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解决防爆柜内大功率发热源降温的技术方案

编辑:河南华隆电气文章来源:www.hlfangbao.com点击次数:
防爆柜主要应用于石油、石化、天燃气等危险环境中,防护等级均不低于IP54,无论是隔爆型、增安型、正压型、还是粉尘外壳保护型,柜体自身的密封性能都比较好,防爆柜在实际应用中,会遇到部分发热量大的元器件安装在防爆柜内:比如大功率变频器等,这些部件使用环境温度要求一般是在-20~+40℃之间,而多数地区夏季户外环境温度高达40℃以上,再加上防爆柜内元件发热量的聚集,使得柜内温度可能高达60℃以上,以至于部分电气部件产生高温保护,停机不能正常工作,影响生产或降低产品使用寿命。为了解决此问题,建议采用以下几种方案:隔爆+制冷措施,正压通风形式(小功率发热可以),正压型+制冷措施。

一、   隔爆+制冷

隔爆型定义:电气设备的一种防爆型式,其外壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙进入外壳内部的爆炸性混合物在内部爆炸而不损坏,并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性气体环境的点燃。
行业中部分厂家在隔爆外壳上付加铝散热翼片,其实质散热效果不佳,因为变频器结构其散热铝座与安装底座没有实质接触,而防爆柜厂家只是把成品变频器固定在防爆壳体内而以或固定在散热铝板上,发热部件无法与铝散热翼片直接接触,只靠柜内热空气把热量传给铝散热翼片,空气的导热系数为0.0267W/m-K,而发热源直接与铝座接触热传导系数为237 W/m-K,可见靠柜内空气导热是收效甚微的,在防爆外壳上安装的铝散热翼片形同虚设、散热作用不大。但从上述导热系数对比不难看出,发热源如直接接触散热铝底座,导热效果是非常理想的,这就需要将外购的变频器进行改装、拆解,将发热源固定在散热铝座上,此方法要求防爆厂家具有极高的变频器拆解技术能力,以至于拆解后能够保证变频器原有自身性能不变,此弊端是对原装进口变频器一旦改装后,原变频器生产厂家将不再对其产品质量负责及相关售后服务,此举风险系数较大。
原于此,如何能在不改动原变频器结构的前提下,能够对隔爆型变频器达到降温:华隆电气厂家建议采用强制制冷的方法对柜内空气进行降温,以下为华隆电气所研发的防爆配电柜,可解决具体部位散热措施(见符图1-防爆配电柜)。
防爆配电柜
隔爆型+制冷式防爆配电柜:
特点:
1、变频器上下两端做封闭进出风道,使得柜内形成循环风道,冷凝器出来的冷风先经过柜内降温,再经过柜内最左下角向变频器进风口送风,经过变频器自身的送风机向上部送风,顶部抽风机打出的热风向右上角排出,再被冷凝器吸入,这是一个循环过程;这样可避免冷凝器出来的冷气直接进入变频器,使低温遇热空气形成水雾附着在变频器电子元件上,导致降低绝缘电阻发生故障。
2、冷凝器下方做空气导流金属板,形成的冷凝水可流到下方集水口,后经过防爆金属呼吸网排出柜外。
3、进出电缆采用填料式防爆格兰头,导线安装完成后填充防爆密封胶泥固化,可减除下部进线腔,减小柜体空间。
防爆配电柜
二、正压通风型产品定义:
代表产品-防爆正压柜,用保持外壳内部保护气体的压力高于外部大气压力,以阻止外部爆炸性气体进入外壳内的方法。
此防爆形式要求现场有不含有可燃气体的压缩洁净空气,气源压力0.4-0.8MPa,气压要持续稳定,不能忽高忽低。本方案是利用压缩空气在柜内循环后再经排气口排出,靠空气循环把热量带走,适用于对装有小功率发热元件的柜体,如果使用在户外,建议一定要配有防晒防雨棚。缺点:耗气量大,散热效果不佳。
三、正压+强制制冷:
对于内装有大功率发热源的电气柜,应在正压型的基础上加装强制制冷(防爆机柜空调),这样可以减少通风量,切对柜内降温效果好,柜体体积也不受限制,可以多种元件集成到一个柜内,应用比较广泛。结构见附图:
防爆机柜空调 防爆正压柜