关于低压开关柜标准化设计若干问题探讨
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摘 要：随着经济的发展，人们越来越依赖电力资源。为了满足社会生产和生活的实际需要，越来越多的设备应用于电力系统。低压开关设备就是其中之一。它实现了电力与机械的统一，影响了电能的有效分配。其结构设计和工艺特性将导致电气性能水平的相对直接的营销。因此，应强调有关低压开关设备标准化设计的几个问题。
关键词：低压开关柜；标准化设计；电力工程；问题分析
一.低压开关柜的应用现状分析
经过几十年的发展，中国的低压成套技术得到了极大的改善，在容量，安全性和可靠性方面与国际先进技术的差距大大缩小。近年来，中国的电网投资不断增加，基础配电网络建设得到了显着发展。但是，整体用电水平与国际先进水平之间仍存在差距。例如，城市和农村地区不发达，电力供应质量需要提高。提高输配电能力，建设技术先进，环保的配电网络是当前中国电力工业的重中之重。低压配电柜作为配电网的重要组成部分，直接影响着中国配电系统的稳定性和质量。低压成套设备的发展已经到了瓶颈期，其低标准化和薄弱的行业多功能性已成为制约行业发展的主要因素。
目前，国内常见的低压开关设备主要有以下四种：1MNS型抽屉式开关设备、2GCK低压抽出式开关柜、3GCS型低压抽出式开关柜、4GGD型交流低压开关柜。在低压柜的本地化生产过程中，经过不断的探索和改进，其结构越来越适合中国人的操作习惯，其实用性和可操作性也越来越高。低压成套设备行业的进入门槛较低。随着经济和社会的进步，出现了越来越多的成套设备制造商。在开放式设计，个性化生产，以及行业繁荣中，随之而来的问题也更加突出。通用性差，标准化程度低、各种制造商的生产质量参差不齐、没有完善的消除机制，这对整个行业来说是一个很大的隐患。
二.低压开关柜标准化设计的必要性
中国地域辽阔，气候和环境多种多样，特别是一些高海拔地区。随着中国西北地区的发展，在高海拔和恶劣的自然环境中，必然会增加对电力开关设备的控制，这是低压开关设备的基础。根据国家标准，低压成套产品的正常环境为2000m及以下，而海拔超过2000m的产品必须充分考虑高空环境对低压成套开关设备性能的影响，并进行根据具体需要进行相应的研发。型式试验后，投入生产。低压开关柜的机柜部件应根据不同的使用环境选择，并选择相应的防护漆或镀锌表面，以减少腐蚀。机柜中紧固件的腐蚀也是一种常见的现象，如螺栓，螺母等，直接影响机柜结构的强度。
三.低压开关柜的标准化设计
低压柜的标准化设计应按照安全，可靠，坚固，标准化，通用互换，合理分级，广泛应用的原则进行。应考虑制造商的水平和用户体验满意度。应通过改进和调整来改进低压开关设备标准化程度。根据设备需求程度，主要进行机柜，主界面和二级接口低压抽屉柜的标准设计。
3.1柜体的标准化
机柜的材料需要统一。不同材料的组装方法使得柜体的外观和结构不一致，因此材料的均匀性是设备互换性的基础。目前，有两种选择：1MNS、GCK采用铝合金板折叠的C型材，GCS采用冷轧钢板焊接的8MF型材；2MNS、GCK和GCS机柜使用C型材，但MNS和GCK使用C型材的模量为25 mm，GCS使用的C型材的模量为20 mm。门板的材料应考虑到柜体的外观颜色和防腐性能。建议使用冷轧钢板和喷涂防腐处理。机柜主框架结构的厚度要求为2.0mm，隔板和挡板等非承重板材零件的厚度为1.5mm。标准化安装孔位于机柜底部基座上的位置。设备的安装必须固定在基础上。由于各厂家基础固定孔的不一致，有必要联系设备制造商，在项目基础施工前提供基础图，进行电缆沟和固定槽钢的施工，以便于后期设备的顺利安装。因此，在安装孔标准化后，业主可以根据标准图纸直接施工，减少通信环节，节省施工时间，降低施工安装风险。
3.2 功能单元标准化
功能单元的标准化包括结构和尺寸的标准化，其又包括输入框架断路器的安装结构，馈线抽屉电路结构和馈线分离结构。尺寸的标准化包括确定母线安装的位置，输入框架断路器的安装高度，双框架馈线柜断路器的安装高度以及不同抽屉单元的高度。另外，柜门板的高度和厚度需要统一，以提高柜体的标准度。
3.3 一次接口标准化
主接口模式包括：1个进线模式；2进线柜与变压器之间的接口方式；3主要总线系统。低压柜的常见输入线包括铜排柜顶部入口线，镀铜柜侧入口线，电缆柜顶部入口线和电缆底部入口线。进线柜和变压器的接口方式应确定机柜顶部母线桥是否进线或侧面是否直接连接到机柜。如果采用机柜顶部框架进入模式，机柜顶部的顶板需要确定入口孔的尺寸和保护方式。如果采用直接进入机柜侧面的方法，低压机柜的侧密封板需要配备铜排孔。常见的方法是低压柜的铜排侧从机柜突出200mm并且在变压器中重叠。主母线系统建议基于三相五线制。电流规格根据系统的额定电流确定。根据通用系统电流规范，可以确定常见的系统电流铜母线规格，如800A，1250A，1600A，2000A，2500A和3200A。根据调查数据，大多数制造商使用镀锌圆铜排易于加工和连接。考虑到系统的安全性和稳定性，母线系统的短时耐受电流应根据额定电流确定。
3.4 二次接口标准化
辅助接口应确定断路器和智能电表的通信接口模式。目前，通常使用RS 485通信，并且屏蔽线连接在通信端口和辅助终端之间。进线柜的仪表必须满足电流，电压，频率，功率，功率因数和无功功率的参数，并配置断路器状态输入。母柜和馈线柜仪表必须满足回路电流，电压等参数的测量要求。仪器室应设置在进柜的前面，并应保留电表，接线盒和收集器的安装位置。当计量要求很高时，应设置独立的计量室并用铅密封。另外相关仪器，分/关键和指示灯应按标准排列，仪表元件数量统一要求。二次回路导线直径要求是控制回路采用1.5mm2导线；计量电路电流和电压分别为4mm2和2.5mm2的硬线；通信电路采用1mm2屏蔽线。计量循环应该由相序分开，其余的循环不需要按相序分开。
四.结束语
低压开关设备广泛用于社会生产，它影响电力系统的运行和分配。随着经济的多样化，人们对低压开关设备提出了越来越多的要求。为了满足实际需要，设计人员应注意低压开关设备的设计。设计人员应掌握不同结构形式的低压开关设备的工艺特点，认真开展设计和生产工作，努力提高开关设备的性能，确保其功能可以充分利用。
参考文献：
[1] 高低壓开关柜的结构设计和工艺特点的相关探讨 [J] 山东工业技术2018.01.01
[2] 低压开关柜标准化设计分析 [J] 电气技术 2019.02.26
[3] 低压开关柜的发展趋势与改进思路 [J] 科技展望 于竞 2018.08
（作者单位：盈峰环境科技集团股份有限公司）
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