低压框架断路器的温升是在开放空气环境温度35度测试的持续通电极限温度不超过标准规定的值,并不是在开关柜内部,而开关柜内部由于密闭空间,铜排、元器件等都会发热,造成开关柜内部温度远大于35度。一般框架断路器规定了高温降容,这个降容是断路器的,并不是开关柜工作高温环境下的降容。通过计算开关柜内部断路器安装位置温度,查询样本可以得出断路器降容值,就可以得出开关柜的额定电流。 本文以施耐德电气MTZ3-6300A断路器为例,按照IEC60890计算断路器安装位置温度。
低压框架断路器的温升是在开放空气环境温度35度测试的持续通电极限温度不超过标准规定的值,并不是在开关柜内部,而开关柜内部由于密闭空间,铜排、元器件等都会发热,造成开关柜内部温度远大于35度。一般框架断路器规定了高温降容,这个降容是断路器的,并不是开关柜工作高温环境下的降容。通过计算开关柜内部断路器安装位置温度,查询样本可以得出断路器降容值,就可以得出开关柜的额定电流。
本文以施耐德电气MTZ3-6300A断路器为例,按照IEC60890计算断路器安装位置温度。
MTZ3断路器规定了功率损耗如下:
功率损耗:总功率损耗是在In额定电流,50/60Hz,对应于3极或4极断路器,符合IEC/EN 60947-2和GB/T 14048.2热稳态温度下的测量值。
按照样本介绍,该断路器建议安装在开关柜条件如下
开关柜的宽度1400mm,深度1500mm,高度2300mm,连接铜排规格及安装方式为竖直安装8拼100X10 铜排。一般来说开关柜内部温度在60-70度,假定额定电流5850A。
8拼100X10每相长度10米,5850A下铜排发热功率计算:总电阻35μΩ,铜排总发热功率1210W;
额定电流5850A下断路器功率:抽出式断路器6300 A的发热功率是1200W,在5850A电流下发热功率是 (5850/6300) 2 *1200=1035W;
总计发热功率:1210+1035=2245W;
按照IEC60860标准计算如下
根据计算可知,开关柜内框架断路器附近温升是38k,按照标准环境温度35度,可得出断路器及其母排附近的温度是73摄氏度;
而根据MTZ3H框架断路器的样本资料,框架断路器的降容表如下,在Ti (断路器及其母排周围的温度)等于70度时,MTZ3H1/H2-63的电流降容值是5800A,可以看出这些参数是相互验证,即框架断路器在符合安装条件下,也无法达到6300A额定电流,在开关柜内必须降容。
Ti: 断路器及其母排周围的温度
虽然IEC60890标准规定的适用电流是3150及以下,但对于6300A的计算也基本正确,可以作为设计的参考。
开关柜要想实现更大额定电流
1.框架断路器高温环境下的降容要小,或用更高电流等级断路器,如7500A断路器;
2. 降低开关柜内部的温升
a. 铜排、元器件发热要小,加大截面降低电阻;
b. 铜排功率损耗要小,降低集肤效应、邻近效应、涡流等影响,减少发热;
c. 按照IEC60890的计算,内部温度的计算条件,柜体尺寸,即散热表面积越大,热交换越多,温度降低; 通风孔尺寸大,温度低; 引入强制风冷,加大气流,可以将温度降到很低,甚至低于标准值35度,实现断路器可以低温增容;
d. 避免发热集中,断路器和铜排等发热元件之间保持距离,均匀分布在开关柜内部,且高发热元件靠近开关柜顶部,有利于热量流出,降低断路器安装位置温度。