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易被忽视的室外电源耐高温特性

2013-05-03 09:41
来源: C114

  三、熔丝和空开高温需降额

  熔丝和空开是电源配电系统的关键保护器件。熔丝和空开配置错误只有两种情况:配置过大,负载过流时不保护,导致线路着火;配置过小,负载正常工作时保护(熔丝熔断或空开跳闸),导致负载掉电。熔丝和空开额定容量一般在环境温度为20℃~40℃时标定,温度高时需要降额。

  例如,室外温度45℃时,若内外温差15℃,则内部温度可达60℃,熔丝或空开降容至86%左右,例如一个20A的空开,60℃时跳闸电流为17A。如果仍按额定电流20A连接负载,存在误跳闸风险。用户连接负载时需要计入高温降额因素,内部风机等负载在厂家对电源设计时就要考虑在内。

  四、高温带来的电缆风险

  电源系统设计时,一般根据电缆最大载流量表选取电缆。最大载流量是指在热稳定条件下,当电缆导体达到长期允许工作温度时的电流大小。确定的电缆类型和线径,在一定的环境温度下最大载流量是确定的。环境温度不同时,载流量就会有区别,环境温度越高,电缆导体与环境的温差越小,散热越慢,因而载流量越小。

  如一根4平方的铜芯VV电缆,长期工作允许载流量为38A,标称温度为25℃。如果电源内部温度达到55度,而电缆允许温度仅为65℃,则电缆允许的载流量仅为19A。再计入多根电缆并行敷设时降额10~27%,允许载流量降至16A左右。厂家在电源系统设计内部连接电缆时,要考虑温度降额因素;用户在设计电源至负载的电缆时,也需要计入温度降额影响。否则,在最不利环境条件下,电源内部电缆温度过高,寿命缩短,并可能带来安全风险。

  五、高温下电池温度控制与温度补偿

  电池充电时有一定的发热量,电池温度取决于散热条件。如果采用自然散热方式,电池周边空气不流动,电池与柜内空气必须保持一个温差才能散热,而柜内空气也必须与柜外环境保持一定的温差,因而电池温度会高于环境温度5℃以上。除非常年清凉,否则电池不宜采用自然散热的方式。

  为了降低电池与环境空气之间的温差,采用风机将室外空气吹入电池舱,这就是直通风方式,可将电池与环境温度保持在2℃甚至以下。电池直通风方式是电池舱散热方式的首选,防护等级为IP3X以上,好的电源可以做到IP4X,减少灰尘在电池舱积累,使电池及其连接件腐蚀速度降低,延长电源系统的寿命。在太阳幅射强烈的区域,宜为室外电源增加遮阳装置,防止电池温度过高。在高温天气时间长的条件下,可使用带TEC空调的电池舱。

  高温下,电池相对容易失水。同时,由于高温下电池极板上活性物质活性增强,较低的浮充电压就可以满足电池自放电补偿需求。如果仍采用常温下的浮充电压,则电池充电电流上升,除补偿电池自放电损失需要的一部分电流外,其它电流均充担电解水的角色,氧复合必然导致电池温度的进一步上升,温度上升进一步提升充电电流,形成的恶性循环需要电池与周边空气更高的温差才能平衡,甚至形成热失控使电池早期失效。

  因此,必须在高温时降低浮充电压,方法是配置电池温度补偿。几乎所有的电源都支持温度补偿功能,但如果用户没有选配,会对电池寿命产生严重影响。

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