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关于开关柜的电流

发布日期:2023-04-21 作者:法腾电力 点击:

关于中压柜的电流,电力说白了,和自来水一样,需要通过一定的管道传输,电力需要通过导电介质传输,开关柜内部的母线就是这样的传输部件,按照标准定义,母线是低电阻的导体,起到传输电流的作用。导体有电阻,这是大家都知道的,即使是高温超导,也并不是一点电阻都没有,电流可以一泻千里,为克服阻力,电就要加大功率,如同人们骑车跑步都需要消耗体力,以克服前行的阻力,因此有著名的欧姆定律,即电压等于电流和电阻的乘积,还有焦耳定律,克服电阻的功率等于电流的平方和电阻的乘积,这个功率就转换为热量,开关柜内部的导体、开关都会发热,电流越大发热越大。


开关柜的电流传输能力以前标准叫做开关柜的额定电流,现在叫做开关柜的连续工作电流和IEEE开关柜的标准交付一致,这个叫法更加科学、准确,即开关柜母线连续工作电流,在这个电流下一直持续工作,导体的发热是开关柜可以承受的电流。


这包括很多因素,首当其冲的是绝缘件的可以承受的温度,绝缘材料都有一定的耐热温度,超过这个温度,就会变软,无法承受短路电流的应力,甚至无法承受导体重量等功能要求,因此绝缘材料的耐热等级是衡量连续工作电流的重要指标,绝缘材料耐热每升高一度,电流可以提高5%,也就是说,原来绝缘材料耐受105度时,40度环境温度下连续运行电流是1250A,而如果材料耐热是150度,则电流可以达到1650A,传导容量大量提高。

其次,决定连续工作电流的还有使用环境温度,如果环境温度很低,则按照上面的计算,即环境温度是-5度,那同样可以在绝缘材料耐热等级105度不变的情况下,电流从1250A提升到1650A。


再次,即使绝缘材料耐热等级可以达到150度,电流2000A发热功率达2000W,开关柜的金属壳体热交换能力有限,当内部温度过高时必然通过辐射、对流等形式传递到柜体外表面,如盖板、门板等人员可能触及的表面温度超过45℃时,皮肤会产生热甚至烫的感觉;温度达到47℃时,有烫伤痛感;温度大于50℃时就会烫伤形成水疱;如果60℃接触人体皮肤一分钟,就会造成Ⅲ度烫伤。因此过高温度人员无法操作开关设备,造成人身伤害,甚至无法接近开关设备。


温度过高对于开关柜内部的元器件都会有影响,对于二次设备等影响大,加速老化,减少开关柜使用寿命。因此连续运行电流必须在合理的范围,过低造成资源浪费,过高影响使用寿命。需要平衡点,因此连续运行电流造成的发热接近现行标准温升的上限是理想的电流值。当然这需要实事求是,实打实的通过长期温升试验验证。电阻有导体自身的电阻、固定连接产生的电阻、动连接产生的电阻等,长期运行后搭接面、动连接造成的氧化、污秽都会造成电阻增加。


长期运行电流引起的温度升高还不止电阻,还有交流电引起的导体间的电磁影响,即邻近效应、集肤效应,造成的交流电阻远高于直流电阻,这与导体的形状、导体的布置息息相关。还有导体流过电流产生的电磁影响对导磁材料的涡流效应,接近于导体的钢板会发热,三相导体穿过导磁材料引起的发热,连接螺栓的发热等等都是电磁场引起导磁材料内部电子高速运动即涡流产生的,对于大电流母线来说,引起的发热是巨大的,必须采用非导磁材料、切断磁力线等措施解决,涡流还会造成振动、噪声等等影响,长期运行会造成连接松动等危害。


来源:会说电气

本文网址:http://www.shfateng.com/news/1682044722.html

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