摘要

許繼電氣股份有限公司、杭州泰姆電氣有限公司、浙江天正電氣股份有限公司、浙江永繼電氣有限公司、溫州圣普電氣有限公司的研究人員盧慧強(qiáng)、肖朋等，在2019年第1期《電氣技術(shù)》雜志上撰文指出，低壓開關(guān)柜作為配電網(wǎng)的重要組成部分，其標(biāo)準(zhǔn)化程度低已經(jīng)成為制約行業(yè)發(fā)展的重大因素。通過標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，提升各個(gè)廠家設(shè)備的通用性及互換性，不僅可以提高低壓配電柜的整體質(zhì)量，還能提高用戶滿意度。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國(guó)低壓成套技術(shù)已經(jīng)取得極大提升，在容量、安全性、可靠性等方面已經(jīng)極大地縮小了與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的差距。近年來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)投資力度不斷加大，基礎(chǔ)配電網(wǎng)建設(shè)得到顯著發(fā)展。但總體用電水平與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍然存在著差距，例如城鄉(xiāng)區(qū)域發(fā)展不均衡，供電質(zhì)量亟待改善。

提升輸配電能力，建設(shè)技術(shù)先進(jìn)、環(huán)境友好的配電網(wǎng)是我國(guó)電力工業(yè)目前的首要任務(wù)。低壓配電柜作為配電網(wǎng)的重要組成部分，其制造水平直接影響我國(guó)配電系統(tǒng)的穩(wěn)定及質(zhì)量。低壓成套設(shè)備的發(fā)展已經(jīng)到了瓶頸期，其標(biāo)準(zhǔn)化程度低及行業(yè)通用性弱已經(jīng)成為制約行業(yè)發(fā)展的重大因素。

1低壓開關(guān)柜標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

低壓配電柜產(chǎn)品符合GB7251.1—2013《低壓成套開關(guān)設(shè)備》（IDTIEC61439?1，2011）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。在電力系統(tǒng)中，從發(fā)電系統(tǒng)到輸電系統(tǒng)再到配電網(wǎng)以及電能轉(zhuǎn)換的過程中，低壓配電柜產(chǎn)品起著開斷、控制以及保護(hù)用電設(shè)備的作用，主要適用于建筑、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、能源、工業(yè)控制等各種不同場(chǎng)合。

目前，國(guó)內(nèi)常見的低壓開關(guān)柜主要有以下4種：①M(fèi)NS型抽屜式開關(guān)柜；②GCK低壓抽出式開關(guān)柜；③GCS型低壓抽出式開關(guān)柜；④GGD型交流低壓配電柜。

在低壓柜國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)過程中，經(jīng)過不斷的摸索、改進(jìn)，其結(jié)構(gòu)越來(lái)越契合國(guó)人的操作習(xí)慣，實(shí)用性及可操作性也越來(lái)越高。低壓成套行業(yè)進(jìn)入門檻較低，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步，涌現(xiàn)出越來(lái)越多的成套設(shè)備生產(chǎn)廠家，在開放性的設(shè)計(jì)、個(gè)性化的生產(chǎn)、使行業(yè)繁榮的同時(shí)，隨之而來(lái)的問題也越發(fā)突出。通用性差，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，且各個(gè)廠家生產(chǎn)質(zhì)量良莠不齊，沒有完善的淘汰機(jī)制，對(duì)整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，都是極大的隱患。

另外，低壓成套設(shè)備的利潤(rùn)較低，也是制約行業(yè)發(fā)展的一大因素。生產(chǎn)廠與項(xiàng)目所在地之間往往距離較遠(yuǎn)，造成設(shè)備的售后及維護(hù)費(fèi)用較高，產(chǎn)生的后果是售后服務(wù)不積極，用戶體驗(yàn)滿意度差，極大的損害制造廠甚至整個(gè)行業(yè)的信譽(yù)。

低壓柜在設(shè)計(jì)之初，已經(jīng)做到部分標(biāo)準(zhǔn)化，比如柜體高度統(tǒng)一為2200mm，標(biāo)準(zhǔn)柜體寬度尺寸包括600mm、800mm及1000mm，抽屜的寬度及深度等。但是在柜體內(nèi)部元件分布，功能單元結(jié)構(gòu)、尺寸以及一二次接口等方面都是各個(gè)廠家根據(jù)自己的能力或者設(shè)計(jì)習(xí)慣進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致低壓柜行業(yè)通用性極低。一旦設(shè)備出現(xiàn)問題，用戶就需要找原廠家進(jìn)行維修或者更換，如果原廠家被注銷，就需要新的供應(yīng)商通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量原柜尺寸，以保證柜體能順利并柜。

通過對(duì)諸多問題的分析，低壓柜的標(biāo)準(zhǔn)化需求愈發(fā)明顯。通過標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，提升各個(gè)廠家設(shè)備的通用性及互換性，不僅可以提高低壓成套設(shè)備的整體質(zhì)量，而且在售后距離較遠(yuǎn)時(shí)，可以尋找其他設(shè)備生產(chǎn)廠進(jìn)行就地售后，既提高了售后效率和用戶滿意度，又能降低售后費(fèi)用。

2低壓開關(guān)柜標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

低壓柜標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)應(yīng)按照安全可靠、堅(jiān)固耐用、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、通用互換、合理分級(jí)、廣泛適用的原則進(jìn)行，應(yīng)兼顧制造廠水平與用戶體驗(yàn)滿意度兩方面，通過改進(jìn)與調(diào)整整體提高低壓開關(guān)柜的標(biāo)準(zhǔn)化程度。根據(jù)設(shè)備需求程度的不同，主要進(jìn)行柜體、一次接口、二次接口低壓抽屜柜的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

2.1柜體的標(biāo)準(zhǔn)化

1）柜體材質(zhì)需要進(jìn)行統(tǒng)一的要求，不同材質(zhì)使用的拼裝方式使柜體外觀及結(jié)構(gòu)不一致，所以材質(zhì)的統(tǒng)一是設(shè)備互換性的基礎(chǔ)。目前有兩種選擇：

①M(fèi)NS、GCK采用由敷鋁鋅板折成的C型材，GCS采用由冷軋鋼板焊接而成的8MF型材；

②MNS、GCK及GCS柜均使用C型材，但是MNS、GCK使用的C型材模數(shù)為25mm，GCS所使用的C型材模數(shù)為20mm。門板的材質(zhì)應(yīng)考慮到柜體外觀顏色及防腐性能的要求，宜采用冷軋鋼板，噴塑防腐處理。柜體主框架結(jié)構(gòu)材料厚度要求為2.0mm，隔板、擋板等非承重鈑金件厚度要求為1.5mm。

2）柜體底部地基安裝固定孔位置的標(biāo)準(zhǔn)化。設(shè)備的安裝都要固定在地基上，由于各個(gè)廠家地基固定孔的不一致，目前項(xiàng)目基礎(chǔ)施工前都需要聯(lián)系設(shè)備廠家提供地基圖，進(jìn)行電纜溝及固定槽鋼的施工，以方便后期設(shè)備的順利安裝，因此，安裝孔得到標(biāo)準(zhǔn)化以后，業(yè)主根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖紙即可直接施工，減少了溝通的環(huán)節(jié)，可以節(jié)約施工工期，降低施工安裝風(fēng)險(xiǎn)。

2.2功能單元標(biāo)準(zhǔn)化

功能單元的標(biāo)準(zhǔn)化包括結(jié)構(gòu)和尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化，其中結(jié)構(gòu)又包含進(jìn)線框架斷路器的安裝結(jié)構(gòu)、饋線抽屜回路結(jié)構(gòu)、饋線固定分隔式結(jié)構(gòu)。尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化包括確定母線安裝位置，進(jìn)線框架斷路器安裝高度，雙框架饋線柜斷路器安裝高度，以及不同抽屜單元所占的高度。另外，柜體門板的高度及厚度需要作出統(tǒng)一要求，以從外觀上提高柜體的標(biāo)準(zhǔn)程度。

表1抽屜單元規(guī)格表

2.3一次接口標(biāo)準(zhǔn)化

一次接口方式包括：①進(jìn)線方式；②進(jìn)線柜與變壓器并柜的接口方式；③主母線系統(tǒng)。低壓柜常見的進(jìn)線方式包括銅排柜頂進(jìn)線、銅排柜側(cè)進(jìn)線、電纜柜頂進(jìn)線以及電纜底部進(jìn)線等。進(jìn)線柜與變壓器的接口方式應(yīng)被確定是柜頂母線橋架進(jìn)線還是側(cè)邊直接并柜。

若采用柜頂橋架進(jìn)線方式，則柜頂頂板需要確定進(jìn)線孔位置尺寸及防護(hù)方式；若采用直接并柜側(cè)進(jìn)線的方式，則需要低壓柜側(cè)邊封板配銅排進(jìn)線孔。通用方式是低壓柜銅排側(cè)伸出柜體200mm，在變壓器內(nèi)搭接。

主母線系統(tǒng)建議按三相五線制，電流規(guī)格根據(jù)系統(tǒng)額定電流確定，按常見系統(tǒng)電流規(guī)格，可以確定800A、1250A、1600A、2000A、2500A及3200A等常見的系統(tǒng)電流銅排規(guī)格。根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)，大部分廠家采用鍍鋅圓角銅排，便于加工與連接?？紤]到系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能，應(yīng)根據(jù)額定電流的不同確定母排系統(tǒng)短時(shí)耐受電流值。

表2主母線規(guī)格對(duì)照表

2.4二次接口標(biāo)準(zhǔn)化

二次接口應(yīng)確定斷路器及智能儀表的通信接口方式，目前常用的是RS485通信，通信口與二次端子之間采用屏蔽線連接。進(jìn)線柜儀表需滿足電流、電壓、頻率、功率、功率因數(shù)以及無(wú)功電度等參數(shù)的測(cè)量，同時(shí)配置斷路器狀態(tài)量輸入。母聯(lián)柜及饋線柜儀表需滿足回路電流、電壓等參數(shù)的測(cè)量要求。進(jìn)線柜柜前上方應(yīng)設(shè)置儀表室，預(yù)留電度表、接線盒、采集器的安裝位置。對(duì)計(jì)量要求較高時(shí)應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的計(jì)量室，并配鉛封鎖。

儀表、分/合閘按鈕及指示燈應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)排列，儀表元件數(shù)量應(yīng)做統(tǒng)一要求。二次回路導(dǎo)線線徑要求是，控制回路采用1.5mm2導(dǎo)線，測(cè)量回路電流、電壓分別采用2.5mm2、1.5mm2導(dǎo)線，計(jì)量回路電流、電壓分別采用4mm2、2.5mm2導(dǎo)線，通信回路采用1mm2屏蔽線。計(jì)量回路應(yīng)按相序分色，其余回路無(wú)需按相序分色。

表3電纜線徑對(duì)照表

結(jié)論

低壓成套設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化是一個(gè)系統(tǒng)性的課題，低壓設(shè)備柜型復(fù)雜，元件繁多，涉及范圍較廣，還有很長(zhǎng)的路要走。標(biāo)準(zhǔn)化需要全行業(yè)的共同努力，共同推進(jìn)。為了行業(yè)的健康發(fā)展，推進(jìn)國(guó)家“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)化之路勢(shì)在必行。

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