低壓抽出式開關(guān)柜，由于具有操作安全、運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、檢修方便、外形美觀和標(biāo)準(zhǔn)化程度高等特點(diǎn)，在低壓配電系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。通過十幾年的發(fā)展，低壓抽出式開關(guān)柜在柜體結(jié)構(gòu)、抽屜結(jié)構(gòu)及母線安裝方式上都有了較大的改進(jìn)。在低壓配電系統(tǒng)中，保護(hù)電器和控制電器的選用關(guān)系到電器設(shè)備的電氣安全和使用。正確地選用保護(hù)電器，不僅保護(hù)線路不致遭受損害，更重要的是防止因絕緣損壞而導(dǎo)致觸電，導(dǎo)線過熱而引起火災(zāi)。


文章針對(duì)目前國(guó)內(nèi)元件的供應(yīng)情況，結(jié)合低壓抽出式開關(guān)柜性能結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，針對(duì)我廠產(chǎn)量較大的GCK、GCS、MSK等3種產(chǎn)品電器元件的選用進(jìn)行比較分析。


2從過載、短路保護(hù)觀點(diǎn)(非正常工作情況下)選用開關(guān)電器


低壓抽出式開關(guān)柜按照使用要求，經(jīng)過組合，通常主電路回路可滿足受電、母聯(lián)、饋電、電動(dòng)機(jī)集中控制、照明和電容器補(bǔ)償?shù)榷喾N用途。現(xiàn)從不同用途的保護(hù)性能要求分別提出電器元件選用原則。


2.1受電柜主斷路器的選用


受電柜主斷路器的選用，首先應(yīng)考慮其斷流容量能否滿足相應(yīng)變壓器的低壓側(cè)短路電流的要求，嚴(yán)格地說應(yīng)大于進(jìn)線端的最大預(yù)期短路電流。受電柜一般分3檔容量，即30kA、50kA、80kA。GCK型開關(guān)柜的水平母線額定短時(shí)耐電流有效值和峰值電流分別為50kA和105kA。GCS、MNS型開關(guān)柜的水平母線額定短時(shí)耐電流有效值和峰值電流分別為80kA和178kA。當(dāng)系統(tǒng)回路短路易發(fā)生在小于50kA時(shí)，可選用GCK型開關(guān)柜，斷路器可選用DW15系列和ME系列開關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)回路短路易生發(fā)生在大于50kA時(shí)，可選用GCS或MNS型開柜，斷路器可選用AH系列、F系列(ABB公司產(chǎn)品)或M系列開關(guān)(施耐德公司產(chǎn)品)，以上斷路器都具有三段保護(hù)特性。但DW15系列開關(guān)不能下進(jìn)線受電，ME—2000以上開關(guān)外形尺寸較大，飛弧距離也較大，母排連接較為不便。


2.2母聯(lián)柜斷路器的選用


母聯(lián)柜主要是用于雙電源供電的系統(tǒng)中，斷路器上下進(jìn)線必須有相同分?jǐn)嗄芰Φ奶匦裕瑪嗦菲髋c母線的連接要求較高，故一般選用AH系列開關(guān)或F、M系列開關(guān)較為方便。


2.3動(dòng)力控制中心(PC)柜開關(guān)電器的選用


對(duì)于動(dòng)力中心柜的開關(guān)電器的選用，首先應(yīng)考慮其通斷能力應(yīng)大于系統(tǒng)安裝處的短路電流的要求，選擇過電流脫扣器的整定電流，在短路情況下能快速分?jǐn)啵档湍妇€和分支母線的要求。其次，還要考慮饋電器與受電主斷路器之間保護(hù)性能的銜接和動(dòng)作特性的協(xié)調(diào)。另外，還應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的重要程度和開關(guān)的柜的類型進(jìn)行配置。對(duì)于額定電流1600A及以下的回路，由于GCK型開關(guān)柜的水平母線為柜頂上置，一般多用式斷路器可上下配置2臺(tái) GCS、MNS型開關(guān)柜的水平母線為板后平置式，AH、F、M等系列開關(guān)上下可配置3臺(tái)，但ME等飛弧距離較大的開關(guān)，上下只能配置2臺(tái)。


2.4電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)柜開關(guān)電器的選用


對(duì)于電動(dòng)機(jī)控制中心柜來說，75kW以上的回路由于斷路器的體積較大，抽屜較重，抽屜的互換、檢修方便等特性很難體現(xiàn)，建議采用插入式塑殼斷路器，固定式安裝 75kW以


下的回路采用抽屜式結(jié)構(gòu)，并根據(jù)回路電流大小及柜體形式選配電器元件。GCK型開關(guān)柜每柜最多可安裝9個(gè)回路，DZ20、TG、CM1、NS、S等系列塑殼斷路器，CJ20、LC、B、3TB等系列接觸器 JR16、LR、T、3UA等系列熱繼電器都可選用。GCS、MNS型開關(guān)柜由于有1/2或1/4抽屜，應(yīng)選用無飛弧、體積較小的元件，DZ20、CJ20、JR16一般不安裝于這兩種柜型中。


2.5電容器補(bǔ)償柜電器元件的選用


電容器補(bǔ)償柜對(duì)接觸器的要求是比較高的，當(dāng)交流接觸器將電容器組中的一個(gè)電容器接入電網(wǎng)時(shí)，由于原先已接在電網(wǎng)中的電容器起到附加電源的作用，接觸器的工作條件較為嚴(yán)酷，因?yàn)榇藭r(shí)流過接觸器的涌流較大。切換電容器專用接觸器串接了限流電阻，有效的將電流峰值限制在額定電流的20倍以下，現(xiàn)在選用的切換電容器專用接觸器有CJ16、CJ19、B30C、B63C。選用時(shí)，接觸器的額定控制千乏值應(yīng)不低于被控制電容器的相應(yīng)值。


3從發(fā)熱觀點(diǎn)(正常工作情況下)選用電器


低壓抽出式開關(guān)柜中某一回路的額定電流，是由該電路電器元件的額定發(fā)熱電流及其布置和應(yīng)用情況來確定的，一般采用元件制造廠規(guī)定的額定封閉發(fā)熱電流與額定分散系數(shù)的乘積作為該電路進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)的考核依據(jù)。抽出式開關(guān)柜的抽屜都是上下層重疊布置，其中GCK型可安裝9層9個(gè)抽屜，GCS型可安裝11層22個(gè)抽屜，MNS型可安裝11層44個(gè)抽屜。根據(jù)我廠的試驗(yàn)結(jié)果，最上層抽屜內(nèi)的氣溫比最下層相應(yīng)部位的氣溫要高出15～19K。如果按照環(huán)境每升高1K，長(zhǎng)期工作電流降低1%的降容原則來選用電器元件，則上下層同一種型式的功能單元抽屜容量相差15%～19%。這不僅給成套設(shè)計(jì)帶來困難，而且在使用中預(yù)期地抽屜互換性能也會(huì)受到限制。因此，在采用額定分散系數(shù)時(shí)，應(yīng)將電器元件布置的抽屜層次同時(shí)考慮在內(nèi)。


目前我們采用以下幾項(xiàng)措施：


(1)額定電流小于30A的單元回路，選擇1/2或1/4抽屜，安裝于柜體上層。


(2)帶有整流裝置和變壓器等發(fā)熱元件的功能單元，盡可能安裝于柜體上層抽屜中。


(3)選用斷路器、熔斷器和熱繼電器的額定工作電流時(shí)，按該電器布置的抽屜層次結(jié)合降容原則設(shè)計(jì)。


(4)接觸器主電路容量仍按降容原則處理，但線圈的溫升取決于電壓值，無法采用降容措施，應(yīng)根據(jù)實(shí)際溫升數(shù)據(jù)，結(jié)合線圈絕緣材料等級(jí)和柜內(nèi)最高氣溫一起考慮，盡可能布置在中、下層抽屜。


(5)盡可能放寬柜內(nèi)連接導(dǎo)線的截面與降低接觸連接的能耗，減少熱源


的產(chǎn)生。


4從安全角度選用開關(guān)電器


低壓抽出式開關(guān)柜是一種全封閉式開關(guān)柜，柜體門或抽屜與斷路器之間的安裝有機(jī)械封鎖或電器閉鎖。當(dāng)主開關(guān)在合閘位置時(shí)，門或抽屜都是無法打開和抽出的，另外，還應(yīng)根據(jù)安裝場(chǎng)所的環(huán)境條件選擇電器元件防護(hù)等級(jí)，若安裝于溫?zé)釒У貐^(qū)，電器元件還必須按三防要求選用。