低壓配電柜的選型問題探討

    內容提要：低壓配電柜已廣泛應用于社會生活的各個領域，面對市場上種類繁多、性能各不相同的低壓配電柜產品，如何選擇非常重要。本文通過介紹低壓配電柜的主要技術參數、關鍵元件的技術要求、供配電系統的運行方式及聯鎖方式、外部環境對配電柜運行的影響等問題，就低壓配電柜的選型問題進行了探討。

    關鍵詞：低壓配電柜；主要元件；選型

    目前國內常用的低壓配電柜大致可分為兩種[1]：一種是國際電氣有限公司所研制開發帶有其品牌的低壓配電柜，其代表有法國施耐德電氣有限公司的PrismaP、BLOKSET低壓配電柜，德國西門子股份公司的Sivcon低壓配電柜，瑞士ABB電器有限公司的MNS3低壓配電柜等；另一種是國內配電柜生產廠家自主研制或仿制并通過3C認證申請型號證書的低壓配電柜，此類產品中的代表有GGD型交流低壓配電柜、GCK低壓抽出式開關柜、GCS低壓抽出式開關柜、MNS低壓抽出式開關柜、GCL低壓抽出式開關柜等。面對市場上種類如此繁多的低壓配電柜產品，如何選擇適合自己的產品非常重要。以下是對低壓配電柜選型時應注意的幾方面問題進行的探討。

    1. 低壓配電柜的主要技術參數和技術要求

    1.1低壓配電柜的主要技術參數

    用戶在選購低壓配電柜時，不僅要對配電柜的額定電壓、額定電流、額定頻率、柜體外形尺寸等技術參數了解，還應關注以下幾方面參數：

    (1)主母線最大額定電流：主母線最大能夠承載的電流的額定值。

    (2)額定短時耐受電流：由生產廠家給出的,成套設備中某條電路在國家標準GB7251.1-2005中規定的試驗條件下能安全承載的短時耐受電流方均根值。

    (3)峰值短時耐受電流：成套設備中某條電路在國家標準GB7251.1-2005中規定的試驗條件下，生產廠家規定此電路能夠圓滿地承受的峰值電流。

    (4)外殼防護等級：根據IEC60529-1989標準由成套設備提供的防止觸及帶電部件，以及外來固體的侵入和液體的進入的等級。具體等級劃分詳見IEC60529標準。

    (5)內部分隔方式：根據IEC60529-1989標準，為保護人身安全，將開關柜獨立劃分成幾個隔室的不同方式。

    (6)功能單元形式：根據國家標準GB7251.1-2005，元件在成套設備中的安裝方式。

    1.2低壓配電柜對主要元件的要求

    低壓配電柜根據應用場合和功能的不同，其所包含的元件也會有所不同。本文只對配電柜中幾種常用的元件的技術要求做簡單的介紹[2]。

    (1)基本要求：

    使用的環境溫度上限提供；外型尺寸小型化；安裝尺寸模數化，安裝方式多元化；功能模塊化，組裝積木化，以利于功能增減和縮短維修時間。

    (2)對斷路器的要求：

    首先，要具備高分斷能力，低壓配電柜的分斷能力是以主母線的分斷能力衡量裝置的分斷水平。其次，要求能左右安裝，進出線方向可互換；具有三段保護和接地保護功能，有不平衡負載顯示，事故的分辨率細，預警、報警功能；要求有記憶功能，能自動記錄操作次數和短路工作次數，附件齊全。第三，有機械聯鎖、開關間的聯鎖，開關與柜門間的聯鎖；附件功能模塊化；在多級保護中，要求有區域選擇性聯鎖，前級保護和后備保護逐級聯鎖，實現時序聯鎖脫扣；第四，安裝方式多樣化，并有通電、試驗和抽出位置顯示。

    (3)對交流接觸器的要求

    具有多種功能模塊，能適應各種電流規格的需要，能采用積木式安裝；提高耐受過載電流的能力和分斷能力；提高耐高溫的能力，在高的環境溫度下，接觸器應有可靠的動作特性。

    (4)對熱繼電器的要求

    具有三相平衡，不平衡過載及不斷相保護功能。有手動、自動復位功能和脫扣顯示功能；限制自身熱耗；擴大溫度補償范圍。

    為了防止誤用低價質次的元件，影響配電柜日后使用的性能，用戶訂貨時最好注明所用框架、斷路器、互感器等主要元件的型號規格、品牌。同時，在技術交底過程中，有時也要接受制造廠的合理化建議，避免選用遠遠超過配電負      2.外部環境要求

    由于實際工作條件的要求，在許多情況下低壓配電柜需要安裝在室外，因此室外配電箱內所選用的低壓電器在運行時很容易受天氣的影響。

    它們將受到陽光的直接照射產生高溫，同時運行中自身也會產生熱量。配電箱內的高溫，會使低壓電器在運行中的內部熱量難以向外散發，經過一定時間因絕緣老化而燒壞，塑料絕緣導線也將會受熱老化擊穿。而且配電箱內的電子產品如無功補償電容器、電子型計量表等，在高溫下運行時就會嚴重影響到產品的使用壽命、穩定性、動作可靠性以及計量的準確性。

    除了高溫的影響外，室外的配電設備還易受雷擊，雷擊所產生的過電壓使電器設備的絕緣受到破壞，在供電系統中所形成的雷電沖擊電流，其幅值可高達幾十萬安，而產生的雷電沖擊電壓幅值經常為幾十萬伏，甚至幾百萬伏，故破壞性極大。

    綜合上述情況對低壓配電柜的選型提出以下幾點建議：

    (1) 在配電柜選型時，要求廠家在箱體內加裝控溫設備，并在配電柜箱體內壁噴涂具有良好隔熱性能的涂料，減少熱輻射，降低箱體內的溫度。在條件允許的情況下適當放大配電箱尺寸，以增加箱體內各元器件的安全距離，這樣既有利于操作維護和更換配件，同時又能增強整體的散熱能力。

    (2) 考慮到環境溫度的不同，在低壓電器和導線的選型過程中，各元件主要技術參數的余量必須比室內配電柜留得多且應擇優選用。

    (3) 合理選擇配電柜安裝的位置；架空進戶線上應裝設避雷器；調整低壓配電柜與避雷針引下接地線的距離；改善避雷線接地電阻；對配電線路及配電線路上安裝的各種配電設備，根據具體條件和要求裝設相應的防雷保護裝置。此外還應注意保護裝置的合理配線和避雷器的質量，只有這樣才能盡可能的避免雷擊事故的發生。

    3.防火與安全要求

    電氣火災的案例在國內外時有發生，如電纜、電線、母線槽等配電線路著火釀成的重大火災等。因此在低壓配電柜的選型過程中，除需認真考慮配電設備的技術要求外，電氣設備、配電線路所采用的各類電纜、電線、母線槽更需要采取阻燃化、難燃化和不燃化的措施[3]。

    1.嚴格選用合格的配線及相關設備

    首先，應選用阻燃型電纜和電線，因其具有耐高溫、不易著火或著火后不延燃、離開火源可以自熄等優點。其次，應在電纜外加裝阻燃保護裝置，如銅護套氧化鎂粉絕緣銅芯不燃電纜，其外部的護套可有效阻止火災發生。第三，應選用耐火性能良好的母線槽，如密集型插接式母線槽，它體積小、結構緊湊、占用空間位置小、選材優良、安全可靠、防火性能好。第四，配電線路應設過載保護和短路保護，這樣能迅速切斷線路的電源，避免火災的發生。

    2.嚴格控制配線安裝工程質量

    配線安裝工程質量將直接影響配電柜的防火及安全性能，要保證配線電氣安裝工程的施工質量,就應選用合格的管、線材料來保證，且必須用合理的施工工藝技術來實現。這也是保證整個配電柜安裝工程質量的基礎。

    4.其他有關技術要求

    對于在沿海地區使用的配電柜，需考慮柜體材料采用冷軋鋼板或是敷鋁鋅鋼板，柜體板材作三防處理，元件采用三防型。

    對于一些外資企業的供配電工程，有的系統電壓等級與國內常用AC380V不同，有的為AC220V，有的為AC470V。選用時注明，可以使制造廠注意到并做好相關元件的選配。

    根據監控系統的需要，考慮是否需要通迅單元。每個工程的監控需求不同，訂貨前就要與監控施工單位協調好需要幾遙功能，避免不必要的投資。

    結束語

    低壓配電柜涉及的技術領域比較廣，對新技術發展也較為敏感。許多新技術的發展與應用都將帶動低壓電器的發展。隨著我國經濟的進一步發展，市場競爭日趨激勵,國外巨頭紛紛搶灘中國市場。各合資企業在引進跨國公司的低壓配電柜技術的同時，由跨國公司提供的相應的系統設計軟件也能幫助優化設計與成本，從而更適應國內要求。面對市場上琳瑯滿目低壓配電柜產品，用戶在選擇配電柜的型號時,應首先了解自身所需,根據實際情況選擇最適合的柜型。其次注意主要元器件的參數與工作環境是否能滿足用戶需要。最后，不要盲目選擇技術參數比較高的配電柜,這樣易造成資源浪費。