图5-25 纵截面气体流速分布图2.实验验证为了验证仿真模型，分别完成了开关柜额定电流为630A的温升实验和降容运行条件下500A的温升实验，接线图如图5-26a所示。......
2023-06-15
强迫对流及其对低压配电柜温升特性的影响
【摘要】：根据上述结果，可以发现进线断路器上接线端子在仿真分析和实验验证中超标严重。本节主要来探究该开关柜在额定电流条件下，出气口安装风扇后，开关柜的温升特性。此外，为了更好地降低开关柜温升，将进气口和出气口也扩大了一定比例，见表5-6。风扇流速对进线断路器上接线端子温升的影响如图5-30所示。
在强迫对流过程中，出气口安装风扇，流速已知，故未建立柜外空气域，仅建立了开关柜内部电-磁-热-流耦合仿真模型如图5-28所示。计算中与5.7.1节所述求解方程相同，只是边界条件需要做出适当的修改：开关柜进气口边界条件设置为压力1atm，温度283K；出气口边界设置为法向流速3m/s或6m/s；开关柜外表面设置对流换热系数h，其值利用下述方程求解：
式中 Gr——格拉晓夫数；
Pr——普朗特数；
Nu——努塞尔数；
C和n——常数，其值见表5-5；
g——重力加速度（m·s-2）；
aV——体积膨胀系数（K-1）；
Δt——流体与壁的温差（K）；
l——壁面特征长度（m）；
ν——流体的运动粘度（m2·s-1）；
a——热扩散率（m2·s-1）；
λ——空气的导热系数（W·m-1·K-1）。
根据上述结果，可以发现进线断路器上接线端子在仿真分析和实验验证中超标严重。本节主要来探究该开关柜在额定电流条件下，出气口安装风扇后，开关柜的温升特性。此外，为了更好地降低开关柜温升，将进气口和出气口也扩大了一定比例，见表5-6。
图5-28 低压配电柜温升仿真模型
表5-5c和n常数取值
表5-6 进气口和出气口总面积
风扇风速为3m/s时，开关柜纵截面气体流速分布如图5-29所示，可以看出在风扇的作用下，断路器四周的空气被迅速排到开关柜外部，且流速较快，但断路器上方的流速较慢。
风扇流速对进线断路器上接线端子温升的影响如图5-30所示。出气口和进气口扩大5倍，且风扇流速分别达到3m/s和6m/s时，上接线端子的温升分别下降28.6%和42.1%。
图5-29 纵截面气体流速分布图（Vfan=3m/s，I=630A）
图5-30 风扇流速对进线断路器上接线端子的温升的影响（I=630A）
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2023-07-02
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