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1、低压配电柜基础知识,设备部电气专业2013.3,内容 低压开关柜的定义,功能及分类 低压开关柜的主要组成部分及基本结构 低压开关柜的主要技术参数 常用低压成套装置介绍 基础知识简介 低压配电装置检修 低压开关柜常见故障及处理方法 低压电器施工及验收规范,低压开关柜的定义,一个或多个低压开关设备和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，由制造厂家负责完成所有内部的电气和机械的连接，用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。,低压开关柜的功能及作用,电能分配转换马达控制无功功率补偿保护人身防止触电(直接和间接接触)保护设备防止免受外界环境影响,低压开关柜的三大重要标准：,GB7251.1 低压
2、成套开关设备和控制设备 第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备IEC60439.1 低压成套开关设备和控制设备 第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备GB/T 15576-2008 低压成套无功功率补偿装置,固定式:PC或MCC回路,低压开关柜分类1,抽出式:PC或MCC回路,按结构分：,按用途分：配电用:馈电柜 (PC:Power Center)75kW及以上电动机和100kW以上的静态负荷直接由PC供电，控制用:马达控制柜 (MCC: Motor Control Center)75kW以下电动机及其它用电设备由MCC供电。补偿用:如无功功率补偿柜 (电容器柜）,低压开关柜分类2,开关柜
3、的基本结构定义：为保护人身和设备安全，将开关柜 独立划分成几个隔室的不同方式隔室分类：母线室：包括水平母线室与垂直母线室功能单元室(开关隔室)电缆出线室：包括电缆室二次设备室,母线室,电缆出线室,功能单元室,二次室,低压开关柜的主要组成部分,柜体：开关柜的外壳骨架及内部的安装、支撑件母线：一种可与几条电路分别连接的低阻抗导体功能单元：完成同一功能的所有电气设备和机械 部件（包括进线单元和出线单元）,柜体,母线,功能单元,电缆出线,开关柜的主要技术参数,额定电流(通常同进线开关大小相同)额定电压/额定绝缘电压(400/1000V)进出线方式额定短时耐受电流( Icw/1s)柜体内部功能区域的划分
4、(隔离方式)外壳防护等级安装地点及方式外形尺寸(同用户现场面积有关)颜色及表面处理接地系统,上进,下进,侧进,后进,进线 (插接式母线槽或电缆）方式上进线下进线侧进线后进线,后进,前接线,后接线,出线方式(插接式母线或电缆)前出线（顶部或底部）可以进行靠墙安装后出线（顶部或底部）不可以进行靠墙安装,母线的分类：主母线(水平母线）: 连接一条或几条配电母线和或进线和出线单元的母线配电母线（垂直母线）： 框架单元内的一条母线，它连接在主母线上，并由它向 出线单元供电,配电母线,主母线,母线的基本要素：母线的额定电流及规格(母线的载流量及横截面)母线的额定短时耐受电流Icw及额定峰值耐受电流Ipk
5、Icw: 母线在规定的试验条件下,能安全承载的短时电流的 方均根值(通常为1秒) Ipk: 母线在规定的试验条件下,能安全承载的峰值电流 Ipk=2.2 Icw母线的表面处理 为达到某种要求，而对母线表面进行一定的处理，如镀银、镀锡、镀镍等,功能单元分类固定式 ：主电路的连接只能在开关柜断电的情况下进行接线和断开可移式（固定分隔式）：主电路带电的情况下亦可安全的从主电路上断开或接通，具有连接和移出位置抽出式：主电路带电的情况下亦可安全的从主电路上断开或接通，具有连接、试验、分离、移出位置,安装地点及安装方式,安装地点分类：室内安装室外安装安装方式分类：靠墙安装离墙安装固定方式分类：螺栓固定电焊
6、固定,颜色及表面处理,每种柜型均有自己的标准推荐颜色也可以按用户的要求确定表面处理 - 喷漆 - 环氧树脂静电粉末喷涂,常用低压成套开关柜,用途GGD型交流低压配电柜适用于变电站,发电厂,厂矿企业等电力用户的交流50Hz,额定工作电压380V,额定工作电流1000-3150A的配电系统,作为动力,照明及发配电设备的电能转换,分配与控制之用.,一、GGD型交流低压配电柜,型号说明,柜体的防护等级为IP30,用户也可根据环境的要求在IP20IP40之间选择.,结构特点,GGD型交流低压配电柜的柜体采用通用柜形式,构架用8MF冷弯型钢局部焊接组装而成,并有20模的安装孔,通用系数高,GGD柜充分考虑
7、散热问题.在柜体上下两端均有不同数量的散热槽孔,当柜内电器元件发热后,热量上升,通过上端槽孔排出,而冷风不断地由下端槽孔补充进柜,使密封的柜体自下而上形成一个自然通风道,达到散热的目的,GGD柜按照现代化工业产品造型设计的要求,采用黄金分割比的方法设计柜体外形和各部分的分割尺寸,使整柜美观大方,面目一新,柜体的顶盖在需要时可拆除,便于现场主母线的装配和调整,柜顶的四角装有吊环,用于起吊和装运,设计举例,设计院系统蓝图,变配电室设备平面布置图,设计举例,柜体平面布置开孔图,系统图,用途GCK低压抽出式开关柜(以下简称开关柜)由动力配电中心(PC)柜和电动机控制中心(MCC)两部分组成.该装置适用
8、于交流50(60)HZ,额定工作电压小于等于660V,额定电流4000A及以下的控配电系统,作为动力配电,电动机控制及照明等配电设备,型号说明,二、 GCK低压抽出式开关柜,开关柜的顶部根据受电需要可装母线桥,结构特点,整柜采用拼装式组合结构,模数孔安装,零部件通用性强,适用性好,标准化程度高,柜体上部为母线室,前部为电器室,后部为电缆进出线室,各室间有钢板或绝缘板作隔离,以保证安全,MCC柜抽屉小室的门与断路器或隔离开关的操作手柄设有机械联锁,只有手柄在分断位置时门才能开启,受电开关,联络开关及MCC柜的抽屉具有三个位置:接通位置,试验位置,断开位置,用途GCS型低压抽出式开关柜使用于三相交
9、流频率为50Hz,额定工作电压为400V(690V),额定电流为4000A及以下的发,供电系统中的作为动力,配电和电动机集中控制,电容补偿之用.广泛应用于发电厂,石油,化工,冶金,纺织,高层建筑等场所,也可用在大型发电厂,石化系统等自动化程度高,要求与计算机接口的场所.,型号说明,三、 GCS低压抽出式开关柜,抽屉高度的模数为160mm.抽屉改变仅在高度尺寸上变化,其宽度,深度尺寸不变.相同功能单元的抽屉具有良好的互换性.单元回路额定电流630A及以下,结构特点,框架采用8MF型开口型钢,主构架上安装模数为E=20mm和100mm的9.2mm的安装孔,使得框架组装灵活方便,开关柜的各功能室相互
10、隔离,其隔室分为功能单元室,母线室和电缆室.各室的作用相对独立,水平母线采用柜后平置式排列方式,以增强母线抗电动力的能力,是使主电路具备高短路强度能力的基本措施,电缆隔室的设计使电缆上,下进出均十分方便,抽屉面板具有分,合,试验,抽出等位置的明显标志.抽屉单元设有机械联锁装置.1抽屉单元为主体,同时具有抽出式和固定性,可以混合组合,任意使用,用途 MNS型低压抽出式成套开关设备(以下简称开关柜)为适应电力工业发展的需求,参考国外MNS系列低压开关柜设计并加以改进开发的高级型低压开关柜,该产品符合国家标准GB7251,VDE660和ZBK36001-89低压抽出式成套开关设备,国际标准IEC43
11、9规定MNS型低压开关柜适应各种供电,配电的需要,能广泛用于发电厂,变电站,工矿企业,大楼宾馆,市政建设等各种低压配电系统,三、 MNS低压抽出式开关柜,结构件通用性强,组装灵活,以E=25mm为模数,结构及抽出式单元可以任意组合,以满足系统设计的需要,结构特点,框架为组合式结构,基本骨架由C型钢材组装而成.柜架的全部结构件经过镀锌处理,通过自攻锁紧螺钉或8.8级六角螺栓坚固连接成基本柜架,加上对应于方案变化的门,隔板,安装支架以及母线功能单元等部件组装成完整的开关柜.开关柜内部尺寸,零部件尺寸,隔室尺寸均按照模数化(E=25mm)变化,每一个柜体分隔为三个室,即水平母线室(在柜后部),抽屉小
12、室(在柜前部),电缆室(在柜下部或柜前右边).室与室之间用钢板或高强度阻燃塑料功能板相互隔开,上下层抽屉之间有带通风孔的金属板隔离,以有效防止开关元件因故障引起的飞弧或母线与其它线路短路造成的事故,MNS型低压开关柜的结构设计可满足各种进出线方案要求:上进上出,上进下出,下进上出,下进下出,设计紧凑:以较小的空间容纳较多的功能单元,结构特点,母线用高强度阻燃型,高绝缘强度的塑料功能板保护,具有抗故障电弧性能,使运行维修安全可靠,各种大小抽屉的机械联锁机构符合标准规定,有连接,试验,分离三个明显的位置,安全可靠,采用标准模块设计:分别可组成保护,操作,转换,控制,调节,测定,指示等标准单元,可以
13、根据要求任意组装,采用高强度阻燃型工程塑料,有效加强了防护安全性能,设计举例,设计院系统蓝图,设计举例,柜体平面布置开孔图,系统图,各种型号开关柜的区别GCS,GCK,MNS,GGD开关柜区别GGD是固定柜,GCK,GCS,MNS是抽屉柜.GCK柜和GCS,MNS柜抽屉推进机构不同;GCS柜只能做单面操作柜,柜深800mm,MNS柜可以做双面操作柜,柜深1000mm.,各种型号开关柜优缺点大体而言:抽出式柜较省地方,维护方便,出线回路多,但造价贵;而固定式的相对出线回路少,占地较多.如果客户提供的地点太少,做不了固定式的要改为做抽出式.,GGD型交流低压开关柜:该开关柜具有机构合理,安装维护方
14、便,防护性能好,分断能力高等优点,容量大,分段能力强,动稳定性强,电器方案适用性广等优点,可作为换代产品使用.缺点:回路少,单元之间不能任意组合且占地面积大,不能与计算机联络.,GCK开关柜且具有分断能力高,动热稳定性好,结构先进合理,电气方案灵活,系列性,通用性强,各种方案单元任意组合.一台柜体,容纳的回路数较多,节省占地面积,防护等级高,安全可靠,维修方便等优点.缺点:水平母线设在柜顶垂直母线没有阻燃型塑料功能板,不能与计算机联络.,GCS低压抽出式开关柜:具有较高技术性能指标,能够适应电力市场发展需要,并可与现有引进的产品竞争.根据安全,经济,合理,可靠的原则设计的新型低压抽出式开关柜,
15、还具有分断,接通能力高,动热稳定性好,电气方案灵活,组合方便,系列性实用性强,结构新颖,防护等级高等特点.缺点: 动静触头接插件接触不紧密，易出现发热、涡流、松动。,MNS系列产品优点:设计紧凑:以较小的空间能合纳较多的功能单元.结构通用性强,组装灵活:以25mm为模数的C型型材能满足各种结构形式,防护等级及使用环境的要求.采用标准模块设计:分别可组成保护,操作,转换,控制,调节,指示等标准单元,用户可根据需要任意选用组装.技术性能高.主要参数达到当代国际技术水平.压缩场地.三化程度高,可大大压缩储存和运输预制作的场地.装配方便.不需要特殊复杂性,整体比较,Xl-21动力配电箱,XL-21系列
16、动力配电箱适合工业与民用建筑中做交流频率50Hz、电压500V及以下、三相四线电力系统的动力配电和照明配电用。,型号说明,常用外形尺寸 600（W)*1700(H)*400(D),XX(R)M 配电箱 应用范围： 照明开关配电箱广泛用于住宅、高级办公楼、高级公寓、工矿企业、车间、厂房作为单相二线、单相三线、三相四线、三相五线制供电系统中的户内照明配电及小型动力的配电设备使用。,常用外形尺寸 400（W)*500(H)*200(D),模数化终端组合配电箱,国产PZ30,施耐德天翼系列,配电干线系统图,基础知识简介,额定值,1.额定电压 额定电压为开关设备所在系统的最高电压上限。目前我国常用的电压
17、等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，1000KV。 2.额定绝缘水平衡量开关设备绝缘水平两个非常重要指标：额定短时工频耐受电压（1min）和额定雷电冲击耐受电压。电力行业标准比GB11022要求高些，电力行业标准DL/T593还规定便于现场测量的空气绝缘距离。,3.额定频率 额定频率的标准值为16.67Hz、25Hz、50Hz。 三相开关设备的额定频率标准值为50Hz。4.额定电流 开关设备的额定电流是开关设备在规定使用和性能条件下能持续通过的电流有效值。如630A、1250A、3150A。 功能单元是以单元内各主回路元件中具有
18、最小额定电流的元件的值，作为该单元的额定电流。 5.额定短时耐受电流（热稳定） 在规定使用和性能条件下，在规定的短时间内，开关设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。 20kA、 25kA 、 31.5kA 、 40kA 、 50kA,6.额定峰值耐受电流（动稳定） 在规定使用和性能条件下，开关设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。 50kA、 63kA 、 80kA 、 100kA 、 130kA 。 额定峰值耐受电流一般取额定短时耐受电流的2.55倍。7.额定短路持续时间 开关设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。 0.5S，1S， 2S ，3S，4S。,
19、电气间隙,在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离。即在保证电气性能稳定和安全的情况下，通过空气能实现绝缘的最短距离。,爬电距离,即在不同的使用情况下，由于导体周围的绝缘材料被电极化，导致绝缘材料呈现带电现象。此带电区（导体为圆形时，带电区为环形）的半径，即为爬电距离； 爬电距离在绝缘材料表面会形成泄漏电流路径。若这些泄漏电流路径构成一条导电通路，则出现表面闪络或击穿现象。绝缘材料的这种变化需要一定的时间，它是由长时间加在器件上的工作电压所引起的，器件周围环境的污染能加速这一变化,实例,1.GCS产品外壳防护等级IP4X ，隔室间防护等级IP2X。 IP4X：能阻挡
20、直径大于1mm金属丝或厚度大于1.0mm窄条物体进入柜内； IP2X：能阻挡手指或直径大于12.5mm物体进入其他隔室。2.GGD产品外壳防护等级IP3X 。 IP3X：能阻挡直径或厚度大于2.5mm工具、金属丝进入柜内。3.MNS低压抽出式开关柜外壳防护等级最高可达IP54 。 IP54：能阻挡灰尘和在溅水条件下水进入柜内。,实例,某配电室设计变压器容量1250KVA,请问其低压进线断路器额定电流是多大？水平母排应选用多大？电容补偿最低按多少Kvar考虑补偿?,公式：,查表：Ir=1804.27 低压断路器额定电流 In=2500A水平母排： 3*100*10+2*80*8电容补偿容量： 3
21、0*8+30*6 Kvar,低压配电装置检修,DL/T 596-1996 电力设备预防性试验规程,规范性引用文件,GB 50171-92 电器装置安装工程盘柜及二次回路接线施工及验收规程,GB 50254-96 电器装置安装工程低压电器施工及验收规程,GB 50258-96 1000V及以下配线工程施工及验收规程,GB 50254-96 电气装置安装工程低压电器施工及验收规范,检修周期及检修项目,1.检修间隔及检修停用时间的确定 1.1 检修间隔及检修停用时间取决于设备技术工况。 1.2 每周进行一次维护性检查，每年应进行小修，四年五年应 进行大修，具体工期视项目而定。 1.3 在发现异常情况
22、以及断路器操动机构达到规定的操作次数时应进行临时检修。 1.4 母线、电缆每年应进行绝缘电阻检查，并做好记录。 1.5 对电气回路应每月检查一次，对脱线、异味、烧头、损坏的元器件应及时更换处理。 1.6 推行设备的状态检修,根据设备的使用情况合理安排,保证设备的性能。 2.检修项目开关柜检修项目主要包括：开关柜检修；母线检修；二次回路及各电气元件检查，开关座检修；开关附件检修。,检修工艺步骤及质量标准1,检修工艺步骤及质量标准2,检修工艺步骤及质量标准3,检修工艺步骤及质量标准4,检修工艺步骤及质量标准5,低压开关柜常见故障 及处理方法,电源侧的导线接在进线端，即固定触头接线端，负荷侧导线接在
23、出线端，即可动触头接线端，目的为了安全，断电后，以负荷侧不带电为原则。,低压电器施工及验收规范1,设计施工图一般只给出电气设备平面示意位置，安装高度及与周围的距离要求没有具体规定，根据各地施工经验及调研情况作出距地面高度的规定。对侧面有操作手柄的电器，为了便于操作和维修，将手柄和建筑物距离规定为不宜小于2000mm。,低压断路器的安装,应符合产品技术文件的规定;当无明确规定时,宜垂直安装,其倾斜度不应大于5度。,低压断路器的电动操作机构接线应正确；在合闸过程中，开关不应跳跃；开关合闸后，限制电动机或电磁铁通电时间的连锁装置应及时动作；电动机或电磁铁通电时间不应超过产品的规定值。,低压电器施工及
24、验收规范2,低压断路器的开关辅助接点动作应正确可靠，接触应良好。抽屉式断路器的工作、试验、隔离三个位置的定位应明显，并应符合产品技术文件的规定。抽屉式断路器空载时进行抽、拉数次应无卡阻，机械联锁应可靠。,母线与电器连接时,接触面应符合现行国家标准的有关规定。连接处不同相的母线最小电气间隙,应符合表2.0.4的规定。,低压电器施工及验收规范3,断路器极间中心距离及相邻设备或建筑物的距离,不应小于500mm.当不满足要求时,应加装高度不小于单极开关总高度的隔弧板。 在灭弧室上方应留有不小于1000mm的空间;当不能满足要求时,在开关电流3000A以下断路器的灭弧室上方200mm处应加装隔弧板;在开关电流3000A及以上断路器的灭弧室上方500mm处应加装隔弧板。,直流快速断路器与母线连接时,出线端子不应承受附加应力;母线支点与断路器之间的距离,不应小于1000mm.当触头及线圈标有正、负极性时，其接线应与主回路极性一致。配线时应使控制线与主回路分开。,谢谢,
