談低壓配電柜的技術創新與發展

吳霞明

摘 要：隨著我國科技水平的不斷提升，低壓配電柜技術得到了長足發展，現場總線技術和工業以太網技術也在不斷完善，而技術的更新換代為低壓配電柜向智能化的方向發展提供了平臺。因此，對低壓配電柜的技術創新進行了詳細描述，并對其未來的發展進行了展望。

關鍵詞：低壓配電柜；供電質量；CAD；電流

中圖分類號：TM642 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.036

低壓配電柜的主要功能為分配和控制電能，我國低壓配電柜經過長期的發展已逐漸形成較為完善的體系，其特點逐漸從容量小、性能差、功能少、體積大變為了性能強大、體積小和智能化。但低壓配電柜在某些方面仍存在一些問題，導致電網的供電質量受到了影響。只有創新技術，才能提高供電質量，因此，本文簡述了低壓配電柜技術的完善方法，以確保供電質量。

1 低壓配電柜的發展過程

低壓電器在其50年的發展歷程中主要經歷了5個階段：第一代產品誕生于20世紀六七十年代，第二代產品誕生于20世紀80年代，第三代產品誕生于20世紀90年代，第四代產品誕生于21世紀初期，直至發展到當今的第五代低壓配電柜。

1.1 設計方面

各大企業采用CAD制圖軟件完美結合了設計、數據、計算、分析和加工等過程，在加快了產品設計速度和提高了產品可靠性的同時，降低了技術人員的勞動強度。

1.2 設備方面

抗設備故障能力一直是各個大企業研發的重點，采用標準化的抽屜單元可降低故障發生的概率。比如，如果配電設備發生故障，則可在短時間內切斷電流，并在更換故障抽屜后便可恢復系統的運行狀態。

1.3 工藝方面

采用了母線系統的新技術和異型材料，這樣既可實現母線的無孔連接，又可實現母線在任意位置的連接。無螺母的連接方式加工方便，不僅可加快裝配速度，還能提升安裝和檢修的效率。

2 低壓配電柜技術的提升

傳統低壓配電柜的制造過程涉及焊接、冷沖壓、模具加工和塑料成型等工藝。配電柜制造技術的創新與這些專業技術的提升有著密切的關系，因此，生產商在不斷加大對工藝技術的研發力度。

2.1 設計的標準化和模塊化

低壓配電柜的模塊設計是指多樣化的安裝方式、模數化的安裝尺寸、積木化的安裝結構、模塊化的系統功能，其設計特點為高標準化、流程化、方便快捷、形式多元化。因此，該設計可在滿足不同使用環境、防護等級需求的同時，極大地提高設備運行的安全性。目前，供電企業全面開展了電網需求管理和線損管理，并對供電質量、供電的可靠性和安全性提出了更全面的要求。電網配電變壓器的安裝位置和分布特點導致變壓器無法為配電管理和決策分析提供有效的數據。而GPRS無線電網配電變壓器能很好地滿足數據傳輸的需求，其監測范圍較廣，可利用移動公司的GPRE或GSM網絡傳輸數據。

2.2 可靠性

可靠性是技術創新的關鍵所在。為了提高低壓配電柜的可靠性，相關部門需要對企業提出更高的要求，從而使企業在使用低壓配電柜的過程中積極開展質量控制和維護工作。

2.3 高分段和大容量

現階段，低壓配電柜的分段能力已經達到了100 kA以上。隨著大規模工程項目和樓宇的增多，人們提高了對低壓配電柜容量的要求，變壓器單機容量已達到2 000 kVA以上。

3 技術創新

工業的快速發展為低壓柜提供了良好的平臺，從各個元件到成套設備都實現了網絡化、智能化和通訊化。比如，低壓配電柜終端可單獨使用，也可配套使用，并能全面、準確、實時收集三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率等各種配變數據。此外，低壓配電柜終端還具有實時監測各種儀表、無功補償等功能。

3.1 有效控制智能化配電系統

低壓配電柜利用通訊網絡構成了具有遙測、遙控、遙調、遙訊功能的智能系統，提高了配電質量，降低了能耗，且智能、快捷的人機界面實現了自動化配電系統的智能控制。采用傳統技術與現代技術相結合的創新方式后，結合了智能化元件與微電子、計算機控制、電力電子等技術，最大限度地提高了設備的可靠性。

3.2 使用新型環保材料

各大低壓配電柜生產商為了緊跟國家“節能減排”“低碳環保”等政策，采用了大量低碳環保的新型材料。由于氟利昂在燃燒時會破壞大氣中的臭氧層，鹵素在燃燒過程會產生毒氣，進而影響人體健康，因此，生產商在生產配電柜時，采用了不含氟利昂和鹵素的塑膠材料。

3.3 在元器件中使用新技術

熱繼電器、斷路器、交流接觸器等各種元器件都實現了尺寸最小化。受到額定工作電壓、絕緣電壓、電器分段時飛弧距離的影響，在降低低壓配電柜的能耗時應采用直流控制，并實現配電柜各種功能的標準化、多樣化和模塊化。

3.4 低壓配電柜的標準化

低壓配電柜結構化的發展和模式化發展與其專業發展步伐一致，工作人員在10 min內便可完成配電柜的裝配，標準化、系列化、普通化的配電柜在20 min內便可完成操作、控制、轉換機保護等工作。

4 發展趨勢

數字化和網絡信息化發展使低壓配電柜逐漸走上了智能化發展的道路。由于我國大規模工程項目的數量不斷增多，高層建筑對低壓配電柜的容量提出了更高的要求。低壓配電柜的創新與發展更傾向于模塊化和系統化。比如，在元件的開發上側重于小型化、性能強大化，且使用了更多的低碳環保材料。此外，在機械的制造和安裝上趨于模塊化和標準化。未來，各大工程項目和機電自動化領域都將應用新型的低壓配電柜，這對提高電網運行質量和用電量控制的效率都有較大的意義。

5 結束語

為了適應國際性的市場競爭，相關部門應對低壓配電柜的使用提出更高的要求。企業要想順利發展，就必須創新技術，從而在市場競爭中立于不敗之地。

參考文獻

[1]劉效松.低壓配電柜的技術創新及發展[J].建筑電氣，2006，25（03）.

[2]王峰，夏雪.淺談低壓配電柜的技術創新及發展[J].機電信息，2011（6）.

〔編輯：張思楠〕