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技術(shù)文章

解決防爆柜內(nèi)大功率發(fā)熱源降溫的技術(shù)方案

閱讀:67發(fā)布時(shí)間:2025-9-2

防爆柜主要應(yīng)用于石油、石化、天燃?xì)獾任kU(xiǎn)環(huán)境中,防護(hù)等級(jí)均不低于IP54,無(wú)論是隔爆型、增安型、正壓型、還是粉塵外殼保護(hù)型,柜體自身的密封性能都比較好,防爆柜在實(shí)際應(yīng)用中,會(huì)遇到部分發(fā)熱量大的元器件安裝在防爆柜內(nèi):比如大功率變頻器等,這些部件使用環(huán)境溫度要求一般是在-20~+40℃之間,而多數(shù)地區(qū)夏季戶(hù)外環(huán)境溫度高達(dá)40℃以上,再加上防爆柜內(nèi)元件發(fā)熱量的聚集,使得柜內(nèi)溫度可能高達(dá)60℃以上,以至于部分電氣部件產(chǎn)生高溫保護(hù),停機(jī)不能正常工作,影響生產(chǎn)或降低產(chǎn)品使用壽命。為了解決此問(wèn)題,建議采用以下幾種方案:隔爆+制冷措施,正壓通風(fēng)形式(小功率發(fā)熱可以),正壓型+制冷措施。

一、 隔爆+制冷

隔爆型定義:電氣設(shè)備的一種防爆型式,其外殼能夠承受通過(guò)外殼任何接合面或結(jié)構(gòu)間隙進(jìn)入外殼內(nèi)部的爆炸性混合物在內(nèi)部爆炸而不損壞,并且不會(huì)引起外部由一種、多種氣體或蒸氣形成的爆炸性氣體環(huán)境的點(diǎn)燃。

行業(yè)中部分廠(chǎng)家在隔爆外殼上付加鋁散熱翼片,其實(shí)質(zhì)散熱效果不佳,因?yàn)樽冾l器結(jié)構(gòu)其散熱鋁座與安裝底座沒(méi)有實(shí)質(zhì)接觸,而防爆柜廠(chǎng)家只是把成品變頻器固定在防爆殼體內(nèi)而以或固定在散熱鋁板上,發(fā)熱部件無(wú)法與鋁散熱翼片直接接觸,只靠柜內(nèi)熱空氣把熱量傳給鋁散熱翼片,空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0267W/m-K,而發(fā)熱源直接與鋁座接觸熱傳導(dǎo)系數(shù)為237 W/m-K,可見(jiàn)靠柜內(nèi)空氣導(dǎo)熱是收效甚微的,在防爆外殼上安裝的鋁散熱翼片形同虛設(shè)、散熱作用不大。但從上述導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)比不難看出,發(fā)熱源如直接接觸散熱鋁底座,導(dǎo)熱效果是非常理想的,這就需要將外購(gòu)的變頻器進(jìn)行改裝、拆解,將發(fā)熱源固定在散熱鋁座上,此方法要求防爆廠(chǎng)家具有的變頻器拆解技術(shù)能力,以至于拆解后能夠保證變頻器原有自身性能不變,此弊端是對(duì)變頻器一旦改裝后,原變頻器生產(chǎn)廠(chǎng)家將不再對(duì)其產(chǎn)品質(zhì)量負(fù)責(zé)及相關(guān)售后服務(wù),此舉風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較大。

原于此,如何能在不改動(dòng)原變頻器結(jié)構(gòu)的前提下,能夠?qū)Ω舯妥冾l器達(dá)到降溫:華隆電氣廠(chǎng)家建議采用強(qiáng)制制冷的方法對(duì)柜內(nèi)空氣進(jìn)行降溫,以下為華隆電氣所研發(fā)的防爆配電柜,可解決具體部位散熱措施(見(jiàn)符圖1-防爆配電柜)。

防爆配電柜

隔爆型+制冷式防爆配電柜

特點(diǎn):

1、變頻器上下兩端做封閉進(jìn)出風(fēng)道,使得柜內(nèi)形成循環(huán)風(fēng)道,冷凝器出來(lái)的冷風(fēng)先經(jīng)過(guò)柜內(nèi)降溫,再經(jīng)過(guò)柜內(nèi)最左下角向變頻器進(jìn)風(fēng)口送風(fēng),經(jīng)過(guò)變頻器自身的送風(fēng)機(jī)向上部送風(fēng),頂部抽風(fēng)機(jī)打出的熱風(fēng)向右上角排出,再被冷凝器吸入,這是一個(gè)循環(huán)過(guò)程;這樣可避免冷凝器出來(lái)的冷氣直接進(jìn)入變頻器,使低溫遇熱空氣形成水霧附著在變頻器電子元件上,導(dǎo)致降低絕緣電阻發(fā)生故障。

2、冷凝器下方做空氣導(dǎo)流金屬板,形成的冷凝水可流到下方集水口,后經(jīng)過(guò)防爆金屬呼吸網(wǎng)排出柜外。

3、進(jìn)出電纜采用填料式防爆格蘭頭,導(dǎo)線(xiàn)安裝完成后填充防爆密封膠泥固化,可減除下部進(jìn)線(xiàn)腔,減小柜體空間。

防爆配電柜

二、正壓通風(fēng)型產(chǎn)品定義

代表產(chǎn)品-防爆正壓柜,用保持外殼內(nèi)部保護(hù)氣體的壓力高于外部大氣壓力,以阻止外部爆炸性氣體進(jìn)入外殼內(nèi)的方法。

此防爆形式要求現(xiàn)場(chǎng)有不含有可燃?xì)怏w的壓縮潔凈空氣,氣源壓力0.4-0.8MPa,氣壓要持續(xù)穩(wěn)定,不能忽高忽低。本方案是利用壓縮空氣在柜內(nèi)循環(huán)后再經(jīng)排氣口排出,靠空氣循環(huán)把熱量帶走,適用于對(duì)裝有小功率發(fā)熱元件的柜體,如果使用在戶(hù)外,建議一定要配有防曬防雨棚。缺點(diǎn):耗氣量大,散熱效果不佳。

三、正壓+強(qiáng)制制冷

對(duì)于內(nèi)裝有大功率發(fā)熱源的電氣柜,應(yīng)在正壓型的基礎(chǔ)上加裝強(qiáng)制制冷(防爆機(jī)柜空調(diào)),這樣可以減少通風(fēng)量,切對(duì)柜內(nèi)降溫效果好,柜體體積也不受限制,可以多種元件集成到一個(gè)柜內(nèi),應(yīng)用比較廣泛。結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖:

防爆機(jī)柜空調(diào)

防爆正壓柜


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