封闭散热的浅析及应用

　　开关设备的散热方式有辐射散热、柜表面自然对流散热、伴随换气的自然对流散热等几种。开关设备WK1－12/3150A－40kA在其设计中，根据以上的散热技术来对开关设备的柜体做了局部处理，加速柜体散热。辐射散热。开关设备依靠辐射散热，由柜表面向外部放出的散热量是温差和散热面积的函数，可给出：Pr＝5.67x10－8ε［（T＋△Ts）4－T4］Sr，式中Pr―――依靠辐射的散热量（W）；ε―――材料的辐射率；T―――环境温度（K）；△Ts―――柜体外表面的温升值（K）；Sr―――柜体外表面辐射散热面积（m2）。柜表面自然对流散热。通过自然对流，由柜体外面向外部放出的散热量是温差和散热面积的函数，可给出：Pe＝1.86（Sside＋43Stop＋23Sbotom）X△T1.25，水机电气触头盒静触头排气筒通风罩动触头断路器互感器20800－101400封闭式大电流开关设备内部结构封闭式大电流开关设备散热问题的分析及解决。

　　封闭式大电流开关设备散热问题的分析及解决式中Pe―――依靠柜外面自然对流的散热量（W）；Sside―――柜侧面散热面积（m2）；Stop―――柜顶面散热面积（m2）；Sbotom―――柜底面散热面积（m2）。由于开关设备WK1－12/3150A－40kA的外形尺寸是一定的，则柜侧表面积、柜底表面积是定值，由式（1）和式（2）可得出，要增加散热量，就必须加大式（1）中的Sr和式（2）中的Stop.设计者在结构设计中，在柜顶增加了一个长方体的通风罩（如附图所示），通风罩的外形尺寸为：长×宽×高＝794mm×350mm×253mm，增加了柜表面积0.58m2，这样就加大了柜体外表面辐射散热面积Sr和柜顶面散热面积Stop，从而提高了开关设备的辐射散热量及柜表面自然对流散热量。伴随换气的自然对流散热。伴随有换气的自然对流散热是假设发热体在柜内均匀分布的，可由式（3）给出：Pv＝CpρgHT△T1.5Ae（3）式中Pv―――伴随换气的自然对流散热量（W）；Cp―――空气定压比热（kJ/kg/

　　k－1）；ρ―――空气密度（kg/m3）；g―――重力加速度（m/s2）；H―――吸气口和排气口的高低位置差（m）；Ae―――排气口的等效面积（m2）。Ae＝A2（K＋1）式中A―――吸气口和排气口的面积（m2），这里指吸气口和排气口的面积均为A；K―――局部损失系数，吸气口和排气口有过滤网K＝6.5，无过滤网K＝0.

　　封闭式开关设备WK1－12/3150A－40kA在其设计中，若要增大伴随换气的自然对流散热量，首要考虑的是吸气口和排气口的高低位置差H以及排气口的等效面积Ae，高低位置差H在1.2中讨论，这里主要讨论等效面积Ae.排气口的等效面积Ae和自然对流散热量Pv成正比，排气口的等效面积Ae与柜体的吸气口面积和排气口面积有关，而柜体的吸气口面积和排气口面积与排气口的等效面积Ae成正比，则柜体的吸气口面积和排气口面积与自然对流散热量Pv成正比。在结构设计方面，在柜顶增加了1个长方体的通风罩，设置了480个百页窗，排气口的面积A＝0.085m2，在柜后封板、前下门、底板设置了等面积的吸气口，这样，加大了空气的对流散热量。又因柜体为全封闭式结构，且防护等级定为IP4X，所以排气口、吸气口均采用了无需加焊过滤网的特殊的桥式百页窗，这时局部损失系数K＝0，排气口的等效面积Ae＝0.06m2，这样既增加了单位面积的排气量、吸气量，且又克服了钢丝网常被灰尘堵塞的缺点。