低壓配電柜的選型問題探討

    內(nèi)容提要：低壓配電柜已廣泛應(yīng)用于社會生活的各個領(lǐng)域，面對市場上種類繁多、性能各不相同的低壓配電柜產(chǎn)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(shù)參數(shù)、關(guān)鍵元件的技術(shù)要求、供配電系統(tǒng)的運行方式及聯(lián)鎖方式、外部環(huán)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(guān)鍵詞：低壓配電柜；主要元件；選型

    目前國內(nèi)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(fā)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(nèi)配電柜生產(chǎn)廠家自主研制或仿制并通過3C認(rèn)證申請型號證書的低壓配電柜，此類產(chǎn)品中的代表有GGD型交流低壓配電柜、GCK低壓抽出式開關(guān)柜、GCS低壓抽出式開關(guān)柜、MNS低壓抽出式開關(guān)柜、GCL低壓抽出式開關(guān)柜等。面對市場上種類如此繁多的低壓配電柜產(chǎn)品，如何選擇適合自己的產(chǎn)品非常重要。以下是對低壓配電柜選型時應(yīng)注意的幾方面問題進行的探討。

    1. 低壓配電柜的主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求

    1.1低壓配電柜的主要技術(shù)參數(shù)

    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(shù)參數(shù)了解，還應(yīng)關(guān)注以下幾方面參數(shù)：

    (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(chǎn)廠家給出的,成套設(shè)備中某條電路在國家標(biāo)準(zhǔn)GB7251.1-2005中規(guī)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(shè)備中某條電路在國家標(biāo)準(zhǔn)GB7251.1-2005中規(guī)定的試驗條件下，生產(chǎn)廠家規(guī)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(jù)IEC60529-1989標(biāo)準(zhǔn)由成套設(shè)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(biāo)準(zhǔn)。

    (5)內(nèi)部分隔方式：根據(jù)IEC60529-1989標(biāo)準(zhǔn)，為保護人身安全，將開關(guān)柜獨立劃分成幾個隔室的不同方式。

    (6)功能單元形式：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB7251.1-2005，元件在成套設(shè)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(jù)應(yīng)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(shù)要求做簡單的介紹[2]。

    (1)基本要求：

    使用的環(huán)境溫度上限提供；外型尺寸小型化；安裝尺寸模數(shù)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?jǐn)嗄芰?，低壓配電柜的分?jǐn)嗄芰κ且灾髂妇€的分?jǐn)嗄芰饬垦b置的分?jǐn)嗨?。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(fù)載顯示，事故的分辨率細(xì)，預(yù)警、報警功能；要求有記憶功能，能自動記錄操作次數(shù)和短路工作次數(shù)，附件齊全。第三，有機械聯(lián)鎖、開關(guān)間的聯(lián)鎖，開關(guān)與柜門間的聯(lián)鎖；附件功能模塊化；在多級保護中，要求有區(qū)域選擇性聯(lián)鎖，前級保護和后備保護逐級聯(lián)鎖，實現(xiàn)時序聯(lián)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(yīng)各種電流規(guī)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?jǐn)嗄芰?；提高耐高溫的能力，在高的環(huán)境溫度下，接觸器應(yīng)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(fù)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(zhì)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(guī)格、品牌。同時，在技術(shù)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(fù)      2.外部環(huán)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(nèi)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(chǎn)生高溫，同時運行中自身也會產(chǎn)生熱量。配電箱內(nèi)的高溫，會使低壓電器在運行中的內(nèi)部熱量難以向外散發(fā)，經(jīng)過一定時間因絕緣老化而燒壞，塑料絕緣導(dǎo)線也將會受熱老化擊穿。而且配電箱內(nèi)的電子產(chǎn)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(yán)重影響到產(chǎn)品的使用壽命、穩(wěn)定性、動作可靠性以及計量的準(zhǔn)確性。

    除了高溫的影響外，室外的配電設(shè)備還易受雷擊，雷擊所產(chǎn)生的過電壓使電器設(shè)備的絕緣受到破壞，在供電系統(tǒng)中所形成的雷電沖擊電流，其幅值可高達幾十萬安，而產(chǎn)生的雷電沖擊電壓幅值經(jīng)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(nèi)加裝控溫設(shè)備，并在配電柜箱體內(nèi)壁噴涂具有良好隔熱性能的涂料，減少熱輻射，降低箱體內(nèi)的溫度。在條件允許的情況下適當(dāng)放大配電箱尺寸，以增加箱體內(nèi)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(huán)境溫度的不同，在低壓電器和導(dǎo)線的選型過程中，各元件主要技術(shù)參數(shù)的余量必須比室內(nèi)配電柜留得多且應(yīng)擇優(yōu)選用。

    (3) 合理選擇配電柜安裝的位置；架空進戶線上應(yīng)裝設(shè)避雷器；調(diào)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(shè)備，根據(jù)具體條件和要求裝設(shè)相應(yīng)的防雷保護裝置。此外還應(yīng)注意保護裝置的合理配線和避雷器的質(zhì)量，只有這樣才能盡可能的避免雷擊事故的發(fā)生。

    3.防火與安全要求

    電氣火災(zāi)的案例在國內(nèi)外時有發(fā)生，如電纜、電線、母線槽等配電線路著火釀成的重大火災(zāi)等。因此在低壓配電柜的選型過程中，除需認(rèn)真考慮配電設(shè)備的技術(shù)要求外，電氣設(shè)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(yán)格選用合格的配線及相關(guān)設(shè)備

    首先，應(yīng)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(yōu)點。其次，應(yīng)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(zāi)發(fā)生。第三，應(yīng)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(jié)構(gòu)緊湊、占用空間位置小、選材優(yōu)良、安全可靠、防火性能好。第四，配電線路應(yīng)設(shè)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(zāi)的發(fā)生。

    2.嚴(yán)格控制配線安裝工程質(zhì)量

    配線安裝工程質(zhì)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(zhì)量,就應(yīng)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(shù)來實現(xiàn)。這也是保證整個配電柜安裝工程質(zhì)量的基礎(chǔ)。

    4.其他有關(guān)技術(shù)要求

    對于在沿海地區(qū)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(yè)的供配電工程，有的系統(tǒng)電壓等級與國內(nèi)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(guān)元件的選配。

    根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的需要，考慮是否需要通迅單元。每個工程的監(jiān)控需求不同，訂貨前就要與監(jiān)控施工單位協(xié)調(diào)好需要幾遙功能，避免不必要的投資。

    結(jié)束語

    低壓配電柜涉及的技術(shù)領(lǐng)域比較廣，對新技術(shù)發(fā)展也較為敏感。許多新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用都將帶動低壓電器的發(fā)展。隨著我國經(jīng)濟的進一步發(fā)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(yè)在引進跨國公司的低壓配電柜技術(shù)的同時，由跨國公司提供的相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)計軟件也能幫助優(yōu)化設(shè)計與成本，從而更適應(yīng)國內(nèi)要求。面對市場上琳瑯滿目低壓配電柜產(chǎn)品，用戶在選擇配電柜的型號時,應(yīng)首先了解自身所需,根據(jù)實際情況選擇最適合的柜型。其次注意主要元器件的參數(shù)與工作環(huán)境是否能滿足用戶需要。最后，不要盲目選擇技術(shù)參數(shù)比較高的配電柜,這樣易造成資源浪費。