低压配电柜的选型问题探讨

　　内容提要：低压配电柜已广泛应用于社会生活的各个领域，面对市场上种类繁多、性能各不相同的低压配电柜产品，如何选择非常重要。本文通过介绍低压配电柜的主要技术参数、关键元件的技术要求、供配电系统的运行方式及联锁方式、外部环境对配电柜运行的影响等问题，就低压配电柜的选型问题进行了探讨。
　　关键词：低压配电柜；主要元件；选型
　　目前国内常用的低压配电柜大致可分为两种[1]：一种是国际电气有限公司所研制开发带有其品牌的低压配电柜，其代表有法国施耐德电气有限公司的PrismaP、BLOKSET低压配电柜，德国西门子股份公司的Sivcon低压配电柜，瑞士ABB电器有限公司的MNS3低压配电柜等；另一种是国内配电柜生产厂家自主研制或仿制并通过3C认证申请型号证书的低压配电柜，此类产品中的代表有GGD型交流低压配电柜、GCK低压抽出式开关柜、GCS低压抽出式开关柜、MNS低压抽出式开关柜、GCL低压抽出式开关柜等。面对市场上种类如此繁多的低压配电柜产品，如何选择适合自己的产品非常重要。以下是对低压配电柜选型时应注意的几方面问题进行的探讨。
　　1. 低压配电柜的主要技术参数和技术要求
　　1.1低压配电柜的主要技术参数
　　用户在选购低压配电柜时，不仅要对配电柜的额定电压、额定电流、额定频率、柜体外形尺寸等技术参数了解，还应关注以下几方面参数：
　　(1)主母线最大额定电流：主母线最大能够承载的电流的额定值。
　　(2)额定短时耐受电流：由生产厂家给出的,成套设备中某条电路在国家标准GB7251.1-2005中规定的试验条件下能安全承载的短时耐受电流方均根值。
　　(3)峰值短时耐受电流：成套设备中某条电路在国家标准GB7251.1-2005中规定的试验条件下，生产厂家规定此电路能够圆满地承受的峰值电流。
　　(4)外壳防护等级：根据IEC60529-1989标准由成套设备提供的防止触及带电部件，以及外来固体的侵入和液体的进入的等级。具体等级划分详见IEC60529标准。
　　(5)内部分隔方式：根据IEC60529-1989标准，为保护人身安全，将开关柜独立划分成几个隔室的不同方式。
　　(6)功能单元形式：根据国家标准GB7251.1-2005，元件在成套设备中的安装方式。
　　1.2低压配电柜对主要元件的要求
　　低压配电柜根据应用场合和功能的不同，其所包含的元件也会有所不同。本文只对配电柜中几种常用的元件的技术要求做简单的介绍[2]。
　　(1)基本要求：
　　使用的环境温度上限提供；外型尺寸小型化；安装尺寸模数化，安装方式多元化；功能模块化，组装积木化，以利于功能增减和缩短维修时间。
　　(2)对断路器的要求：
　　首先，要具备高分断能力，低压配电柜的分断能力是以主母线的分断能力衡量装置的分断水平。其次，要求能左右安装，进出线方向可互换；具有三段保护和接地保护功能，有不平衡负载显示，事故的分辨率细，预警、报警功能；要求有记忆功能，能自动记录操作次数和短路工作次数，附件齐全。第三，有机械联锁、开关间的联锁，开关与柜门间的联锁；附件功能模块化；在多级保护中，要求有区域选择性联锁，前级保护和后备保护逐级联锁，实现时序联锁脱扣；第四，安装方式多样化，并有通电、试验和抽出位置显示。
　　(3)对交流接触器的要求
　　具有多种功能模块，能适应各种电流规格的需要，能采用积木式安装；提高耐受过载电流的能力和分断能力；提高耐高温的能力，在高的环境温度下，接触器应有可靠的动作特性。
　　(4)对热继电器的要求
　　具有三相平衡，不平衡过载及不断相保护功能。有手动、自动复位功能和脱扣显示功能；限制自身热耗；扩大温度补偿范围。
　　为了防止误用低价质次的元件，影响配电柜日后使用的性能，用户订货时最好注明所用框架、断路器、互感器等主要元件的型号规格、品牌。同时，在技术交底过程中，有时也要接受制造厂的合理化建议，避免选用远远超过配电负荷需要的技术指标，造成不必要的投资、材料的浪费和维护费的增加。
　　2.外部环境要求
　　由于实际工作条件的要求，在许多情况下低压配电柜需要安装在室外，因此室外配电箱内所选用的低压电器在运行时很容易受天气的影响。
　　它们将受到阳光的直接照射产生高温，同时运行中自身也会产生热量。配电箱内的高温，会使低压电器在运行中的内部热量难以向外散发，经过一定时间因绝缘老化而烧坏，塑料绝缘导线也将会受热老化击穿。而且配电箱内的电子产品如无功补偿电容器、电子型计量表等，在高温下运行时就会严重影响到产品的使用寿命、稳定性、动作可靠性以及计量的准确性。
　　除了高温的影响外，室外的配电设备还易受雷击，雷击所产生的过电压使电器设备的绝缘受到破坏，在供电系统中所形成的雷电冲击电流，其幅值可高达几十万安，而产生的雷电冲击电压幅值经常为几十万伏，甚至几百万伏，故破坏性极大。
　　综合上述情况对低压配电柜的选型提出以下几点建议：
　　(1) 在配电柜选型时，要求厂家在箱体内加装控温设备，并在配电柜箱体内壁喷涂具有良好隔热性能的涂料，减少热辐射，降低箱体内的温度。在条件允许的情况下适当放大配电箱尺寸，以增加箱体内各元器件的安全距离，这样既有利于操作维护和更换配件，同时又能增强整体的散热能力。
　　(2) 考虑到环境温度的不同，在低压电器和导线的选型过程中，各元件主要技术参数的余量必须比室内配电柜留得多且应择优选用。
　　(3) 合理选择配电柜安装的位置；架空进户线上应装设避雷器；调整低压配电柜与避雷针引下接地线的距离；改善避雷线接地电阻；对配电线路及配电线路上安装的各种配电设备，根据具体条件和要求装设相应的防雷保护装置。此外还应注意保护装置的合理配线和避雷器的质量，只有这样才能尽可能的避免雷击事故的发生。
　　3.防火与安全要求
　　电气火灾的案例在国内外时有发生，如电缆、电线、母线槽等配电线路着火酿成的重大火灾等。因此在低压配电柜的选型过程中，除需认真考虑配电设备的技术要求外，电气设备、配电线路所采用的各类电缆、电线、母线槽更需要采取阻燃化、难燃化和不燃化的措施[3]。
　　1.严格选用合格的配线及相关设备
　　首先，应选用阻燃型电缆和电线，因其具有耐高温、不易着火或着火后不延燃、离开火源可以自熄等优点。其次，应在电缆外加装阻燃保护装置，如铜护套氧化镁粉绝缘铜芯不燃电缆，其外部的护套可有效阻止火灾发生。第三，应选用耐火性能良好的母线槽，如密集型插接式母线槽，它体积小、结构紧凑、占用空间位置小、选材优良、安全可靠、防火性能好。第四，配电线路应设过载保护和短路保护，这样能迅速切断线路的电源，避免火灾的发生。
　　2.严格控制配线安装工程质量
　　配线安装工程质量将直接影响配电柜的防火及安全性能，要保证配线电气安装工程的施工质量,就应选用合格的管、线材料来保证，且必须用合理的施工工艺技术来实现。这也是保证整个配电柜安装工程质量的基础。
　　4.其他有关技术要求
　　对于在沿海地区使用的配电柜，需考虑柜体材料采用冷轧钢板或是敷铝锌钢板，柜体板材作三防处理，元件采用三防型。
　　对于一些外资企业的供配电工程，有的系统电压等级与国内常用AC380V不同，有的为AC220V，有的为AC470V。选用时注明，可以使制造厂注意到并做好相关元件的选配。
　　根据监控系统的需要，考虑是否需要通迅单元。每个工程的监控需求不同，订货前就要与监控施工单位协调好需要几遥功能，避免不必要的投资。
　　结束语
　　低压配电柜涉及的技术领域比较广，对新技术发展也较为敏感。许多新技术的发展与应用都将带动低压电器的发展。随着我国经济的进一步发展，市场竞争日趋激励,国外巨头纷纷抢滩中国市场。各合资企业在引进跨国公司的低压配电柜技术的同时，由跨国公司提供的相应的系统设计软件也能帮助优化设计与成本，从而更适应国内要求。面对市场上琳琅满目低压配电柜产品，用户在选择配电柜的型号时,应首先了解自身所需,根据实际情况选择最适合的柜型。其次注意主要元器件的参数与工作环境是否能满足用户需要。最后，不要盲目选择技术参数比较高的配电柜,这样易造成资源浪费。
　　
　　参考文献：
　　[1]曹光，冯宇虹.低压配电柜的技术创新及发展.上海电力.2006(4)：426-428
　　[2]姚晴洲.我国低压电器的现状与亟待解决的问题.电气时代.2006(6)：134-136
　　[3]王怀龙，曹富贵.民用建筑电气线路防火系统设计初探.科技信息.2007：219