开关设备的设计需要均衡考虑各个因素,我们不能因为要满足IP44防护等级,就把所有孔都堵掉,这是不经济的。如果一台开关柜没有任何通风设计,相当于封闭箱体,那么一台1000mm宽的完全密封的中置柜,2000A电流的电流也会造成温升超标,即使采用非常大的铜排截面积,更不要说2500/3150A了。
IP44开关柜2000A KEMA型式试验试验温升超标,虽然下部设计有通风孔,但顶部有泄压缓冲隔室,热空气无法直接散发到外部,不得已断路器手车下部增加风机,采用风机直接对着触头局部冷却的方式降低温升,达到标准要求。一台1000mm宽1500mm深2200mm高开关柜,通过柜体外表面散热,使柜内温度不超标的发热功率是600W,发热功率等于电流的平方和电阻的乘积。
600/3/2000/2000=0.00005欧姆,即50微欧,断路器和上下梅花触头的电阻是20微欧,剩下30微欧是母线的电阻。铜在20度时的直流电阻率是1.72e-8,一台开关柜每相母线长度平均6米,那么母线的截面积计算 6*0.0175/30=0.0035 m2=3500mm2,一般通风柜体2000A采用2根80*10mm铜排,截面积是80*10*2=1600mm2,也就是说不通风柜体需要采用4根甚至5根80*10的铜排才能满足要求。
实际上光增加铜排也不一定起作用,触头的温升如果没有有效的空气流动,外部冷空气进入,气流向上出柜体带着热量,减少铜排发热也是于事无补的,因此有些IP44 2000A开关柜设计就采用风机强制冷却才能满足温升要求。也不能因为要满足内部电弧故障,避免一个隔室发生短路甚至内部电弧故障,就设置很多隔室或者把隔室间的孔都取消,同样隔室会阻止气流影响温升。即使增大铜排也没法满足温升要求的。环氧树脂触头盒,由于考虑壁厚和爬距等问题,因此触头盒内径比较小,气流进出都比较费劲,带出来的热量很少,国外开关设备普遍采用DMC压制触头盒,壁薄,无伞裙,触头盒空间大,气流比较顺畅。还有静触头与分支母线的连接在触头盒外部,使发热点在外部空气中,有利于散热。
根据运行维护方式设置隔室,需要带电维护的功能单元,需要把带电部位隔离,这是必须的。而通风也是必须的,不但要有进风,还要有出风,进风口采用百叶窗,对于短路电流31.5kA及以下的内部电弧,压力向下释放,不会点燃指示器,对于40kA及以上,则有可能电弧冲到底部反弹引燃试验指示器。因此动态快速封闭盖板需要采用,以阻止电弧从下部柜门释放出来。
因此顶部泄压缓冲隔室不建议是封闭的,封闭的无法释放正常运行的热空气,无法冷热空气循环。
来源:会说电气