风机损坏是不可避免的问题 ， 一般风机的寿命是60000小时 ， 而一旦损坏 ， 就必须电流降容来避免过热造成事故 。 降容数据需要通过对风机进行试验来确定 。 试验开关柜额定电流4000A ， 母线室和断路器室顶部各装有2个轴流风机 。 母线室2个风机都开启时空气流量是2640 m3/h ， 1个风机都开启时空气流量是1320 m3/h；断路器室2个风机都开启空气流量是1440 m3/h ， 1个风机都开启时空气流量是720 m3/h ， 通过分别关闭1个 ， 2个 ， 3个 ， 4个风机 ， 并试验不同的电流进行温升试验 。 对关键点温升试验数据如下：
表3 风机失效情况下降容试验数据

对试验数据使用六西格玛工具DFSS Gen III tools进行DOE试验设计 ，母线室和电缆室风机流量和试验电流作为输入因子 ， 温升值作为关键质量性能作为输出 ， 得出传递方程：
上部梅花触头 (B相) 点13的温升 dT13=-36.27-0.0105*AFm-0.015*AFv+0.03436*It主母线与 分支母线连接处(B相) 点16的温升 dT16=-7.35-0.0108*AFm-00875*AFv+0.023*It
基于以上传递方程 ， 我们可以应用在以下情况下：
1）. 在实际运行情况根据不同负载电流和风机故障情况下 ， 可以计算出温升 ， 结合实际环境温度 ， 以确定是否需要电流降容来保证运行安全 。 如断路器和母线室顶部各有一个风扇运行 ， 实际电流在3500A 时 ， 通过计算温升滑动触头温升是59.33 ， 小于标准要求65k 可以使用 。
2）. 同样对于过负荷运行或变电站扩容 ， 也可以在不改变开关柜结构和母线的情况下 ， 更换风扇增加空气流量来满足温升的要求 。 但需要考虑进风口增加面积以避免风阻过大 ， 温升超出计算 。 如需要在额定设计4000A的开关柜上通5000A的电流 ， 通过母线室顶部采用空气流量4080 m3/h的风机 ， 断路器室顶部采用2640 m3/h的风机 ， 通过计算温升是61.68k 考虑到进风口风阻等影响 ， 柜顶采用4个空气流量4080 m3/h的风机更为安全 ， 试验验证温升也满足要求 。
以上计算只作为参考 ， 实际运行情况下 ， 还需要结合手持式测温枪或在线测温来进一步确定温升 。 采用风机断线报警 ， 或在线测温能够快速报警强制风冷开关柜的风机故障及时采取措施 ， 是大电流风机冷却开关柜的必须要配置的 ， EXERTHERM 红外测温系统可以根据实际负荷电流 ， 环境温度等情况自动判断是否开关柜主回路异常 。 新型风机具有测量出风温度、断线报警、阻力 ， 转速异常的等功能也在多方面保证了大电流风冷开关柜的安全 。
4. 结语
【开关柜强迫风冷解决方案】综上所述 ， 大电流风冷开关柜风机的位置和空气流量的选择十分重要 ， 而通过不同风机的空气量和不同的电流进行进行试验得出温升值 ， 再通过DOE试验设计 ， 得出传递方程 ， 可以初步计算出一些特定情况下的可能温升 ， 有条件可以加入更多的试验因子 ， 回归计算得出更加可靠有效的传递方程指导实际运行 。 大数据时代数学是最为重要的基础学科 ， 高压电器有条件进行一定的试验通过DOE试验设计来使电网更加安全、可靠 。

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