开关柜温升的计算

开关柜温升是可以计算的，IEC60890就是这一温升评估方法。 

标准名称：IEC60890《低压开关设备和控制装置部分型式试验(PTTA)用的外推温升评估方法》

适用范围：

• 柜壳内部功率损耗接近均匀分布

• 开关设备安装空气流动影响较小

• 开关设备安装设计直流或交流最大60Hz,总进线电流不超过3150A;

• 大电流导体和结构件的涡流影响忽略不计

• 柜壳具有通风孔，出风口截面积至少为进风口的1.1倍；

• PTTA开关设备的水平隔板不超过3个；

• 具有外部通风开口隔室的柜壳，每个水平隔板的通风表面至少为隔室水平截面积的50%；

计算所需数据

• 外壳的高度、宽度、深度；

• 外壳的安装形式；

• 外壳是否具有通风孔，通风口面积；

• 壳体内部水平隔板的数量；

• 柜体内部安装设备的有效功率损耗；

计算示例

单柜，四面无遮挡，无通风孔，内部无水平隔板

柜体内部设备有效发热损耗P=300W

计算过程如下：

水平隔板系数按照标准表IV规定，水平隔板数=0：d=1.0;

固体系数k按照标准图3得出Ae=6.64, k=0.135;

该标准虽然不能算出铜排的温升，但通过计算出开关、铜排附近的温升，可以得出开关所处环境的温度，通过开关设备的降容表得出降容值。

该标准 也被 船级社等机构作为产品产品标准符合性的计算依据 ，对于PTTA产品来说，通过计算保证产品性能，降低了试验等费用。

 

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以施耐德电气MTZ3-6300A断路器为例，按照IEC60890计算

MTZ3断路器规定了功率损耗如下：

功率损耗：总功率损耗是在In额定电流，50/60Hz，对应于3极或4极断路器，符合IEC/EN 60947-2和GB/T 14048.2热稳态温度下的测量值。

按照样本介绍，该断路器建议安装在开关柜条件如下图所示。

开关柜的宽度1400mm，深度1500mm，高度2300mm，连接铜排规格及安装方式为竖直安装8拼100X10 铜排，按照IEC60890计算如下表

铜排发热功率：铜排电阻35μΩ，发热功率1210W;

断路器功率：（5850/6300） ² *1200=1035W;

总计发热功率：1210+1035=2245W;

根据计算可知，开关柜内框架断路器附近温升是38k，按照标准环境温度35度，可得出断路器及其母排附近的温度是73摄氏度；

而根据MTZ3H框架断路器的样本资料，框架断路器的降容表如下，在Ti （断路器及其母排周围的温度）等于70度时，MTZ3H1/H2-63的电流降容值是5800A，可以看出这些参数是相互验证的。

Ti: 断路器及其母排周围的温度

虽然IEC60890标准规定的适用电流是3150及以下，但对于6300A的计算也基本正确，可以作为设计的参考，也可以通过加大母排截面，增加通风面积等降低断路器安装位置的温度，实现载流量的提高。

通过计算来初步评估开关柜温升的设计裕度，避免样机做好，重复温升试验的材料、人工、电能的消耗，节省资源。结合现代模拟分析软件更加可以精准预判温升，与试验数据结合，也可以作为温升在线监测数字孪生评判的依据，实现开关柜温升状态的可视化。