開關柜(又稱成套開關或成套配電裝置),它是有斷路器為主的電氣設備,生產(chǎn)廠家根據(jù)電氣一次主接線圖的要求,將有關的低高壓電器(包括控制電器、保護電器、測量電器)及母線、載流導體、絕緣子等裝配在封閉的或敞開的金屬柜體內(nèi),作為電力系統(tǒng)中接收和分配電能的裝置。
開關柜產(chǎn)品的額定電流高、外殼防護等級高、小型化以及有些產(chǎn)品采用密封機構,都需要很好的解決發(fā)熱與散熱問題,限制各處的溫升在許可范圍內(nèi)。熱的處理是一個難題,溫升過高時會加速元件的老化,使得產(chǎn)品絕緣性能下降、可靠性下降。采取措施限制發(fā)熱僅是解決問題的一個方面,加強并有效散熱是解決問題的另一個重要方面。
開關柜在穩(wěn)定狀態(tài)下的發(fā)熱源有導體通電時產(chǎn)生的焦耳熱、感應熱、介質熱等。傳統(tǒng)的散熱方式還是以對流散熱為主,在進行開關柜設計時在開關柜底部開通風孔、觸頭盒上開通風槽引導冷風流向發(fā)熱溫度較高處,利用煙囪效應提高風速,增加流量;柜頂泄壓板兼有散熱功能,其結構設計為波浪形,以增大通風和散熱面積。
另外,在開關柜散熱方面,由于對流散熱的部位及空間有限,還必須考慮柜體表面的輻射散熱,由于柜體殼體的材質不同,各物體的發(fā)射率也不同,大多數(shù)的金屬發(fā)射率極低,因此限制了柜體的輻射散熱量,下表為幾種材料在50℃時的輻射率:
材料 |
發(fā)射率(50℃) |
|
鋅 |
磨砂面 |
0.21 |
鋁 |
拋光面 |
0.04 |
粗糙面 |
0.07 |
|
氧化面 |
0.08 |
|
黃銅 |
拋光面 |
0.10 |
粗糙面 |
0.46 |
|
銅 |
拋光面 |
0.02 |
磨砂面 |
0.22 |
|
氧化面 |
0.50 |
|
銀 |
拋光面 |
0.02 |
一般油漆 |
(包括白色) |
0.4-0.6 |
ZS-411輻射散熱涂料 |
白色、灰色、銀色、黃色 |
0.92 |
ZS-411輻射散熱涂料 |
黑色 |
0.92 |
通過數(shù)據(jù)可以看出,ZS-411輻射散熱涂料的輻射率遠遠高于其他材料,若在開關柜表面涂覆一層ZS-411輻射散熱涂料,可以提升柜體表面輻射散熱效率30%左右。ZS-411輻射散熱降溫涂料填料是納米碳管、尖晶石金屬氧化物等具有較高的熱傳導率和紅外發(fā)射性的材料,這些填料能使涂料成膜后呈現(xiàn)宏觀光潔而且微觀波浪狀的輻射結構單元,這樣的構造可以大大增加散熱面積和傳導率,顯著提升熱量交換的效果。同時被電子躍遷過的尖晶石金屬氧化物能增加電子能級,提高了物體紅外輻射輻射系數(shù),又保持了相應的熱穩(wěn)定性、耐熱性、高強度、耐腐蝕性、耐磨性等性能。
除了在柜體外壁涂刷之外,也可以在殼體內(nèi)壁進行涂刷,增加柜體內(nèi)壁的紅外吸收率,使內(nèi)部熱量迅速被吸收并傳導出去,彌補殼體內(nèi)部只能依靠空氣對流換熱的缺陷。
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