图1 大电流开关柜的风机布置

表1 主要厂家大电流开关柜铜母排规格、风扇功率及位置

表2 4000A 中置室开关柜电阻及功率分布

从表2可以看出 ， 狭小的断路器隔室内发热功率很大 ， 断路器的发热主要集中在真空灭弧室内部动静触头、导电杆及下部动滑动连接部位 ， 尤其是固封极柱产品 ， 发热部件密封在环氧树脂内部 ， 热量通过对流、辐射散发非常有限 ， 更多的是依靠传导将热量传递到梅花触头和母线上 ， 而由于抽出式断路器在工作时梅花触头与静触头咬合在封闭的触头盒内 ， 对流和辐射的散热效果非常差 ， 明显比暴露在空气中的铜排温升要高 。 而按照GB/T11022标准规定镀银触头在空气中温升最大值是65K ， 相比较螺栓连接75K又增加了困难 ， 以上通过模拟分析及温升试验数据中都可以看出 。 因此断路器室的风机布置更为关键 。
2.2 断路器隔室分析
如图1所示 ， 风机2和风机3主要是用于断路器室的降温 。 一般说来 ， 相同功率的风机 ， 如图3所示 ， 安装于柜顶部（风机3）（出口）时优于安装在柜体底部（风机2）（入口） ， 原因是冷空气进入柜体后将会在VCB室的各处弥漫 ， 导致其内部的风向进行无规则的运动 ， 从而降低了散热效果 ， 由于VCB室内通风通道没有完全密封 ， 只有一部分风会从出口排出柜体 ， 通风效率降低 。 对4000A开关柜温升试验证明 ， 当仅开柜顶部风机（3）温升满足要求 ， 再开启断路器底板部位风机（2）后 ， 仅使中间B相的温升降低 ， 其它相和上部触臂的温升则明显升高 ， 可见由于下部风机开启 ， 气流紊乱 ， 使得绝大部分测温点不降反升 。
图3 吹风和吸风的不同

单独使用断路器室底部风机 ， 应该使风机位于冷空气进口处 ， 利用底板形成的密闭空间作为静压箱 ， 将空气的动压转换为静压 ， 从而实现了断路器室内部均匀通风的目的 。 进口全压通常是恒定的 ， 这时 ， 风机静压与出口静压就存在线性关系 ， 相同的风量和压力下 ， 风机静压越大 ， 出口静压就越大 ， 出口动压就越小 ， 损失也就越小 ， 风也就可以传送得更远 。
因此单独使用顶部或底部风机可以满足温升要求 ， 如不满足要求一定要同时使用顶部和底部风机 ， 那必须配合好 。
2.3 风机的选择
风机的效率 ， 使用IP4X的网板 ， 压力损失系数0.8 ， 根据开关柜热平衡公式对断路器室的辐射及自然对流功率计算为250W而根据表2断路器室总发热功率为1392W因此还有1142W的热量需要风机强制冷却 。
根据公式

计算需要通风流量是1284 m3/h ， 因此根据需要的通风量选择风机 ， 风机参数表的空气流量是基于零静压的情况 ， 而实际使用时 ， 风机不是在零静压使用 。
图4 风机流量和静压的关系曲线

如图4所示 。 A点工作时 ， 风机具有高静压和低风量 ， 在B点具有低静压和高风量 ， 阴影部分为风机的安全工作区域 。 特定的风机 ，特性曲线是固定的——即克服对应风阻下产生风量的能力是一定的 。
开关柜的排气入口和出口的压力损失通过以下公式计算 ，ζ 是阻力系数 ， 由于开关柜要满足一定的防护等级要求 ， 因此采用冲孔板、网板或百叶窗等作为防护 。
因此 ， 断路器室采用2个200FZY2NZD4-2F、50W、2600 r/min型风机 ， 空气流量是24 m3/h即1440 m3/h 。 而对于电缆室和母线室 ， 考虑到断路器室的补充 ， 需要2950 m3/h空气流量 。 母线室顶部采用2个300FZY2-D/G、80W、1300r/min型风机 ， 空气流量是44m3/h即2640 m3/h 。
3.强制风冷开关柜的运行问题

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