關于低壓開關柜標準化設計若干問題探討

廖森忠

摘 要：隨著經濟的發展，人們越來越依賴電力資源。為了滿足社會生產和生活的實際需要，越來越多的設備應用于電力系統。低壓開關設備就是其中之一。它實現了電力與機械的統一，影響了電能的有效分配。其結構設計和工藝特性將導致電氣性能水平的相對直接的營銷。因此，應強調有關低壓開關設備標準化設計的幾個問題。

關鍵詞：低壓開關柜；標準化設計；電力工程；問題分析

一.低壓開關柜的應用現狀分析

經過幾十年的發展，中國的低壓成套技術得到了極大的改善，在容量，安全性和可靠性方面與國際先進技術的差距大大縮小。近年來，中國的電網投資不斷增加，基礎配電網絡建設得到了顯著發展。但是，整體用電水平與國際先進水平之間仍存在差距。例如，城市和農村地區不發達，電力供應質量需要提高。提高輸配電能力，建設技術先進，環保的配電網絡是當前中國電力工業的重中之重。低壓配電柜作為配電網的重要組成部分，直接影響著中國配電系統的穩定性和質量。低壓成套設備的發展已經到了瓶頸期，其低標準化和薄弱的行業多功能性已成為制約行業發展的主要因素。

目前，國內常見的低壓開關設備主要有以下四種：1MNS型抽屜式開關設備、2GCK低壓抽出式開關柜、3GCS型低壓抽出式開關柜、4GGD型交流低壓開關柜。在低壓柜的本地化生產過程中，經過不斷的探索和改進，其結構越來越適合中國人的操作習慣，其實用性和可操作性也越來越高。低壓成套設備行業的進入門檻較低。隨著經濟和社會的進步，出現了越來越多的成套設備制造商。在開放式設計，個性化生產，以及行業繁榮中，隨之而來的問題也更加突出。通用性差，標準化程度低、各種制造商的生產質量參差不齊、沒有完善的消除機制，這對整個行業來說是一個很大的隱患。

二.低壓開關柜標準化設計的必要性

中國地域遼闊，氣候和環境多種多樣，特別是一些高海拔地區。隨著中國西北地區的發展，在高海拔和惡劣的自然環境中，必然會增加對電力開關設備的控制，這是低壓開關設備的基礎。根據國家標準，低壓成套產品的正常環境為2000m及以下，而海拔超過2000m的產品必須充分考慮高空環境對低壓成套開關設備性能的影響，并進行根據具體需要進行相應的研發。型式試驗后，投入生產。低壓開關柜的機柜部件應根據不同的使用環境選擇，并選擇相應的防護漆或鍍鋅表面，以減少腐蝕。機柜中緊固件的腐蝕也是一種常見的現象，如螺栓，螺母等，直接影響機柜結構的強度。

三.低壓開關柜的標準化設計

低壓柜的標準化設計應按照安全，可靠，堅固，標準化，通用互換，合理分級，廣泛應用的原則進行。應考慮制造商的水平和用戶體驗滿意度。應通過改進和調整來改進低壓開關設備標準化程度。根據設備需求程度，主要進行機柜，主界面和二級接口低壓抽屜柜的標準設計。

3.1柜體的標準化

機柜的材料需要統一。不同材料的組裝方法使得柜體的外觀和結構不一致，因此材料的均勻性是設備互換性的基礎。目前，有兩種選擇：1MNS、GCK采用鋁合金板折疊的C型材，GCS采用冷軋鋼板焊接的8MF型材；2MNS、GCK和GCS機柜使用C型材，但MNS和GCK使用C型材的模量為25 mm，GCS使用的C型材的模量為20 mm。門板的材料應考慮到柜體的外觀顏色和防腐性能。建議使用冷軋鋼板和噴涂防腐處理。機柜主框架結構的厚度要求為2.0mm，隔板和擋板等非承重板材零件的厚度為1.5mm。標準化安裝孔位于機柜底部基座上的位置。設備的安裝必須固定在基礎上。由于各廠家基礎固定孔的不一致，有必要聯系設備制造商，在項目基礎施工前提供基礎圖，進行電纜溝和固定槽鋼的施工，以便于后期設備的順利安裝。因此，在安裝孔標準化后，業主可以根據標準圖紙直接施工，減少通信環節，節省施工時間，降低施工安裝風險。

3.2 功能單元標準化

功能單元的標準化包括結構和尺寸的標準化，其又包括輸入框架斷路器的安裝結構，饋線抽屜電路結構和饋線分離結構。尺寸的標準化包括確定母線安裝的位置，輸入框架斷路器的安裝高度，雙框架饋線柜斷路器的安裝高度以及不同抽屜單元的高度。另外，柜門板的高度和厚度需要統一，以提高柜體的標準度。

3.3 一次接口標準化

主接口模式包括：1個進線模式；2進線柜與變壓器之間的接口方式；3主要總線系統。低壓柜的常見輸入線包括銅排柜頂部入口線，鍍銅柜側入口線，電纜柜頂部入口線和電纜底部入口線。進線柜和變壓器的接口方式應確定機柜頂部母線橋是否進線或側面是否直接連接到機柜。如果采用機柜頂部框架進入模式，機柜頂部的頂板需要確定入口孔的尺寸和保護方式。如果采用直接進入機柜側面的方法，低壓機柜的側密封板需要配備銅排孔。常見的方法是低壓柜的銅排側從機柜突出200mm并且在變壓器中重疊。主母線系統建議基于三相五線制。電流規格根據系統的額定電流確定。根據通用系統電流規范，可以確定常見的系統電流銅母線規格，如800A，1250A，1600A，2000A，2500A和3200A。根據調查數據，大多數制造商使用鍍鋅圓銅排易于加工和連接。考慮到系統的安全性和穩定性，母線系統的短時耐受電流應根據額定電流確定。

3.4 二次接口標準化

輔助接口應確定斷路器和智能電表的通信接口模式。目前，通常使用RS 485通信，并且屏蔽線連接在通信端口和輔助終端之間。進線柜的儀表必須滿足電流，電壓，頻率，功率，功率因數和無功功率的參數，并配置斷路器狀態輸入。母柜和饋線柜儀表必須滿足回路電流，電壓等參數的測量要求。儀器室應設置在進柜的前面，并應保留電表，接線盒和收集器的安裝位置。當計量要求很高時，應設置獨立的計量室并用鉛密封。另外相關儀器，分/關鍵和指示燈應按標準排列，儀表元件數量統一要求。二次回路導線直徑要求是控制回路采用1.5mm2導線；計量電路電流和電壓分別為4mm2和2.5mm2的硬線；通信電路采用1mm2屏蔽線。計量循環應該由相序分開，其余的循環不需要按相序分開。

四.結束語

低壓開關設備廣泛用于社會生產，它影響電力系統的運行和分配。隨著經濟的多樣化，人們對低壓開關設備提出了越來越多的要求。為了滿足實際需要，設計人員應注意低壓開關設備的設計。設計人員應掌握不同結構形式的低壓開關設備的工藝特點，認真開展設計和生產工作，努力提高開關設備的性能，確保其功能可以充分利用。

參考文獻：

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[2] 低壓開關柜標準化設計分析 [J] 電氣技術 2019.02.26

[3] 低壓開關柜的發展趨勢與改進思路 [J] 科技展望 于競 2018.08

（作者單位：盈峰環境科技集團股份有限公司）