淺談低壓配電柜的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展

吳霞明

摘 要：隨著科技的不斷發(fā)展和工業(yè)化水平的不斷提高，低壓配電柜技術(shù)得到了長足的發(fā)展，現(xiàn)場總線技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)也在不斷完善。技術(shù)的更新?lián)Q代為低壓配電柜的智能化發(fā)展提供了平臺。詳細介紹了低壓配電柜的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)創(chuàng)新，并對其未來發(fā)展進行了展望。

關(guān)鍵詞：配電柜；技術(shù)創(chuàng)新；配電系統(tǒng)；供電質(zhì)量

中圖分類號：TM642 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.06.069

低壓配電柜的主要功能是分配和控制電能。我國低壓配電柜經(jīng)過長期的發(fā)展，已逐漸形成較為完善的體系，從最初的容量小、性能低、功能少、體積大逐漸向性能好、體積小、智能化的方向發(fā)展。但目前低壓配電柜各方面性能的不足使電網(wǎng)的供電質(zhì)量受到了影響，只有通過技術(shù)創(chuàng)新，才能提高供電質(zhì)量。下面筆者將探討低壓配電柜的技術(shù)創(chuàng)新。

1 低壓配電柜的發(fā)展現(xiàn)狀

低壓電器在近50年的發(fā)展中經(jīng)歷了五個階段，并逐漸得到了完善。第一代產(chǎn)品誕生于20世紀六七十年代，第二代誕生于20世紀80年代，第三代誕生于20世紀90年代，第四代誕生于21世紀初期，一直發(fā)展到現(xiàn)在的第五代——低壓配電柜。

1.1 設(shè)計方面

各大企業(yè)采用CAD制圖軟件將設(shè)計、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)分析、加工等完美結(jié)合，在提高產(chǎn)品設(shè)計速度和可靠性的同時，降低了技術(shù)人員的勞動強度。

1.2 設(shè)備方面

低壓配電柜的抗故障能力一直是各個大企業(yè)研發(fā)的重點，采用標(biāo)準化的抽屜單元可避免故障的擴大，有效減少損害。如果配電設(shè)備發(fā)生故障，則可在短時間內(nèi)切斷電流，然后只需更換故障抽屜，便可恢復(fù)系統(tǒng)的正常運行。

1.3 工藝方面

企業(yè)依據(jù)母線系統(tǒng)新技術(shù)，采用異型材料，既可以實現(xiàn)母線的無孔連接，又可以實現(xiàn)任意位置的隨意連接。無螺母的連接方式非常方便，能在提高裝配速度的同時，實現(xiàn)正面安裝和檢修。

2 低壓配電柜技術(shù)的提高

傳統(tǒng)低壓配電柜制造會涉及到焊接、冷沖壓、模具加工、塑料成型等多種工藝。配電柜制造技術(shù)的創(chuàng)新與這些工藝技術(shù)的提高有著密切的關(guān)系。生產(chǎn)商為了創(chuàng)新配電柜技術(shù)，不斷加大了對這些工藝技術(shù)的研發(fā)力度。

2.1 設(shè)計的標(biāo)準化和模塊化

低壓配電柜的模塊設(shè)計是指多樣化的安裝方式、模數(shù)化的安裝尺寸、積木化的安裝結(jié)構(gòu)和模塊化的系統(tǒng)功能，其設(shè)計的特點是高標(biāo)準、流程化、方便快捷、形式多元。模塊設(shè)計能在滿足不同使用環(huán)境和防護等級需求的同時，極大地提高運行安全。如今，供電企業(yè)正全面推進電網(wǎng)需求管理、線損管理，并對供電質(zhì)量、供電的可靠性和安全性提出了更高的要求。電網(wǎng)配電變壓器的安裝位置、分布等特點使變壓器無法為配電管理和決策分析提供有效數(shù)據(jù)，而GPRS無線電網(wǎng)配電變壓器能很好地滿足傳輸突發(fā)數(shù)據(jù)的需求，在其實施監(jiān)測范圍內(nèi)覆蓋面積大，電表數(shù)據(jù)可以利用移動公司的GPRE或GSM網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，并可控制、管理電表數(shù)據(jù)的集中抄表。

2.2 可靠性

可靠性是技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵所在。要提高低壓配電柜的可靠性，企業(yè)就要在低壓配電柜的使用過程中對其進行嚴格控制和檢驗維護。

2.3 高分段、大容量

現(xiàn)階段，低壓配電柜的分段能力已高達100 kVA。大規(guī)模工程項目和樓宇建筑項目的增多對低壓電柜的容量要求也在提高，變壓器單機的容量已達2 000 kVA以上。

3 技術(shù)創(chuàng)新

工業(yè)的快速發(fā)展為低壓柜的發(fā)展提供了良好契機，從各個電器元件到成套設(shè)備，都實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化、智能化和通訊化。例如低壓配電柜終端既可單獨使用，也可配套使用；安裝好的低壓配電柜終端可全面、準確、實時地采集三相電壓電流、N線電流和有功、無功功率等各種配變數(shù)據(jù)，同時實現(xiàn)實時監(jiān)測、無功補償和各種儀表的功能。

3.1 有效控制智能化配電系統(tǒng)

低壓配電柜利用通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了具備遙測、遙控、遙調(diào)、遙訊等功能的智能系統(tǒng)，提高了電網(wǎng)的配電質(zhì)量和運行可靠性，降低了能耗；同時，智能、快捷的人機界面實現(xiàn)了對自動化配電系統(tǒng)的智能控制。開關(guān)柜融合了傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)，并將智能化元件與微電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)、電力電子技術(shù)等相結(jié)合，最大程度地提高了設(shè)備的可靠性。

3.2 使用新型環(huán)保材料

各大低壓配電柜生產(chǎn)商為了響應(yīng)國家“節(jié)能減排”“低碳環(huán)保”的號召，采用了大量低碳環(huán)保的新型材料。由于氟利昂在燃燒時會破壞大氣中的臭氧層，而鹵素在燃燒時會產(chǎn)生毒氣，從而影響人們的健康。因此，生產(chǎn)商在生產(chǎn)配電柜時，要采用不含氟利昂和鹵素的塑膠材料，這樣既安全又環(huán)保。

3.3 在元器件中使用新技術(shù)

目前，熱繼電器、斷路器、交流接觸器等各種元器件都實現(xiàn)了尺寸最小化。因為額定工作電壓、絕緣電壓和電器分段時飛狐距離的影響，工作人員在計算低壓配電柜發(fā)熱量時，要對消耗有所要求。一般工藝采用直流控制，這樣能在降低能耗、減少鐵耗的同時，實現(xiàn)各個模塊功能的標(biāo)準化、多樣化和模塊化。

3.4 低壓配電柜的標(biāo)準化

低壓配電柜的結(jié)構(gòu)化發(fā)展和模式化發(fā)展與其專業(yè)發(fā)展步伐一致，標(biāo)準化、系列化、通用化較好的結(jié)構(gòu)件可以在20 min內(nèi)完成操作、控制、轉(zhuǎn)換機保護等結(jié)構(gòu)模塊，10 min內(nèi)便可以完成配電柜的裝配，適應(yīng)性極強、可靠性很高。

4 發(fā)展趨勢

數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)信息化的發(fā)展使低壓配電柜逐漸向智能化的方向發(fā)展，未來智能化將成為其主要發(fā)展趨勢。目前，我國大規(guī)模的工程項目在不斷增多，高層建筑對低壓配電柜的容量提出了更高的要求。低壓配電柜的創(chuàng)新與發(fā)展更傾向于模塊化和系統(tǒng)化，比如在元件的開發(fā)上，主要向小型化、性能強大化的方向發(fā)展，同時會使用更多的低碳環(huán)保材料；機械制造、安裝趨于模塊化和標(biāo)準化。在未來，各大工程項目和機電自動化領(lǐng)域都將應(yīng)用新型低壓配電柜，這有利于提高電網(wǎng)的運行質(zhì)量和控制用電量。

5 結(jié)束語

經(jīng)濟的發(fā)展和區(qū)域性、國際性的市場競爭對低壓配電柜的使用和維護提出了更高的要求。企業(yè)要想發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新是關(guān)鍵，先進技術(shù)的引進和創(chuàng)新是企業(yè)在市場競爭中立于不敗之地的武器。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕