開關(guān)柜套管渦流加熱溶液
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介紹
目前,大部分高壓開關(guān)柜采用金屬安裝式開關(guān)柜具有密封性能好、運(yùn)行可靠性高的優(yōu)點(diǎn),但在運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)熱,特別是大容量開關(guān)柜穿墻套管周圍的金屬材料尤為明顯。韶鋼一臺(tái)額定電流為4000安的發(fā)電機(jī)以0+的高速投入運(yùn)行后,柜頂穿墻套管周圍熱量嚴(yán)重(開關(guān)柜裝有冷卻風(fēng)扇),柜體振動(dòng)大,柜內(nèi)有高頻振動(dòng)聲。
1發(fā)熱原因搜索
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查正在進(jìn)行中開關(guān)柜,發(fā)現(xiàn)以下情況。
(1)當(dāng)室溫為15℃時(shí),頂壁套管金屬板的溫度高達(dá)60℃。該開關(guān)柜額定電流為4000安,而工作電流僅為2000安,因此溫度異常高。另外,柜內(nèi)母線和柜頂外殼出口母線的溫度均低于30℃,表明熱點(diǎn)不是銅母線,而是柜頂外殼的金屬頂板。
(2)抽風(fēng)機(jī)關(guān)閉后,箱體的聲音強(qiáng)度不會(huì)降低。按下頂板,噪音將降低,表明振動(dòng)不是由排氣扇引起的,而是由頂板對(duì)框架的沖擊引起的。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分析,套管周圍鋼板的發(fā)熱是由負(fù)載電流通過(guò)穿墻套管時(shí)產(chǎn)生的渦流引起的。機(jī)柜頂板的振動(dòng)是由機(jī)柜頂板的強(qiáng)度不足和電磁力對(duì)框架的沖擊造成的。
負(fù)載電流在穿墻套管鋼板中產(chǎn)生交變磁場(chǎng),進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電壓。由于鋼板的小阻力,在鋼板中產(chǎn)生大的循環(huán)以產(chǎn)生熱量。當(dāng)負(fù)載電流大于1000安時(shí),發(fā)熱非常明顯。雖然開關(guān)柜制造商已采取措施防止產(chǎn)生渦流,如在機(jī)柜頂部開槽穿墻套管和安裝鋁板,但機(jī)柜頂部由金屬材料制成,間隙只有5毫米,鋼板仍會(huì)產(chǎn)生渦流而產(chǎn)生熱量,因此效果很小。
2解決方案
經(jīng)過(guò)分析,確定以下技術(shù)措施解決穿墻套管發(fā)熱問(wèn)題。
(1)使用環(huán)氧絕緣板的非導(dǎo)磁率。拆除機(jī)柜頂板上的所有鋼板,用環(huán)氧絕緣板替換(拼接2塊,共4塊)。環(huán)氧絕緣板由非金屬材料制成,完全無(wú)磁性,運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生渦流。
(2)利用環(huán)氧絕緣板的堅(jiān)固性。為了加強(qiáng)機(jī)柜頂板的強(qiáng)度,選用厚度為10毫米的環(huán)氧絕緣板。環(huán)氧保溫板硬度高,能起到支撐和固定作用。為了減少電磁力對(duì)機(jī)柜頂板振動(dòng)的影響,采用# 5角鋼橫梁將環(huán)氧絕緣板固定在機(jī)柜前后。
(3)根據(jù)原理,減少外殼周圍的熱量。為了減少套管周圍的渦流損耗,根據(jù)原理采取的直接措施是破壞渦流產(chǎn)生磁路,這樣磁路不能直接通過(guò)鋼板閉合,而是通過(guò)周圍空氣形成回路,從而增加回路的磁阻,相應(yīng)地減少渦流,進(jìn)一步減少渦流損耗,自然降低開關(guān)柜的溫度。此外,渦流減小后,機(jī)柜頂板的電磁力也會(huì)減小,機(jī)柜頂板不會(huì)再次撞擊機(jī)柜框架,聲音也會(huì)減小甚至消失。
拆除所有厚度開關(guān)柜的鋼板,用厚度為10毫米的環(huán)氧樹脂絕緣板替換,并根據(jù)原鋼板的孔徑大小開孔。環(huán)氧保溫板用# 5角鋼梁固定,環(huán)氧保溫屋面的制作方法不難。
3效果檢查
頂部修改后開關(guān)柜 1年運(yùn)行,如下所示。
(1)機(jī)柜頂部的工作溫度降低。環(huán)氧保溫板材料的溫度比鋼板材料降低了1/3。當(dāng)開關(guān)柜頂板由鋼板改為環(huán)氧絕緣板時(shí),室溫為15℃,當(dāng)開關(guān)負(fù)載電流達(dá)到2 600A時(shí),開關(guān)柜頂板的溫度僅為40℃。
(2)解決機(jī)柜頂部振動(dòng)問(wèn)題。機(jī)柜頂板上沒(méi)有振動(dòng)聲,開關(guān)柜非常安靜。用環(huán)氧保溫板進(jìn)行改造,不改變開關(guān)柜頂板的功能,還解決了發(fā)熱和振動(dòng)問(wèn)題,改造效果顯著。
結(jié)論
改造后,開關(guān)柜運(yùn)行效果良好。環(huán)氧絕緣板材料可用于變配電行業(yè)的許多場(chǎng)合,具有絕緣性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、無(wú)導(dǎo)磁率等優(yōu)點(diǎn),尤其適用于需要減少渦流的場(chǎng)合,不改變a 開關(guān)柜穿墻套管的功能,解決了發(fā)熱和機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題,具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
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