开关柜的能耗损失也是巨大的,如果开关柜内铜排长度大,电阻大,热损耗就大,同样,触头部分电阻大,发热高,也在损失电能。如SF6开关柜,热能密闭在壳体内部,铜排量大,电阻大,加之SF6这个巨大的温室效应气体,碳排放惊人,一万台环网柜每年制造、安装、泄露等造成的碳排放超2000吨,40年使用达8万吨,寿终正寝后的回收不利造成的碳排放更大。
紧凑型空气绝缘开关柜,外形与SF6开关柜相同,不使用SF6,导体回路短。发热小。能耗损失小,据测算,40年使用寿命比普通中置柜可以减排近1000吨二氧化碳。与SF6开关柜排放万吨二氧化碳比较,真是优势显著。
一、发热和电动力对电气设备的影响
电气设备在运行中有两种工作状态,即正常工作状态和短路时工作状态。
电气设备在工作中将产生各种损耗,如:①“铜损”,即电流在导体电阻中的损耗;
②“铁损”,即在导体周围的金属构件中产生的磁滞和涡流损耗;
③“介损”,即绝缘材料在电场作用下产生的损耗。这些损耗都转换为热能,使电气设备的温度升高,进而受到各种影响:机械强度下降;接触电阻增加;绝缘性能下降。
要实现双碳目标,我们应降低这些损耗。
当电气设备通过短路电流时,短路电流所产生的巨大电动力对电气设备具有很大的危害性。如载流部分可能因为电动力而振动,或者因电动力所产生的应力大于其材料允许应力而变形,甚至使绝缘部件(如绝缘子)或载流部件损坏;电气设备的电磁绕组,受到巨大的电动力作用,可能使绕组变形或损坏;巨大的电动力可能使开关电器的触头瞬间解除接触压力,甚至发生斥开现象,导致设备故障。
二、导体的发热和散热
1. 发热
导体的发热主要来自导体电阻损耗的热量和太阳日照的热量。
2. 散热
散热的过程实质是热量的传递过程,其形式一般由三种:传导、对流和辐射。
三、提高导体载流量的措施
在工程实践中,为了保证配电装置的安全和提高经济效益,应采取措施提高导体的载流量。常用的措施有:
(1)减小导体的电阻。因为导体的载流量与导体的电阻成反比,故减小导体的电阻可以有效的提高导体载流量。减小导体电阻的方法:
①采用电阻率ρ较小的材料作导体,如铜、铝、铝合金等;
②减小导体的接触电阻(Rj);
③增大导体的截面积(S),但随着截面积的增加,往往集肤系数(Kf)也跟着增加,所以单条导体的截面积不宜做得过大,如矩形截面导体,单条导体的最大截面积不超过1250mm2
如单根采用10*150或10*200截面积的铜排的集肤效应非常大,导体内部不流过电流,铜排利用率非常低。
(2)增大有效散热面积。导体的载流量与有效散热表面积(F)成正比,所以导体宜采用周边最大的截面形式,如矩形截面、槽形截面等,并采用有利于增大散热面积的方式布置,如矩形导体竖放。
(3)提高换热系数。提高换热系数的方法主要有:
①加强冷却。如改善通风条件或采取强制通风,采用专用的冷却介质,如SF6气体、冷却水等;
②室内裸导体表面涂漆。利用漆的辐射系数大的特点,提高换热系数,以加强散热,提高导体载流量。表面涂漆还便于识别相序。