探討降低中壓成套設備溫升的措施
技術交流
作者：朱國基
摘要：中壓開關是電力係統當中一個非常重要的部分，它和電網能否正常運行有非常大的關係。如果中壓開關設設備出現溫升過高或者絕緣性能差等因素，就容易造成一係列的危險事故。不但會導致停電，甚至還會威脅到人們的生命財產安全。所以，必須對固定式中壓開關設備進行創新設計，從而提高開關設備的性能及質量，解決溫升這個重要的問題。
關鍵詞：溫升過高；固定式中壓開關；創新設計
中圖分類號：TM564 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）05-0061-02
1 為什麼要降低溫升
如果固定式中壓開關設備運行的時間比較長了，那麼就可能會導致載流，甚至會引發一係列的故障。首先是斷路器，斷路器的溫度超過了固定值的時候，就可能導致引線發熱，發生絕緣事故，最後使中壓開關設備被燒毀。對造成故障的因素進行分析，主要是因為中置式開關設備當中的斷路器結構是屬於移開式的，在這種結構當中，接觸不良現象出現的次數會比較多。另外動觸頭偏心，導致斷路器的動、靜觸頭間可能出現比較大的接觸電阻，提高了開關設備的溫度，使得主回路所產生的熱量不容易朝著櫃內散發。所以解決中壓成套設備溫升問題已經刻不容緩。
此外，因為結構的原因，過去的開關設備的散熱性能非常差，不能在一定的時間段內將櫃內的熱量散發出去。所以，在對新的固定式中壓開關設備進行設計的時候必須滿足以下幾點：第一，要使設備觸頭滑動更加可靠；第二，達到自然風冷的目的；第三，加強散熱；第四，減少電阻的發熱；第五，防止渦流的發熱；第六，加強絕緣的設計。
2 降低中壓成套設備溫升的措施
2.1 采用固定式的結構
采用固定式的結構，其目的是為了使開關觸頭滑動連接更加穩定可靠，避免發生故障。因為過去的中置式開關設備很容易發生觸頭接觸不良的現象。在本次設計當中，采用固定式連接的開關設備，可以從根源上解決這個問題。
首先，本次設計采用的是斷路器是具有永磁操作功能的，這樣的操作結構隻有一個運動部件，而且還能夠和真空滅弧室進行連接。它的特殊機械性能也可以和斷路器進行匹配。此外，永磁操作機構和過去的彈簧結構相比較，前者的零件很少。這能夠有效的防止零件連接鬆散的問題，而且也能夠提高開關設備機械係統運行的性能、穩定性。
其次，這次設計為了達到固定式開關設備的性能需要，必須采用科技水平較高的側裝式高壓隔離開關。這種隔離開關的體積很小，但是能夠承載較大的電流而不會產生溫度過度升高問題，所以也杜絕了故障現象
出現。
2.2 對中壓開關設備的長期載流溫升進行分析
在長期載流的時候對溫升進行估算，同時也就是計算開關設備通過額定電流的時候，其自身的溫升值。通過對其進行計算，可以準確的評估設備的載流能力。在進行計算的過程中，可以將輻射和對流作為導體表麵的傳熱方式，關於外殼對內、對外的熱傳導，可以暫時不管。此外，因為這個結構在設計的過程中已經將渦流發熱進行了避免，所以，關於介質損耗以及臨近效應和感應發熱等，應該忽略不計。
如果是設備的發熱比較穩定，那麼導體的熱功率P就應該這樣計算，輻射率PR、空氣對流散熱功率PC以及通風自然對流功率PV得出的和。這被稱為是熱平衡方程，具體應該是這樣的，PR+PC+PV=P。
根據實際情況，該中壓開關設備的外形尺寸應該是這樣的，高為2400毫米，寬為1000毫米，深度為1300毫米。其額定電流應該為3150A，環境溫度為20攝氏度。散熱表麵積為13.56平方米。整個開關設備上下自然通風口的麵積為0.12平方米。采用常用的簡易計算方法，也就是設備內氣體平均溫升法進行計算，最後得出該設備的內溫升小於30K，因此能夠達到溫升的需要。
2.3 製定出開關設備的散熱措施