5000A空气绝缘开关柜

工业系统如海洋石油平台采用5000A 50kA空气绝缘开关柜，发电机出口开关柜也需要5000A及以上电流，因此5000A空气绝缘开关柜有一定的市场需求，特别是国外客户。

原阿海珐的 PIX High ，额定电流  5000A ，开关柜尺寸 ， 宽 1000mm 、深 1590mm 、高 3000mm ，母排由 2-60x15mm 和 2-100x15mm铜排组成 ，总截面积 4800mm2 ，风扇功率，一只 450W 安装在手车室顶部，一只 450W 母线室与电缆室共用，安装在柜顶部，风扇总功率 900W ，手车位置中置式，极柱类型支柱敞开式。

西门子 8BK40 ，额定电流  5000A ，开关柜尺寸宽 1100mm 、深 2300mm 、高 2500mm ，母排规格 4-10x160mm, 总截面积 6400mm2 ，风扇功率，一只 155W 安装在手车室顶部，风扇总功率 155W ，手车位置落 地式，极柱类型支柱敞开式。

ABB ZS1发电机出口开关柜，5000A，开关柜尺寸1550mm宽，   1260mm深，2595mm高，采用两根120X10mm铜排，冷却风机采用2只240W横流风机安装在断路器隔室下部抽屉板内部，采用管型母线与外部发电机和变压器连接，柜体简单，回路短。

伊顿 150 VCP-WG 75 断路器隔室，额定电流  6300A ，开关柜尺寸宽 1100mm 、深 1900mm 、高 2400mm， 母排规格 3-12x125mm ，风扇功率，两只 200W 安装在手车室顶部，采用中置式结构，断路器极柱支柱敞开式。  

GE SECOGEAR，额定电流5000A，短路开断50kA，开关柜尺寸1000mm宽，1800mm深，2200mm高。铜排采用2根120x10mm，采用2台200W风机安装在断路器室顶部，2台200W风机安装在母线室顶部，风机共同作用以减少手车室温升，电缆室不装风机。中置式断路器手车，固封极柱真空断路器。

可以看出各个厂家结构设计不同，使用铜排数量、风扇规格、断路器形式等差异很大，当然具体温升结果无法获得，均以满足旧的IEC62271-1标准规定的限值，镀银触头滑动连接温升65k为准。

大概可以得出结论就是铜排用量越多，风机功率越小，这也是符合常理的认识，铜排多，开关柜自身发热就少，所需要的额外需要强制风冷散热量就少。 当然开关柜外形、铜排散热周长、母线布置、风扇位置等也对温升有影响。

这里面只有ABB采用的是风机安装在断路器抽屉板上，而其它厂家风机都是直接安装在柜顶部，理论基础就是吸风要比吹风有效，保证把热量带出柜体。

柜顶部风机对内部电弧故障没有影响，试验证明50kA内部电弧故障试验，风机盒子会打开泄压。顶部风机也方便更换维护。

为探究母线规格、风机功率对开关柜额定电流的关系，进行如下计算:

由于发热是电流的平方关系，因此采用电流(便于统一数值，单位kA)的平方，除以铜排截面积(单位平方米)，假定铜排长度相同，除以风扇功率(单位kW)，除以开关柜体积(单位立方米)计算结果如下。

可以看出，ZS1和150 VCP 由于不是完整的开关柜方案，更多是验证断路器温升情况，因此铜排风机对电流的利用率很高，而采用较多铜排或较大功率风机利用率都不是很高。

因此优化设计选用3-120*10母线，断路器室顶部2只75W风机+2只180W风机母线室顶部，利用率达到3439，由于固封极柱，相对于西门子落地敞开式断路器来说必然效果要差。

上述只是基于假设其它因素影响较小情况下的计算，实际情况受到触头等很多因素影响，需要通过CFD模拟分析，试验验证。仅供参考！