[实用新型]一种电气开关柜冷却系统

说明书

本实用新型公开一种电气开关柜冷却系统，系统包括：机械通风冷却子系统、强迫油循环子系统和冷却控制子系统；机械通风冷却子系统包括轴流风机、密封风道、电控挡板和新风风道，密封风道连接开关柜体的进风侧和出风侧，构成密闭循环风道；新风风道顺着通风主导方向斜向支接在密封风道上；强迫油循环冷却系统包括循环油泵、油冷却盘管、缓存液箱、电控调节阀和板式换热器，由循环油管路管道连接组成强迫油循环冷却系统；冷却控制子系统包括冷却控制器、控制总线、气体浓度测量计及温度测量计，冷却控制器、气体浓度测量计及温度测量计均与控制总线电信号连接。系统结构简单、技术成熟、故障率低、可靠性高、造价及日常运行维护简单费用低。

技术领域

本实用新型涉及电气设备领域，涉及电气开关柜冷却技术，尤其涉及一种电气开关柜冷却系统。

背景技术

电气开关柜将电气配电设备，如线路导体、隔离开关、断路器、监测表计、保护设备等组合成套安装在一个金属柜体里面，额定工作电压通常在 400V～35kV。用于电力供配电系统，实现供给、分配电能，具备操作、监测、保护和检修等各种功能。广泛应用于发电厂、变电站、各类工矿企业及民用建筑物。低压(1kV以下)电气开关柜采用集成模块化结构设计，应用标准尺寸的柜体和抽屉单元，一个单元回路的电气设备组合成一个抽屉模块，多个抽屉模块组装在一个标准开关柜内，开关柜组合装配、模块更换方便快捷。高压(1kV以上)电气开关柜采用单元结构，因为电压高、绝缘强、工作负荷大，一般一个完整电气回路的设备安装在一个柜体内。还有一些特别用途的电气开关柜，如电力整流柜、变频器柜、励磁柜等等，要按照工作条件专门设计。通常电气开关柜均采用自然通风冷却方式，也有励磁柜、变频器柜等因为运行发热量大，电气设备对热冗余和稳定边界要求高的场合，采用开式机械通风冷却方式。

无论自然通风或是开式机械通风冷却方式，在实际应用中，其冷却功效很大程度上有赖于工作场所的环境温度，一般难以完全达到电气开关柜正常工作所要求的冷却效果。主要存在以下不足之处：

第一，自然通风或开式机械通风冷却机理是依靠开关柜工作时设备温度升高，与周边形成温差，造成空气扰流，带动热空气从开关柜外逸，冷空气渗入，达到冷却效果。通常开关柜通电后柜内温升较快，热空气的流动受封闭柜体阻隔，难以迅速建立稳定环流散发热量，同时柜体是布置在配电室或车间内，空间受限，空气流动不畅，热空气难以快速散逸，导致初期热量积累超过散热速度，在较高温度才逐渐建立热平衡，形成一个外温内热的气体团，包裹在开关柜外围，开关柜成为“热核”，导体表面温度会升高到 70～90℃。仅仅依靠自然通风或开式机械通风冷却，效力是不足的，因此一般电气开关柜都需要在现场专门设置通风设备，形成强制的循环通流以提高散热效果。

第二，自然通风或开式机械通风依靠电气开关柜现场空气为冷却介质，冷却效果主要依赖于环境温度，实际上电气配电室长期环境温度多运行在 40℃以上，热空气的冷却散热效果必然不佳，所以配电室一般均配备空调机等冷却设备以保障设备的安全稳定。

第三，自然通风或开式机械通风方式的电气开关柜柜体防护性能不高，本质安全性较低。应用在有可燃气体和粉尘的场所，不利于安全生产。采用通风空气散热冷却，柜体必须有开敞的风道以便空气散逸和流动。生产车间弥散的易燃爆气体、液雾、粉尘，将顺着气流渗透进入电气开关柜柜体缝隙，扩散到柜体内部，导电粉尘会在电气线路中激发电火花，造成短路，可燃气体可能导致火灾事故，对安全生产是极大的隐患。提升柜体封闭性能可以提高开关柜本质安全，但是散热性能会变差，需要高效力冷却系统作为运行保障。

第四，自然通风或开式机械通风方式不能提升电气开关柜的热冗余度和热稳定。长期连续满负荷运行的电气设备，需要较高的热冗余度和宽裕的热稳定边界。电力整流柜、变频器柜、励磁柜等电力电子设备，工作时会伴生大量高次谐波，高次谐波将在设备内部和导体中，产生比工频高得多的温升，与工作环境温度迭加，极易突破设备热稳定极限，使设备畸变失控。对于这类设备必须配置高效有力的冷却系统，才能有效地高电气开关柜的热冗余度和设备热稳定极限，抵消因环境温度造成的影响。