電廠項目中低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討

趙亞超 龔雪玲 張建勝

摘要：伴隨著第二次工業(yè)革命的開始，人們從蒸汽時代逐步進入電氣時代。電燈、電話也在這次變革中被發(fā)明出來。并且隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，社會的進步，電開始在我們生活中得到廣泛的應(yīng)用，更是成為我們生活中的一部分。而我們經(jīng)常使用的電是從電廠送到各家各戶的。電廠通過燃燒煤，產(chǎn)生電力，再經(jīng)過高壓、低壓變壓器進入各家，成為家庭中正常的220伏電壓。本文通過以MNS低壓抽出式開關(guān)柜為例探討電廠項目中低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：電廠；低壓開關(guān)柜；結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、常規(guī)低壓開關(guān)柜

隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展、技術(shù)的進步、電網(wǎng)的發(fā)展都對電力設(shè)備產(chǎn)生了巨大的影響。電廠作為發(fā)電的場所，產(chǎn)生電力的源頭。電廠為了將電力成功的送往各個地區(qū)，會先將電通過高低壓變壓器使原電壓變成適合電壓進行發(fā)送。而電廠為了對變壓器進行保護和檢查，一般會將高低壓變壓器放在開關(guān)柜中。也正因為開關(guān)柜的特殊用途，電廠對于開關(guān)柜殼的材料和設(shè)計都有特殊的要求。電廠作為一個極其特殊的存在，導(dǎo)致對于開關(guān)柜的要求更多，不僅要符合常規(guī)開關(guān)柜殼的基本要求，還要根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的特殊性對開關(guān)柜殼進行更高要求的設(shè)計和改造。在電廠中，常用的低壓開關(guān)柜有GCK、MNS、GCS。這些低壓開關(guān)柜根據(jù)型號的不同，用來裝不同型號的低壓變壓器[3]。

二、經(jīng)過改進的MNS低壓抽出式開關(guān)柜的特點

MNS作為低壓開關(guān)柜的一種型號，制造公司在保持原來標準的情況下，根據(jù)國內(nèi)的實際情況對MNS低壓開關(guān)柜進行改進。改進后的MNS開關(guān)柜在外形上和普通的開關(guān)柜是相同的，只是改進后的低壓開關(guān)柜在內(nèi)部構(gòu)造上采用抽出式，在內(nèi)部分成幾個抽屜，每一個抽屜都有一個小的回路，不同的抽屜間相互隔離，這樣的改進不僅能有效地增加了安裝的空間，增多安裝的數(shù)量，而且保證了產(chǎn)品的使用性能并降低了產(chǎn)品的成本。制造者通過對MNS開關(guān)柜的改進，使得開關(guān)柜內(nèi)的元器件安裝更加方便，導(dǎo)線和插件的連接更加簡單，接插性能更加可靠。正是這些優(yōu)良的性能使MNS低壓抽出式開關(guān)柜被大多數(shù)人所接受。

三、電廠對于低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求

低壓開關(guān)柜的框架為垂直地面安裝的自撐模式，并且采用封閉式的結(jié)構(gòu)。這樣不僅可以保護開關(guān)柜內(nèi)部電器件的質(zhì)量安全問題，而且可以保護人的生命安全。據(jù)統(tǒng)計人體可以接受的電流是36伏，而開關(guān)柜內(nèi)的電流早已超過了這個數(shù)值，如果沒有開關(guān)柜，單純的電器件通過輻射會對人體造成嚴重的傷害，造成殘廢，生活無法自理，有的甚至?xí)θ说纳斐赏{。除此以外電廠的低壓開關(guān)柜內(nèi)部是一個個不同的隔間，隔間之間有電氣元件的功能板，這些功能板可以出柜檢修，這樣可以對開關(guān)柜進行隨時的檢查，防止由于開關(guān)柜殼損害而產(chǎn)生的漏電問題。為了滿足在狹小的空間內(nèi)安裝多個電氣元件，且便于隔間的功能板拆下查修，因此開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計需要具有幾個要求：

（一）開關(guān)柜的柜體要試用鋁鋅板，并且在板上噴塑。

鋁鋅板的結(jié)構(gòu)是由鋁、鐵、硅、鋅形成的緊密的四元結(jié)晶體，具有耐腐蝕性、耐熱性、反射性、上漆性。這些特性保護了開關(guān)柜的柜體被破壞，防止對人體和環(huán)境造成傷害。除此之外，還要求柜體的結(jié)構(gòu)合理，平直度高[2]。這樣可以確保開關(guān)柜的安全性，防止因倒塌對內(nèi)部的設(shè)備造成損害，使其不能正常的運行。

（二）具有PC段防護等級。

PC是指動力中心，在電廠中，一般把大電流的負荷以及大電率的電機放在PC段[1]。把開關(guān)柜放在PC段，證明了其重要性。質(zhì)量優(yōu)良的開關(guān)柜可以防止故障電弧的產(chǎn)生，即使電弧產(chǎn)生也能在短時間內(nèi)熄滅。這樣防止了電的外漏，對人體也是一種保護。

（三）柜體在電氣連接和機械安裝維護工作量小，抽屜單元組合靈活。這樣可以可以簡單快捷的對出現(xiàn)故障的電路進行維修。

（四）開關(guān)柜分成三小室

將開關(guān)柜分成三個小室，分別是主母線室、電器室和電纜室。這樣方便對開關(guān)柜內(nèi)的線路和電器進行檢查和維修，從而避免因無法及時的發(fā)現(xiàn)電路或設(shè)備出現(xiàn)故障而造成人員的傷亡。

（五）每一相鄰的隔間之間都有隔板，并且將電纜出入口密封。

人們?yōu)榱吮ＷC在開關(guān)柜內(nèi)任何一個回路不出現(xiàn)故障，要不停地檢查主母線路和定時的更換開關(guān)。相鄰隔間存在隔板和將電纜的出入口密封，為了防止毀壞的電路對其他電路產(chǎn)生影響，導(dǎo)致其他電路也因此不能正常的工作。

（六）電纜小室內(nèi)有足夠大的空間便于電纜接線。

（七）在特殊條件下保證設(shè)備能正常的運作

隨著社會的發(fā)展，由于人們過度關(guān)注經(jīng)濟的發(fā)展，導(dǎo)致環(huán)境問題越來越嚴重，霧霾、氣溫上升的問題不斷出現(xiàn)，這些問題都會對開關(guān)柜造成影響，使得開關(guān)柜內(nèi)的設(shè)備不能正常的運行。除此之外夏天降水量增大導(dǎo)致濕度的增大也會對開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備的正常運行造成影響。因此人們通過采取進線方式，增加防護等級，改變出線方式，在適當(dāng)?shù)目臻g安裝電氣元件的辦法，使開關(guān)柜內(nèi)的設(shè)備能在一些特殊的環(huán)境下正常運行。

柜體用于支撐和安裝電氣設(shè)備，具有足夠的機械和電氣強度，能承受運輸、安裝、外力和事故短路時電動力的影響而不損壞內(nèi)部空間。因此電廠對于開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計和柜體的材料都有嚴格的要求。只有這樣才能保證開關(guān)柜內(nèi)的設(shè)備不能正常運行或者電路出現(xiàn)故障，避免對人們的生活、財產(chǎn)和生命安全造成威脅。

總結(jié)：

電廠作為制造電力的場所，電廠中設(shè)備質(zhì)量的好壞，對人們能否正常生活會產(chǎn)生重要影響。在這個信息化的時代，人們生活的方方面面都離不開電，有的家庭不僅使用電腦，手機等通訊工具，而且做飯，洗澡，喝水都會使用電。因此如果電廠由于設(shè)備的質(zhì)量問題無法正常的向人們送電，這會導(dǎo)致人們的生活無話運轉(zhuǎn)。而且大型的工廠或者學(xué)校都會有自己的發(fā)電器，在必要的時候可以進行自主發(fā)電，來避免因不能及時供電而帶來的損失。由于電的重要性，這就要求一些電廠對電氣設(shè)備進行改進。而開關(guān)柜作為存儲重要電氣設(shè)備的裝置，電廠應(yīng)該對其質(zhì)量具有較高的要求。

參考文獻：

[1]GB7521《低壓成套開關(guān)設(shè)備》第七章：設(shè)計和結(jié)構(gòu)的要求

[2]GB/T20641-2006《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備空殼體的一般要求》

[3]GB/T22764.4-2008《低壓機柜》