低压配电设计注意事项初探

1、低压配电设计注意事项初探低压配电设计注意事项初探摘要：本文主要介绍了低压配电柜各元器件的合理选择，并对其低压系统图中常出现的一些问题进行了分析。关键词：低压配电柜，元器件选择，常见问题分析1前言I _ _一 一 /随着我国工业不断的发达，工厂机械化、自动化程度不断提高，工厂日用 电量也在不断加大，为了确保用电的安全性、可靠性，防止人身触电事故的发生低压配电柜的安全防护尤为重要。所谓低压配电柜，是指由一个或多个低压开关设备 和与之相关的控制、测量、信号、保护等辅助元器件，按技术要求完成电气设备间 的电气与机械连接，并用结构部件完整地组装在一起的电气装置。在低压配电工程中，低压配电柜无疑是核心产品

2、，随着时间的推移及技术 的进步，新型号不断推出，老型号逐步被新型号所取代。柜型的先进性不代表柜内 元件的先进性，柜内元件的先进性不代表设计选型的合理性，不要因选用固定式开 关柜就认为是选用了落后产品，也不能认为选用断路器断流能力低的断路器就是落 后的设计。现就低压配电柜设计常见问题加以分析。2低压元器件选择不够合理1）母线联络断路器选的容量过大，且保护段数1）成套厂根据设计单位的电气系统图或电气原理图进行细化，再加工，然后才组织生产加工。因此，设计图纸 的合理程度对产品的质量影响很大。在图纸上经常发现的问题有：抽出式柜中，在 抽屉单元内所选塑壳断路器壳架电流过大，如 630A及以上的塑壳断路器

3、常用到，显 然，此种壳架电流的断路器，在抽屉内 800A的也可以安装，但非常不便。因此，当文章来源网络，仅供个人学习参考电流达到630A时,不希望采用塑壳断路器装于抽屉内，建议采用抽出式智能断路器。 为了垂直母线敷设方便，抽出式智能断路器不宜与带有抽屉单元的其他回路合用一 台配电柜。2）母线联络断路器选的容量过大，且保护段数过多，这也是经常出现的问 题。常常遇到这样的供电系统，两台变压器各自装有智能断路器作低压总开关，两 台变压器低压母线装母联智能断路器，这三台断路器互为联锁，即任一台变压器失电，低压总断路器失压跳闸（非母线故障跳闸），只要另一台变压器带电，母联断路 器自动投入。有的设计把母联

4、断路器的容量选择的与低压总开关容量一样，且采用 三段式保护，这实际没有必要，因为通过联络断路器，一般支援变压器一半的容量 已足够了，最多也可稍大于变压器容量一半，不可能正常供电变压器对原有负荷一 点不供，全部通过母联断路器向失电的另一变压器的负荷供电。3）在低压系统图中有一个普遍问题，那就是熔断器使用的太少，馈线回路基本上都采用断路器，只要故障排除重新合上即可，非常方便。实际上熔断器显著 的优点是分断能力高，一般小型熔断器分断能力也在 50kA以上，有的高达200kA, 而小型或微型断路器很难或根本做不到这一点。它结构简单，安装容易，价格便宜,体积小。至于更换熔断体问题，可以从备用回路中取得，

5、也可库存小量备用熔体， 毕竟故障发生的几率不太，否则供电的可靠性无从谈起。熔断器更换熔体，一般采用专用操作手柄，这样更换起来非常方便。对于断路器来说，一般出现故障损坏后 进行维修的几率较少，经常采用更换新的断路器来解决，造成停电时间加长，影响 正常供电。由于熔断器价格低廉，更换方便且断流能力大，据说在国外发达国家应 用较普遍，在配电回路中，作为保护元件占的比重较大，目前在国内，熔断器的采 用还有较大的拓展空间。在采用熔断器时，要分清其性能及使用范围，按性能分：g型熔体一全范围分断，即从最小熔断电流直至额定分断电流；a型熔体一部分范围分断，即从规定的最小分断电流至额定分断电流。按使用类别分：G般

6、使用用途；F线路保护用；M 电动机保护用。表示熔体全部功能时采用上述两个字母的组合，如：gG-全范围分断，一般用途；aM-部分范围分断，电动机保护用（只保护短路）;gD-全范围分断，延时熔体；gN全范围分断，非延时熔体。在有些系统图中，若采用熔断器时，往往只有熔断器的型号，没注明采用熔体的规格，如只注明所选熔断器为 RTO NTO RT14 RT16等，但采用的熔体是gG 还是aM就无下文了。不过用的最多的还是 gG型熔体，电容器柜每台电容器保护元 件，几乎毫无例外采用gG型熔体。4）在设计选用电器元件时，要注意元件的接线端子型式，这里所说的元件 指主回路所用元件。接线端子往往不引起人的注意，

7、但元件故障往往就出现在接线 端子。例如有种微型断路器，额定电流 63A,端子可接入25mm导体，由于此开关是 插接式端子，受热胀冷缩影响，端子产生松动，从而增加了接触电阻，接头发热严 重，工作电流尚未达到50A端子周围壳体开始松软并形成泡沫状的突出物，无法继 续工作，只得更换断路器。由于端子接头问题始终解决不了，夏天更是难难以度过， 若改用塑壳断路器代之，原有的配电箱又难以容下。以此类推，凡遇到接头故障， 无不与自带插接式端子有关，尤其是接触器，在运行中受到通断闭合时振动的影响， 插接式端子更是问题严重。如果是元件自带的螺栓型紧固接线端子，加之弹簧压紧 垫圈的采用，配合外引线的压接端子头，这样

8、不但接触好，而且散热效果也非常好， 元件故障再不会在端子接头出现。5）在选择接触器时，一定要考虑它的分断与接通能力，但这又随其用途及 控制对象不同而有很大的差别。 接触器经常的使用类别为 AC-1、AC-2、AC-3、AC-4、 AC-6a及AC-6b。AC-3是笼式异步机的通断，AC-6b是电容式的通断。若按电机及电 容器来选择接触器，虽然工作类别是对应的，接触器的故障还是很高，很难达到产 品说明书中给出的寿命期限。因此凡遇到上述情况，希望设计单位对接触器的容量 选择最好增加一级至二级。6）断路器断流能力选择过大，这也是设计中常见的问题，如lOOOkVA的配电变压器，低压母线短路电流约 30

9、kA左右，笔者常遇到系统图上标的断路器断流能 力达50kA、65kA或85kA。要知道，随着断流能力的增加，断路器的价格也直线上升， 造成投资的增加也非常可观。造成上述情况的原因，一是设计人员按保守设计；另一种原因是为满足将来变压器增容的需要，选择额定电流大的断路器，而整定电流却很小，将来更换大变压器时，不但断路器断流能力得到满足，而且采用电子脱扣器， 在现场可整定到合适的电流。实际上，这种理由是不充分的，将来增容，可采用增 加变压器及低压配电柜解决，而不是更换大容量变压器，否则，即使断路器不必更 换，那配电柜中电流互感器、电流表及馈电线路又该如何解决？依笔者之见，断路器断流能力略高于低压母线

10、短路即可，不必过于富余。3在低压系统图中还有问题如下：对于抽屉式开关柜，抽屉单元接线、电流互感器、接触器、热继电器一定 与断路器一起，画于两插头之间，但有的设计人员对此没引起注意，随意很大，只 把塑壳断路器置于两插头之间，其他元元件置于两插头之外如图 1所示：这样电气成套厂按图加工，只得把塑壳开关采用插拔式或抽出式，固定安 装，接触器、热继电器、电流互感器也是固定安装，这与设计时采用抽屉柜的初衷 是相悖的。如果是空气断路器，按上图生产，断路器采用带抽出式框架的，其他元 件为固定安装，在变压器低压总柜经常看到此种接线。 总之，只要采用抽屉式安装， 其电流互感器、接触器、热继电器一定要与开关一起置

11、于抽屉内。在变压器低压总柜接线图中，设计单位系统图的画法也比较随意，常见的 有图：从表面上看，图2（a）中，总开关保护母排长度比图（b）范围要广，但更深的 含义是，在（a）中，断路器为正进线，而图（b）是倒进线，有的断路器不准倒进线， 有的倒进线断流能力要打折扣。不过目前所生产的较先进的断路器，对进线方向已 无要求了。比较上述（a）、（b）两种接线，还发现两种柜内母线排列不同，这直接影 响了柜体结构。在图（a）中，柜顶水平母线置于柜顶后部，馈线若为上出线，只能是 柜体前右侧出线。图（b）表示柜顶水平母线置于柜顶前部，若有馈线上出线，只得柜 后上出线。因此，不同画法牵涉到柜子的不同结构布置，当然

12、也可不按上述常理布 置，但要加转接柜。图（c）的画法是错误的。若要在抽出式空气断路器内外加任何元 件，那是无法实现的，抽出式框架有断路器运动导轨及相应的传动机构，熔断器及 浪涌保护器是无法塞入框架内的，它不像抽屉单元或高压柜中电压互感器手车，可 加入另外的元件。还有的把PEN或 N线在图上与相线分置两处，如图 3所示：按图3加工生产，成套厂往往把 PEN线或N线置于柜子下端，三根相线铜 排装于柜子顶部，这样三相电流不平衡严重时，三根相线电流矢量和等于N线或PEN 线电流，相线及N线（PEN）线周围柜体内会产生强大的涡流损耗。因此正确的做法， 三根相线及NPEN线要沿同一路径排列在一起，柜顶母线

13、框要采用四极的。若出现相 线与N线未沿同一路径排列在一起的情况有时也不完全是因图纸问题，这与成套厂 有关，当柜子电源是下进线或对于 GG固定柜来说，N线或PEN线装于柜底，的确节 约了铜排，担这是以牺牲柜子性能为代价的。还有的设计人员把两个小型或微型断 路器画于一个抽屉内，认为断路器太小了，占用一个抽屉有点浪费柜子空间，这也 是不正确的。我们知道，断路器的操作手柄要与抽屉的传动机构联锁，一个抽屉内 装两只断路器，选择哪只断路器参与联锁呢 ？因此，断路器容量再小，也要与抽屉一 对一的安装。另外，在低压系统中，备用回路不足的问题经常发生，虽留有备用回路， 但只作为将来增加出线回路之用，而不作为在线工作的回路的后备之用。我们知道，抽屉柜的优点是当一个抽屉回路发生故障时，备用抽屉能很快投入，从而缩短了故 障停电时间。如果不把每种抽屉及其相应