作者：Tech Dept.　来源：Gudenberg-E　日期：2015/10/13 10:00:04　点击：2845　属于：公司新闻

加热器在电气控制柜内的应用

<本文为我司产品应用工程师经验总结原创文稿，转载请注明出处。Gudenberg-E>

概 述 电气柜（控制柜/电控柜/电柜）作为机械、冶金、电力、化工等各行业设备的能量提供调配源、控制调节整体部件，被广泛应用到各种环境甚至是极限环境下，因此对电气柜的环境适用性提出了很高的要求。

 

加热器作为电气柜内环境改善产品越来越多的被应用,尤其是国外电气柜产品在应用方面所做的设计更全面更周到,加热器是扩展电气柜适用性的必备元器件之一。

 

目前加热器产品在电气柜上主要有两方面的应用：

一）高湿度调节：干燥、除湿、防凝露

二）低温度调节：升温、加热、冷启动

前者是为了降低电气柜内湿度指标，后者是为了提高电气柜内温度指标，从而实现电气柜温度湿度等环境指标控制在理想使用范围内。

 

一、加热器的湿度调节

◆高湿度调节

 

湿度对电气柜产品的影响显而易见，湿度过大会导致电气柜整体绝缘等级下降，甚至会直接毁坏柜内元件；湿度过低会引起静电降低电气柜产品安全性。

    湿度指标超出电气柜正常应用范围的场合常见于：水泵房、矿井、地下室、沿海户外等，南方的梅雨季节也可能导致湿度长时间超标。对于纺织车间、加工有粉尘颗粒物的特殊场合，过低的湿度反而不利于安全生产（一般此类场合常采用工业加湿器）。

 

单纯的湿度高会降低电气柜的绝缘等级，而凝露的形成对电气柜内元器件危害更大。根据凝露形成的干湿球理论，只要保持电气柜内温度比环境温度高3-5度以上，凝露就不容易形成。但一般电气柜的理想工作温度为30-35度（与电气柜内元件的应用温度范围一致，一般电子元器件应用最高温度在55度左右，考虑上安全因素电气柜在30-35度电子元件运行最优），最高40度左右，超过45度以上长期运行对电气柜的可靠性和使用寿命有极大影响。

<本文为我司产品应用工程师经验总结原创文稿，转载请注明出处。Gudenberg-E>

 

电气柜内加热器在干燥除湿防凝露控制湿度方面有着广泛的应用，主要起以下作用：

 

1）常规持续性干燥，保持电气柜、电气箱内湿度在合理范围内，比如户外摄影镜头须要保持镜头内部干燥，不允许湿度过大，一般需要加一小型加热器来实现。

       〖我司加热器产品中的CM□□□H-NN、CM□□□H-SL、CM□□□H-TS、CM□□□H-SS一般适用于此类干燥降低湿度使用。〗

 

2）持续性或者季节性环境高湿时间段除湿用，将柜外进入柜内的高湿空气进行干燥。

       〖我司加热器产品中的CM□□□H-NN、CM□□□H-SF、CM□□□H-BF、CM□□□H-CF一般适用于此类干燥除湿使用。〗

 

3）电气柜投运前的干燥，电气柜停运后的防凝露。

      〖我司加热器产品中的CM□□□H-NN、CM□□□H-SF、CM□□□H-BF、CM□□□H-CF、CM□□□H-S2、CM□□□H-CH一般适用于此类干燥除湿使用。〗

 

4）几种情况的综合性应用。

 

需要注意的是：加热器作为除湿用元件时，其应用范围一般适合环境温度小于35度，环境湿度小于85%的场合（即所谓高温高湿场合），环境温度湿度指标长期超过这一范围的应该考虑采用电气柜空调制冷机，来同时实现温度湿度的控制。

<本文为我司产品应用工程师经验总结原创文稿，转载请注明出处。Gudenberg-E>

 

二、加热器的温度调节

◆低温度调节

 

     温度作为电气柜产品应用的关键环境技术参数，反而常被大家所忽视。实际应用中常出现由于环境温度过高电气柜故障增加、由于环境温度过低设备不能正常启动等现象，很多时候我们会去质疑是否柜内元件有问题，却忽略了柜内元器件自身其实也有温度应用范围的技术参数要求。

 

     温度引起电气柜产品故障出现的原因不难理解：

首先是柜内电子元器件自身对温度的适用性导致的改变。比如电阻、电容、电池容量等对温度敏感性较强的电子元件，如果表现在仪器仪表上就是说谓的“温飘”现象（需要通过各种补偿手段来控制）；微观解释就是电子元件物质电子运动受温度影响显著。

     其次是柜内元器件产品不同材料间温度引起的形变不同，热应力导致的元器件结构性改变故障。比如柜内的空开、断路器等产品，内部结构里有很多弹簧等金属零件，而其壳体大多是塑料材质，温度的改变往往使两者的装配精度出现偏差，从而导致产品的可靠性受影响。

 

电气柜内加热器能够实现电气柜升温加热冷启动等应用问题，主要有以下几方面作用：

 

1）冬季极寒地区电气柜冷启动。比如东北地区户外的变频器柜，电气柜在实际投运前要先进行柜体内部预热，以达到柜体内元器件正常启动的温度条件。

〖我司加热器产品中的CM□□□H-NN、CM□□□H-SF、CM□□□H-BF、CM□□□H-CF、CM□□□H-CH一般适用于此类使用。〗

 

2）常规性升温温度维持使用。很多电气柜产品本身对设备未投运前的放置温度也有要求，温度过低可能会“冻坏”电气柜，导致投运时不能正常使用，加热器可以起到保护性作用。

〖我司加热器产品中所有产品系列都适用于此类使用。〗 

 

3）特殊要求的电气柜的加热。超过一般电气柜理想使用环境温度（30-35度），需要维持在一较高温度才能使用的特殊元器件的电气柜，可以通过加热器将温度加热到需要的范围。

 

4）其他特殊用途应用。

<本文为我司产品应用工程师经验总结原创文稿，转载请注明出处。Gudenberg-E>

 

三、电气柜内加热器的控制

 

      为了让电气柜在理想温度湿度环境下使用,可以通过手动、自动（通过控制温度、湿度、时间等参数）控制电气柜内加热器来实现。

 

1)      高湿度情况下的调节控制

      由于加热器除湿是基于提升电气柜内温度，对进入柜内空气提高其蒸发速度从而实现干燥除湿。

①        通过人为手动方式投入加热器实现特定时间段的除湿控制；

②        在经济情况下，可以考虑单纯通过温度控制来达到满足除湿要求；

 〖我司控制器产品中的CM011K1型温度控制器一般适用于此类使用。〗

③        通过温度湿度控制器来综合控制加热器除湿；

 〖我司控制器产品中的CM001KA型温度控制器一般适用于此类使用。〗

④        通过温度湿度控制仪来实现精确甚至远传控制

 〖我司控制器产品中的CM□□□KZ系列温度湿度控制器一般适用于此类使用。〗

 

 

2)      低温度情况下的调节控制

①   通过人为手动方式投入加热器实现特定时间段的升温控制；

②    通过温度控制来达到满足升温要求；

 〖我司控制器产品中的CM011K1型温度控制器一般适用于此类使用。〗

③    通过温度控制仪来实现精确甚至远传控制

 〖我司控制器产品中的CM□□□KZ系列温度湿度控制器一般适用于此类使用。〗

 

3)      配合电气柜散热的调节控制

      很多电气柜既需要冬季提升温度，又需要夏季通风散热。可以通过电气设计配合不同的温度控制器，来实现对电气柜温度范围调节设置。

<本文为我司产品应用工程师经验总结原创文稿，转载请注明出处。Gudenberg-E>

 

  四、电气柜加热器的选型

 

           1）升温加热冷启动使用

       【所需加热器功率】 = 【（电气柜散热表面积）*（电气柜材料传热系数）*（电气柜内外温度差）－ （电气柜内自身发热量）】

      其中：电气柜内外温度差 = （电气柜内设定值 － 极限环境温度值）；比如电气柜内要求达到5度，冬季极限环境温度值-20度，则电气柜内外温差为【［5-（-20）］=】 25度。

           电气柜内自身发热量根据不同的电气柜内元件杂散损耗的不同而有所区别，一般对于变频器杂散损耗为40～50W/（KW容量）。

 

2）除湿干燥防凝露使用

       【所需加热器功率】 = 【（电气柜散热表面积）*（电气柜材料传热系数）*（电气柜内外温度差）－ （电气柜内自身发热量）】

      其中：电气柜内外温度差 = （电气柜内设定值 35度－ 极限环境温度值）；此时电气柜内设定值一般按35度计算，最高不能大于40度，夏季极限环境温度值30度，则电气柜内外温差为【［35-30］= 】5度。

 

<本文为我司产品应用工程师经验总结原创文稿，转载请注明出处。Gudenberg-E>

 

  五、电气柜加热器的电气连接及安装

          电气柜加热器的电气连接比较简单，只需要将其与控制器串接到回路中即可（回路中需有必要的开关断路器等），根据不同的加热功率选择合适的连接线缆。

 

          大多数电气柜加热器都是采用35mm 标准DIN导轨卡装,安装非常简便快捷;位置一般在靠近电气柜下部1/3处,风机一体型加热器注意热风口朝上。

 

  六、电气柜加热器使用注意事项

风机加热器型用于密闭电气柜（箱）温度提升以及保持柜内最低温度。对于没有集成温度控制器的风机加热器，需要配置适合温度范围的温度控制器。

安装使用说明：

1 使用前请注意设备上的技术型号规格！

2 注意：表面温度高，防止烫伤！

3 建议专业技术人员指导安装使用，注意电压等级匹配。

4 24V/48V加热器须注意安装操作中确保安全。

5 安装使用过程中注意安全措施以防止以外发生。

6 保证空气流通确保安全，加热器与柜内器件应保证100mm距离：b),c),d),e),f),g)至少100mm;高温风机加热器h)至少150mm;其他规格最少50mm距离。

7 风机加热器应安装在电气柜内较低位置，保证良好加热效果，出口在柜体上部。

8 警告：由于表面及出口温度高，严禁将加热器安装在热敏材料上（如木材、塑料等）！

9 严禁表面覆盖！

10严禁用于强气压环境！

11未经许可严禁擅自维修或更改加热器！

12注意（针对PTC加热器）：PTC加热器启动时冲击电流较大，回路保险设计选型时应给予考虑。

13切断电源，风机加热器须完全冷却，将所有连接部件切断后方可进行拆除操作。

14损坏或缺陷的风机加热器不应投入使用。

 

 

小型加热器用于防止产生凝露以及保持柜内环境最低温度，放置在密闭型电气柜内效果最佳。当用于提升密闭电气柜（箱）内温度时，需配置合适温度范围的温度控制器。

加热器安装及安全须知：

1 使用前请注意设备标牌上的型号规格及技术参数！

2 注意：运行过程中表面高温！防止烫伤！

3 必须专业技术人员安装使用；安装过程中注意电压等级匹配。

4 安装使用过程中需做安全防护

  操作温度：-40℃～70℃

  储存温度：-40℃～80℃

5 加热器与被加热器及连接电缆间应保持至少50mm距离，以确保设备安全及柜内空气热量循环。

6 建议将加热器垂直安装在电气柜底部，达到良好的加热效果。

7 PTC加热器不宜串接使用,可以并联连接使用。

8 PTC加热器启动冲击电流较大,回路保险设计选型时应给予考虑。

9 警告：严禁将加热器安装在热敏材料上（如木材、塑料等）。

10 加热器出口及表面严禁覆盖！

11 严禁用于强气压环境！

12 未经许可严禁擅自维修或更改加热器！

 

 

 

上一：电气柜散热加热除湿方案示例

下一：◆产品选型应用需知◆