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嘉峪檢測網(wǎng) 2025-10-15 19:10
隨著我國高原地區(qū)基礎設施建設的持續(xù)深入,低壓塑殼式斷路器作為低壓配電系統(tǒng)關(guān)鍵的保護元件,其運行可靠性直接影響著整個配電網(wǎng)絡的安全與穩(wěn)定。然而,在高原特殊環(huán)境下,低氣壓與空氣稀薄等因素惡化了斷路器的散熱條件,致使溫升問題成為制約其性能的主要瓶頸。過高的溫升不僅會加速絕緣材料的老化和觸頭的燒蝕損耗,還可能引起熱脫扣特性異常,造成斷路器發(fā)生誤動作或保護失效,進而對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成嚴重威脅。
本文將從原因分析、試驗驗證與研究等方面,提出一套適用于高原環(huán)境的低壓塑殼式斷路器適配方案,旨在為后續(xù)高海拔地區(qū)斷路器選型與優(yōu)化設計等提供可靠性依據(jù),從而為高原地區(qū)低壓配電系統(tǒng)的安全及可靠運行提供支持。
一、高海拔環(huán)境下斷路器溫升升高的原因分析
在高原特殊環(huán)境下,斷路器的溫升特性受到多種復雜因素共同影響,主要包括空氣稀薄、晝夜溫差大、太陽輻射強等。這些環(huán)境變量相互交織,共同作用于設備的散熱過程。其中,隨著海拔升高,空氣變得稀薄,對流散熱過程中單位時間內(nèi)參與熱交換的空氣質(zhì)量大幅減少,導致對流換熱效率顯著降低,這成為影響斷路器溫升性能的關(guān)鍵因素。
二、不同海拔低壓塑殼式斷路器溫升試驗
為系統(tǒng)探究海拔高度變化對低壓塑殼式斷路器溫升特性的具體影響規(guī)律,本研究將聚焦海拔變化(氣壓降低、空氣稀薄)這一核心環(huán)境變量,采用試驗驗證與理論分析相結(jié)合的研究方法,開展溫升特性試驗。
1.試驗概況及試驗數(shù)據(jù)
試驗選用額定電流為800A的低壓塑殼式斷路器作為試驗樣品,在人工模擬高原環(huán)境條件下(大型海拔模擬試驗倉),分別模擬不同海拔高度(2000m、3000m、4000m及5000m)四個典型高原環(huán)境條件,斷路器在上述環(huán)境中,以額定電流條件下保持穩(wěn)定運行,記錄各海拔下斷路器進出線端子的溫升值,試驗數(shù)據(jù)如下:
表1 800A低壓塑殼式斷路器溫升
|
海拔高度/溫升(K) |
2000m |
3000m |
4000m |
5000m |
|
進線端A相 |
65.0 |
68.5 |
72.6 |
75.9 |
|
進線端B相 |
67.1 |
71.3 |
75.3 |
78.7 |
|
進線端C相 |
66.2 |
70.2 |
74.1 |
78.0 |
|
出線端A相 |
63.1 |
67.5 |
71.2 |
74.5 |
|
出線端B相 |
64.5 |
68.0 |
73.1 |
76.3 |
|
出線端C相 |
63.8 |
66.7 |
70.9 |
73.8 |
2. 試驗數(shù)據(jù)分析

圖一800A低壓塑殼式斷路器溫升隨海拔變化的曲線圖
試驗數(shù)據(jù)表明,隨著海拔的升高,所有相的溫升隨海拔增加而線性趨勢(非絕對線性)上升,海拔每升高1000m,溫升增幅約3-5K(海拔在2000m至5000m范圍內(nèi),累計增幅達10-12K)。其中,B相溫升最高,主要原因是B相位置處于A、C相中間,而中間位置熱積累更高。
三、高原環(huán)境下低壓塑殼式斷路器的適配方案
選型方案:以 “適配性” 為核心,兼顧性能與場景匹配
1、優(yōu)先選用專用型產(chǎn)品
建議優(yōu)先選擇廠商推出的高原型(海拔 2000m 及以上適配) 或加強散熱型低壓塑殼斷路器。此類產(chǎn)品針對高原環(huán)境進行專項優(yōu)化,具有以下優(yōu)化特性:
1)結(jié)構(gòu)上增大散熱面積、優(yōu)化內(nèi)部散熱通道;
2)觸頭采用低接觸電阻觸頭減小接觸電阻,安全可靠性能上強化低氣壓下的絕緣強度與滅弧能力。
2、按海拔降容使用
應嚴格遵循 GB/T 14048《低壓開關(guān)設備和控制設備》 、IEC 60947《低壓開關(guān)設備和控制設備》等標準要求,當海拔超過 2000m 時,因散熱能力衰減,需對斷路器降容使用。選型時需核算“降容后實際容量”,根據(jù)負載的長期工作電流、沖擊電流,選擇額定電流略高于“負載電流/降容系數(shù)”的產(chǎn)品。
3、通風與散熱優(yōu)化:降低熱積聚,強化散熱效率
注重柜體通風設計,斷路器安裝于配電柜時,需按海拔優(yōu)化通風布局,如柜頂增設防雨型散熱孔、柜內(nèi)加裝導風板,或配置工業(yè)軸流風扇,形成 “下進上出” 的空氣對流通道。
適配規(guī)則
鑒于不同制造商在產(chǎn)品設計、工藝及材料方面存在差異,所有擬用于高海拔地區(qū)的斷路器,無論是特殊設計高原型斷路器還是降容使用斷路器,都應根據(jù)使用地點的海拔高度進行模擬試驗驗證,并取得由第三方檢測機構(gòu)出具的高原環(huán)境模擬條件下試驗結(jié)論合格的檢驗報告,以確保斷路器在實際運行中的可靠性。

來源:質(zhì)量觀研社