科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·140·2019年第23期
文章编号:2095-6835(2019)23-0140-02
陈家旺
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dc-hsdpa(厦门华电开关有限公司,福建厦门361000)
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摘要:随着电网的发展和设备技术的提高,开关柜在电网中已大量使用。通过讨论温升的定义,指出了开关柜发热的原因,并分析了如何有效改善开关柜温升的措施。
中图分类号:TM591文献标识码:A DOI:10.15913/jki.kjycx.2019.23.065
1温升的定义
温升是指开关柜中的各个部件高出环境温度。开关柜在通电后产生电流热效应,随着时间的推移,开关柜中各个部件的温度不断上升直至稳定,此时测得开关柜各个部件表面的温度为最终温度,温度的单位 为℃。上升的温度中超过周围空气的温度(环境温度)的这一部分温度称为温升。有些关于温升方面的文章中,经常把温升的单位写成℃,单位用摄氏度(℃)来表示温升是不妥当的,温升的单位应为开氏度(K)。温升用公式表示为:
智能婴儿床θ=T2-T1(1)式(1)中:θ为温升;T1为环境温度,室温不允许超过40℃;T2为开关柜各部件发热状态下的温度。
温升极限值是指不造成开关柜的载流部件和/或相邻部件损坏的最高温升值,与开关柜的载流导体及其包覆绝缘材料、支撑绝缘材料的允许工作温度有关。
2引起开关柜发热的有关因素分析
开关柜温度升高的过程就是各个部件发热的过程。开关柜在正常的工作情况下,由于各种损耗造成各部件的发热,开关柜的损耗主要有电阻损耗、涡流损耗。
2.1电阻损耗
开关柜的载流部件在正常工作情况下,通过不超过额定值的电流,而在电流流过的回路上必然存在着一定的回路电阻,因此在此电阻上会产生损耗,这就是电阻损耗。开关柜的载流部件主要就是各电器元件和导体,这些部件与电源和负载连接在一起,形成了电流回路。回路电阻损耗主要包括:电器元 件本身的电阻损耗,导体的电阻损耗,还有就是所有连接处的接触电阻损耗。
2.2涡流损耗
开关柜的损耗除了以上的各种电阻损耗外,还存在着极易被忽视的涡流损耗。导体在磁场不均匀的环境中移动,自身产生的能量消耗指的是涡流损耗,在自身运动过程中出现的闭合电流称为涡流。对于开关柜来讲,此处的导体指的是有较高磁导率和电导率的铁构件。
开关柜在正常工作时,主回路和各分支回路都会通电流,在每一相回路的周围会存在电磁场。各个回路的走向不同,电流大小不同,在整个开关柜内的电磁场错综复杂。传统的观念认为,把同一回路的三相从同一孔中穿过,总电流几乎为0,就可防止涡流出现。其实不尽然,要看这个孔是怎样的孔,如果是一个钢板上的孔,且回路的电流是与钢板垂直的方向穿过,是可以减小涡流的;但如果回路电流的流向是与钢构件平行的,当钢构件与导电回路距离较近时,仍然会在该钢构件上产生较大的涡流。耐高温防爆玻璃
电磁炒灶2.3改善开关柜温升的措施
开关柜的温度变化基本上受到自身的发热效果和散热速度之间的影响,在进行温度改良和变化的过程中应当从两个方向着手:①减少电阻的损耗;②提升散热效率。
2.3.1减少损耗
根据上述的分析,要减少损耗主要考虑减少电阻损耗和涡流损耗,故可采取以下措施。
2.3.1.1减少电器元件本身的电阻
由于目前多数的开关柜厂家都是组装型工厂,即由采购电器元件、壳体、铜排等流程装配而成,因此,电器元件本身的电阻是开关柜厂家无法控制的。开关柜厂家只能是在电器元件选型时,选用具有一定规模的厂家生产的性能稳定、质量可靠的电器元件,严格控制合格供应商,靠供应商的质量保证体系来保证电器元件的产品质量。
2.3.1.2减小导体电阻
导体选择合适的截面积,既要考虑到经济性,但又不能过小,应满足载流量要求;应当将导体的导电率加以控制,保证T2铜的导电率大于97%IACS;铜排加工时的折弯半径尽可能大,如果折弯半径过小,将造成加工处应力集中,引起电阻增大,同时还可能造成折弯破裂。
2.3.1.3减少涡流损耗
载流导体穿越柜体时,导磁材料应三相共筒,否则应采