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载流量

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  • 发布时间:2024-12-21 17:42
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载流量

关于载流量,不是简单计算就可以的,涉及到方方面面的因素,因为母排即是电流的载体,又是热的导体,同时又处于电磁场、热流场之中。

 

直流电,导体母排内部电流均匀分布,电阻一定,发热功率等于电流的平方和电阻的乘积。发热通过传导、对流、辐射三种方式向外部输送,发热功率和对外散热功率相等,也就实现了热平衡,因此通过反向计算,即热平衡的温度是允许的温升,算出发热功率,进而算出电流,即允许的载流量。

 

这是一段母排在特定环境下的载流量,不能把它放在开关柜内部作为载流的依据计算所需要母排的数量。

 

 

交流电情况下就不同了,单根母排磁场导致电流向外表面分布,即趋肤效应。多根母线电磁场驱动电流向远离的部分分布,即邻近效应,因此载流不均衡,电流密度内部小,趋向于外表面大。

 

同时母排又处于导电、导热回路系统中,通过每一个节点的发热、散热情况进行计算,再对一段母线、一个单元进行计算,得出热传导情况。

 

 

如低压开关柜8PT的水平母线采用3根母排,而两台开关柜之间连接的水平母排搭接则只用了2根相同截面的母排连接,普遍认为这一段母排的载流量可能不够,西门子方面声称产品符合温升标准,是通过型式试验的。

 

 

这里就涉及到系统问题,我们不能单纯的说某段母排载流量够不够,这是不科学的。

 

正确的方式是根据每个节点情况分析,均衡使用母排规格,对于发热大的地方,就必须增大母排截面积,以使自身发热减少,通过传导、对流以实现与发热大的导体之间的热平衡。

 

这一点在低压开关柜中应用较为普遍,特别是大电流开关柜,断路器自身以及接插件发热大,这是就必须加大母排规格,而位于柜体顶部的母排,与通风孔较近,远离发热源,因此水平母排规格就可以选小一规格的。

 

这里面有一个问题就是热气流往上面跑,大家可能习惯会在水平母排隔室下部安装有通风孔的隔板,可以上下对流将热量带出柜外,但这时下部的累积热量也会对流到水平母排上,增加水平母排的温升,因此需要合理的设计风道,避免热量往水平母排上叠加。

 

中压开关柜也是如此,触头盒内部动静触头接触电阻大发热高,这时不论是分支母排,还是触臂都有着散热的任务,而断路器极柱发热大,触臂在两个大的发热点中间,就需要额外的截面积以减少自身发热,并尽可能通过增加外表面面积,如采用垂直方向的散热孔来加强降温。

 

说到前面8PT的例子,只要两根水平连接排的截面积满足动热稳定的需要,完全通过两根母排载流的距离很小,也就是电阻不大,这时截面积减小带来的电阻增加引起的发热不是很大,由于搭接面积较大,发热较小,因此热量的平衡可以保证不超过温升限值。

 

这里面需要注意的就是连接排的位置在两台开关柜连接处,需要注意柜体金属隔板引起的涡流,导致连接处铜排温升超标,大电流时需要注意,需要采用非导磁材料,无磁回路封闭,减少涡流影响。

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