我们很多环网柜是安装在箱变或户外箱内部,整体直接放置户外场合。其实环网柜已不能说是户内使用了,再按照户内使用标准是不能满足要求的,如最低环境温度、最高环境温度等,对于温度快速变化所造成的凝露,以及外箱防护等级不足所造成的污秽、滴水等也需要考虑。
特别是光伏等新能源户外设备,安装在内部的开关设备已不能完全按户内使用标准来要求。
相比于户内应用,户外要求高一些,按照标准主要环境要求如下表。
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户内 |
户外 |
温度 |
-5,-15,-25 |
-10,-25,-30,-40 |
严寒气候 |
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-50~+40 |
酷热气候 |
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-5~ +55 |
阳光辐射 |
可以忽略 |
1000W/m2 |
湿度 |
偶尔会出现凝露 |
应当考虑凝露和降水 |
覆冰 |
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1mm~20mm |
风速 |
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≤34m/s |
污秽 |
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IEC60815 III级或IV级 |
防护等级 |
IP3X/IP4X |
lPX3 或IPXXW 防护等级 |
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对于环境温度来说,由于直接安装在钢板制成户外箱或集装箱内部,与钢筋水泥结构的建筑户内环境完全不同,户外箱内外温度几乎相同,因此对于这种应用的户内开关设备,需要和户外的应用环境一致,要充分考虑夏天阳光辐射造成的高温,即使外部温度35摄氏度,而箱内也会有50摄氏度的温度,对操作机构、电子装置等都是考验,长期使用老化,造成寿命缩短等现象。
如在中东地区的光伏电站,36kV环网柜安装在户外箱内,户外箱IP43防护等级,显然是无法阻止沙尘等进入环网柜,加之户外环境长期50摄氏度,箱内温度很高,造成开关在合闸位置拒分,分析原因有几点,沙尘进入机构内部,高温造成润滑油干涸,沙尘和润滑油混合造成半轴污秽,高温造成半轴材料变软等等,最终导致无法电动分闸。这样就需要模拟高温环境对开关进行试验,把开关放在烘箱内部,设定温度70度,开关处于合闸位置,24小时后,对开关进行电动分合闸试验,测量最低控制电压分合闸速度。
还有安装在澳大利亚的工业应用户外箱环网柜,工业应用早上设备启动,白天太阳直射温度高,晚上设备关闭,夜晚温度低,温度快速变化易导致凝露发生。对于凝露,最有效的办法就是保持空气流通,湿度大的空气可以与外界空气自然对流,气体不断交换,柜体内部空气始终高于露点温度,这样就不会凝露。而有些开关柜为了防止凝露发生,会要求封堵,对于电缆沟等封堵是必须的,阻止电缆沟湿气进入。
开关柜防护等级要求IP4X,这样很难设计空气自然流通,开关柜在正常温湿度下电缆等安装,固体绝缘等通过排气挤压保证不含空气,电缆室、机构室如完全密封,温度骤降低压露点就会凝露,这也就是国外开关柜、环网柜的防护等级一般只有IP3X,通过柜底部、前面下部设计进风口,空气进入,柜顶部、上部设计出风口,空气出来,由于高度差形成有效的压力差,带动空气流动,从而避免凝露发生。
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