低壓配電柜的設(shè)計(jì)與安裝

閻杰

(沈陽(yáng)達(dá)博文恒基科技發(fā)展有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000)

隨著我國(guó)用電需求的快速增長(zhǎng)，在電力輸送、配電網(wǎng)絡(luò)中以及電能轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，低壓開(kāi)關(guān)柜獲得了廣泛應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)形式通常分為固定式和抽出式兩類。本文結(jié)合低壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，闡述其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)電氣性能的影響。

一、低壓開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（一）結(jié)構(gòu)形式分類

從低壓開(kāi)關(guān)柜的整體制作與使用情況分析，可以根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式分為兩類。第一類為固定式，即設(shè)備在既定位置固定，可以滿足各種電氣元器件的功能需要。柜體內(nèi)部結(jié)構(gòu)件能夠有效固定電氣元器件，完成低壓開(kāi)關(guān)柜的安裝生產(chǎn)；同時(shí)方便柜體與連接器件的拆裝，滿足柜內(nèi)電氣元器件的維護(hù)方便。根據(jù)不同的外形，固定式低壓開(kāi)關(guān)柜又可以分為臺(tái)式、箱式和立體式等類型［1］。第二類為抽出式，即開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的部分裝置是可移動(dòng)的。抽出式低壓開(kāi)關(guān)柜中的可移動(dòng)裝置使其電氣元器件的更換更方便。但是在柜體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮可移動(dòng)裝置的可靠性和輕便性。

（二）柜體框架形式分類

低壓開(kāi)關(guān)柜的柜體框架從制作工藝角度可以分為三類。首先是焊接式框架，即相連的各個(gè)框架零件通過(guò)焊接固定。焊接式框架較為牢固，且生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)便，但是精準(zhǔn)度卻相對(duì)較差；在焊接過(guò)程中，零件受熱后極有可能出現(xiàn)焊接變形、虛焊等不良問(wèn)題，因而采用焊接式框架式框架必須保證操作人員具有良好的焊接技能。此外，焊接式框架尺寸較大時(shí)，需考慮柜體框架整體表面處理的可行性。其次是緊固件拼接式框架，采用拼接式框架有較多優(yōu)點(diǎn)，如零部件的設(shè)計(jì)與制作較為標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整方便、誤差小、能夠進(jìn)行柜體框架的生產(chǎn)備料，但是其牢固性相對(duì)較差，對(duì)零件也提出了較高的精度要求，生產(chǎn)成本相對(duì)較高［2］。最后是焊接與緊固件拼接相結(jié)合的形式，它兼具二者的優(yōu)勢(shì)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)功能需要對(duì)低壓開(kāi)關(guān)柜的柜體框架形式進(jìn)行選擇。

二、柜體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)電氣性能的影響

（一）電氣設(shè)備的穩(wěn)定性

低壓開(kāi)關(guān)柜工作時(shí)，技術(shù)人員可以通過(guò)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)對(duì)閉合電路進(jìn)行調(diào)控。電氣配網(wǎng)運(yùn)行階段，因開(kāi)關(guān)柜的部分故障常常會(huì)導(dǎo)致電路短路，開(kāi)關(guān)處的溫度也會(huì)逐漸升高，造成電阻阻值變化，相應(yīng)地對(duì)電氣設(shè)備的使用性能造成影響。傳統(tǒng)的低壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行時(shí)常常出現(xiàn)該現(xiàn)象。通過(guò)加強(qiáng)低壓開(kāi)關(guān)柜部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在母線的排布形式上采取防干擾技術(shù)，降低短路問(wèn)題發(fā)生的幾率［3］。操作開(kāi)關(guān)時(shí)，如果預(yù)留空間較小，開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭分?jǐn)鄷r(shí)因電氣間隙或者接觸問(wèn)題也很容易導(dǎo)致電路短路，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用轉(zhuǎn)角技術(shù)，這樣無(wú)論是開(kāi)關(guān)的分?jǐn)噙€是導(dǎo)通都不會(huì)影響到電氣設(shè)備的電氣性能及安全性。

（二）絕緣及抗過(guò)電壓

絕緣與抗過(guò)電壓均要求低壓開(kāi)關(guān)柜必須提升開(kāi)關(guān)柜本體的絕緣性能。通常當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，只要保證絕緣件質(zhì)量，就可以滿足電氣絕緣要求。通常選擇聚碳酸酯調(diào)配原材制備絕緣件，提升柜體整體的絕緣性能，避免引發(fā)故障。

（三）柜體的溫升特性

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)散熱影響比較明顯。如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，低壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散發(fā)，聚集在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部，隨著運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，對(duì)電氣線路及元器件的壽命和安全性產(chǎn)生影響。溫度影響電阻阻值，阻值損耗后線路中流經(jīng)的電流便會(huì)增大；適當(dāng)增大功率能夠提升電氣設(shè)備運(yùn)行效率，但如果超出了額定的荷載參數(shù)，便可能引發(fā)電氣故障。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要保障通風(fēng)口所在位置不影響散熱性能，能夠?qū)⒌蛪洪_(kāi)關(guān)柜內(nèi)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量及時(shí)散發(fā)出去［4］。性能試驗(yàn)時(shí)通過(guò)測(cè)驗(yàn)溫升，獲取可查驗(yàn)的溫升數(shù)據(jù)；條件允許時(shí)，可根據(jù)溫升數(shù)據(jù)修正初始的開(kāi)關(guān)柜框架及柜內(nèi)電氣元器件布局。

（四）電弧故障保護(hù)能力

電弧是高溫、高導(dǎo)電率的游離氣體，電流通過(guò)氣體介質(zhì)所產(chǎn)生的瞬間火花。通常在柜體結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)用絕緣隔離防范措施提高設(shè)備電弧故障保護(hù)水平，并隔離帶電導(dǎo)體，防止柜體框架帶電。由于低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)空間有限，電弧產(chǎn)生瞬間，柜內(nèi)存在高溫高壓的游離氣體，柜體需設(shè)置泄壓通道保證電氣設(shè)備和操作人員的安全。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，低壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所體現(xiàn)的相關(guān)性能，與電氣性能密切相關(guān)。優(yōu)良的柜體結(jié)構(gòu)能夠充分展現(xiàn)低壓開(kāi)關(guān)柜的電氣性能，使其在配電系統(tǒng)中發(fā)揮調(diào)節(jié)、運(yùn)輸和轉(zhuǎn)換等重要作用，進(jìn)而提升整個(gè)電力系統(tǒng)的電氣性能。