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聊聊開關柜溫升計算

2024/4/29 0:18:02 人評論 次瀏覽 分類:電工基礎  文章地址:http://m.wxmqjy.com/tech/5540.html

配電箱或其它箱式結構的內部發熱,有很多簡單的計算方法,如IEC60890標準就是根據箱體內部設備發熱,柜殼表面散熱、通風孔氣流以及輻射等情況計算出箱體內部不同高度的氣體溫度,以判斷開關設備溫升是否超標。

威圖等機柜公司也有計算軟件,輸入相關參數就可以得出內部溫升情況。


根據EN50298和IEC60890,對于常見的電氣應用,通常可以接受50K的溫升。如果上升超過50K,則應安裝報警器外殼或通風裝置。


開關柜體積越大或IP防護等級越高,溫升越大。外殼內的絕對溫度(以°C為單位)是環境溫度(以℃為單位)和溫升(以K為單位)的總和。根據標準,絕對溫度最高為80°C。根據外殼尺寸的不同,安裝在外殼內部的電氣部件的功率損耗引起的溫度也會有所不同。


如何使用矩陣

首先根據外殼的位置和尺寸選擇合適的矩陣。

其次,計算安裝的所有電氣部件和母線的有效功率損耗,單位為瓦特(左列)。將總有效功率損耗增加10-20%,以補償較小的布線和連接器。


第三,在矩陣中讀取由于熱功率耗散而預期的溫度上升。


下表概述了幾種外殼類型的散熱值。取決于它們的安裝方式。外殼頂部和中間位置的溫升總是給定的。

開關柜溫升

如單獨放置,防護等級IP55,不同外殼尺寸,箱體高度中部、頂部的溫升(K),如柜內發熱量500W,對于500×650×2000mm柜體,高度中間溫升為25K,頂部空氣溫度為37K,對于700×900×2000mm柜體,溫升則為19K和27K。


開關柜的溫升,一般來說,對于開關柜的溫升,通常通過計算發熱量,通過CFD等軟件模擬氣流運動,熱量分布情況,從而得出母線的模擬溫升,不同節點有不同發熱量,周邊氣流情況也不同,因此情況比較復雜。


開關柜核心元件的發熱量較大,如斷路器隔室,斷路器內部滅弧室動靜觸頭、支撐座與滅弧室,支撐座與觸臂,下部軟連接到端頭,端頭到觸臂,整個回路動靜連接、固定連接很多,采用固封極柱,熱量更是高度集中,難以釋放。


不論是低壓柜還是中壓柜,開關柜溫升試驗最難以通過的點就是觸頭部分或其連接,如低壓柜與斷路器/塑殼開關等的連接排,插頭等部位,溫升難以滿足標準要求。


實際應用中,開關柜出現故障的點也多數是這些連接點燒毀。因此在總體上參照IEC60890標準估算開關柜柜體可以釋放的總功率,細節還需要根據節點發熱及周邊散熱情況,就地降低高溫點溫升,實現平衡。


根據節點發熱,連接點截面積、數量計算電阻及發熱功率,同時根據散熱周長、布置情況對節點散熱計算,根據發熱散熱平衡,實時計算溫升。

作者:滄海笑

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