,1開氏度(K) = -272.15攝氏度(℃),2開氏度(K) = -271.15攝氏度(℃),實際上和攝氏度的單位數(shù)量等級是一樣的,只是相對基準不一樣,因此用K作為相對溫升的計量單位。
開關(guān)柜的溫升環(huán)境基準溫度是40度,允許溫升70K,則最高溫度是110攝氏度。
開關(guān)柜內(nèi)部溫度最高點主要是斷路器、熔斷器等發(fā)熱大,且位置相對集中,區(qū)域有限的空間,斷路器由于有一次接插觸頭、一次連接還有分合的主觸頭,這些連接電阻比較大,溫升較高,而且集中在密閉空間,因此熱量難以散發(fā)。開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)決定了這一抽出式斷路器的位置,而低壓框架斷路器的溫升試驗是在開放的空氣環(huán)境中進行的,且斷路器廠和成套廠往往互不相干,因此很少有斷路器廠家會為開關(guān)柜考慮,認為那是柜子設(shè)計的事。
下圖為6300A框架斷路器的溫度降容圖,可以看出MT63斷路器在70度環(huán)境溫度時是5800A,Emax斷路器是5600A,控制好銅排設(shè)計,可以實現(xiàn)較大電流;而國產(chǎn)斷路器一般到70度時僅有4600A,降容巨大,因此開關(guān)柜無法實現(xiàn)6300A,不得不加風(fēng)機實現(xiàn)。
因此框架斷路器的連接排需要大一些的銅排規(guī)格,如6300A水平母線可以是6000mm平方截面積,而與斷路器端頭連接排則需要8000mm平方截面積。
國外廠家針對斷路器觸頭溫升高,難以散發(fā)有獨特專利設(shè)計來降低溫升,使用通道化的氣流有助于帶走熱量,增強散熱,單獨隔間對相間距離沒有影響,且通道采用有助于電弧熄滅的絕緣材料組成:
開關(guān)柜的銅排設(shè)計,也需要考慮這一點,因此銅排直接與斷路器端頭連接,水平布置,連接后直接向上則不是好的設(shè)計。好的設(shè)計應(yīng)該是垂直布置母線先向后引申,再垂直向上,這樣發(fā)熱可以通過這一引申排散熱,熱量向后傳導(dǎo),保證熱量分布均勻。
不好的設(shè)計,端頭連接排緊貼斷路器端頭 ,間隙小,熱量無法帶出。
好的設(shè)計,端頭連接排引申到柜后,斷路器發(fā)熱可以帶出,垂直排和連接在柜后,發(fā)熱均勻,散熱有效。
同樣對于中置柜一樣,有些設(shè)計為節(jié)省銅排,電流互感器吊裝在母線室下部,銅排觸頭盒出來直接與電流互感器相連,這樣觸頭盒內(nèi)部的熱量很難帶出來,而電流互感器后部布置,通過一段銅排連接觸頭盒和電流互感器,這段銅排可以起到將熱量傳導(dǎo)出來,對于整體溫升有好處,特別是大電流開關(guān)柜。
熔斷器的溫升也是十分大的,特別是環(huán)網(wǎng)柜熔絲筒,12kV電流最大125A,電流不大,因此熔絲卡座、導(dǎo)體截面積設(shè)計都比較小,因此熱量無法帶出,長期運行造成安全隱患,因此好的做法是設(shè)計較大的卡座,即保證連接可靠,又可以把熔絲的發(fā)熱帶出來。
有些時候,為了減少銅排長度,反而造成溫升困難,不得不增加銅排數(shù)量,或斷路器增加散熱器,成本增加更多。
來源:網(wǎng)絡(luò)