唐云平 赵选国
（ 昆明高海拔电器检测有限公司，云南 昆明 652200）
摘要：随着我国西部大开发战略的实施，国家大力发展西部。西部水利水电的建设，太阳能电站和风力电站的建设，变电站和大型厂矿企业等一系列电力工程的建设。电力设备在高原环境下大量投入使用，本文对其中电力产品KNY开关柜进行温升试验，分析试验数据。阐述了高海拔对KYN开关柜产品的影响，并对KYN开关柜产品在高海拔地区的使用给出建议。
关键字：高海拔 KNY开关柜 温升试验
1 前言
我国海拔1000m以上的土地面积约占全国陆地总面积60 %左右，2000m 以上的面积约占33 %，3000m以上的面积占16 %。随着西部地区的经济繁荣，西部地区水利，太阳能，风能及矿业的开发，高原地区对中压电器的需求量也在日益增加，对中压电器的性能要求也在日益提高。其中KNY开关柜产品大量投入高海拔地区使用。在高原环境下，空气压力和空气密度下降、温度传导介质减少对电器的正常使用带来不良影响。本文就模拟在不同海拔下对KNY开关柜产品在风冷和自冷两种情况下进行温升试验。在试验的基础上，对试验数据和结果进行分析与研究，提出了对KYN开关柜产品在高原环境下设计和使用时的一些注意事项及建议。
2 高海拔对KYN开关柜温升试验的影响
KYN开关柜运行时会有电流通过，当电流通过电气回路时，由于接触不良导致导体接点、断路器触头接触电阻升高，电流就会作功而消耗电能，产生热量。热量的传播途径有传导散热、对流散热和幅射散热等。传导散热是指沿导体轴线方向的热量传递。由于电器产品导电回路截面积大多是不均匀的，故总有传导散热出现，但传导散热量所占比例很小，而且这种散热与环境气候条件没有直接关系，在不同气候条件中传导散热量之差异也很小，故可忽略其影响。辐射散热是由温度较高的物体表面发射红外线，而由温度较低的物体接收的散热方式。对流散热是发热体通过表面把热量传播和扩散到周围可流动介质中的散热形式，对流散热量与表面面积大小、表面温度高低及环境介质导热性能有关。电器产品的散热，主要是通过对流和幅射进行。在高海拔环境下由于空气压力或空气密度的降低，用于热量传播和扩散到周围可流动介质减少。使KNY开关柜的温升随着海拔的升高而升高。
3 KYN开关柜在不同海拔下风冷和自冷两种情况温升试验数据
我们选取两台KYN开关柜，一台为3150A额定电流，一台为1250A额定电流；由于电力标准DL593-2006将温升试验的电流规定为额定值的1.1倍所以两台开关柜均在1.1倍额定电流下进行温升试验。试验3150A额定电流开关柜时开启开关柜自带的风机进行试验，记录在2000m和4000m海拔下稳定温升值；另一台1250A额定电流开关柜也记录在2000m和4000m海拔下稳定温升值，由于在4000m海拔下的温升值超出GB/T 11022-2011国家标准中的规定值，所以开启风机在记录4000m海拔下开启风机的温升值。数据如下：
4 试验数据分析及对策
两台KYN开关柜数据中可以看出开关柜的温升随着海拔的升高而升高。
我们对1250A额定电流开关柜2000m和4000m的数据对比可以看出，在自冷作用下由于海拔的升高大气压力由81.0kpa降低至61.6kpa空气密度降低并导致与空气密度相关的热传递系数下降导致温升升高。在海拔从2000m升至4000m时温升值升高2.1到8.7K不等，其触头的部位已经超过了GB/T 11022-2011国家标准中的温升值，在开启位于柜顶的风机后温升值明显下降，由于风机较多使其温升值降的很低。从数据中我们可以看到海拔给温升带来的变化，在KNY温升试验中海拔升高时不是所有测温点的温升都以相同值升高，对于发热不严重，温度不高的测温点，海拔的升高对应的温升变化值很小；对于主要发热的连接处，发热严重，温度较高且在温度临界值的部位，在海拔升高后温升变化值也比较大。所以在面对高海拔情况下可以对主要发热体和温升较高的部位进行处理，可以适当的增加其尺寸，涂抹导电膏，改进加工和安装工艺来减小接触电阻，达到降低温升的目的。也可安装风机，增加空气中的散热介质加大发热体的对流散热，来达到减低温升的目的。从效果来看前者作用有限，后者安装风机所带来的效果比较明显，在安装风机时注意安装的位置和数量及功率，以免造成成本的增加和不必要的浪费。
对于3150A额定电流开关柜，在2000m海拔时由于装备了大量的风机设备，增大对流散热的作用使得温升值较低，在升高海拔至4000m后温升值升高了3.4到18.1K。由于风扇的风道及流量不可能在每个测温点都一致，造成了海拔升高后每个测温点升高温升值不一样。所以对于风机的安装和风向至关重要，在这向大家给点建议如下图如果电流较小，只是部分温度较高，可只安装在其上方。但风向不得改变。
在温升试验时应注意风机的安装不应影响其开关柜的绝缘。开关柜的散热孔和进风口，在满足其防护等级的条件下进可能增加其散热孔和进风口的进风量。我们有遇到过在开关柜的散热孔和进风口由于加工不到位，存在藕断丝连的情况，散热孔和进风口不透风，散热孔和进风口没有实际作用，导致开关柜的温升升高，超出国家标准。
5 结束语
本文对KYN开关柜在不同海拔下风冷和自冷两种情况进行温升试验，根据对试验结果的分析与研究。得到KYN开关柜的温升随着海拔的升高而升高。温度较低，温升较低的部位受海拔的升高对应的温升变化值很小；对于温度较高且在温升临界值的部位，在海拔升高后温升变化值也比较大。本文对KYN高压开关柜产品在高原环境下温升试验的一些注意事项及建议，希望能够对高原环境下使用高压电器的用户及设计人员等能够提供一定的指导和帮助。同时由于高压电器种类繁多，性能差异较大，遇到具体产品应该具体分析其高原适应性要求。
参考文献
[1]张永文;通用低压电器在高海拔地区使用的建议[J];低压电器;2005年05期
[2]GB/T 11022-2011??高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求
[3]DL/T 593-2016 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求