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低压配电柜的开发与应用探讨
发布时间：2013-04-15 08:33 来源：未知
0、引言
低压配电柜按功能来分有，进线开关柜、联络开关柜、发电机进线柜、馈线开关柜、计量柜、无功功率补偿控制柜等。低压电器涉及的技术领域比较广，对新技术发展也较为敏感。许多新技术的发展与应用都将带动低压电器的发展。随着现场总线技术的发展与应用，低压配电、控制系统与成套装置也有了新的发展动向，包括紧凑化、智能化、可通信、高防护、高可靠性、�？榛⒒繁５刃录际跆卣�。
1低压配电柜发展概述
从20世纪80年代开始，我国随工程项目引进了国外不同类型的低压开关柜，至90年代国外公司将他们的低压成套设备在我国进行独资或合资生产，以MNS为典型代表的国外先进技术和装备不断进入我国。纵观国外低压成套开关设备，我们不难发现，它们在柜体的设计、设备的故障电弧防护能力、加工工艺、开关设备的智能化等方面都有了较大的突破，进入90年代后．我国各大公司在低压供电系统实现集中监控的基础上，积极开展智能化的低压开关和智能化的低压成套开关设备的研究。
在加工工艺方面来说，低压成套开关设备在加工工艺方面也有较大的突破，我国现阶段在母线的异型化、柜体无螺母连接上均有所成。具体表现为：①功能的母线系统：母线系统是成套设备的重要组成部分，它决定了低压开关成套设备的电气参数、进出线的方式、连接方式和柜体温升。我国在九十年代已经着手应用了异型截面的型材。ABB公司的ArTu K开关柜便是采用了异型母线，我国现阶段普遍采用此方式，采用异型母线的优点有：提高了母线的抗弯强度，抗短路强度的能力也随之提高。实现了母线的无孔连接。在成套设备中母线系统（水平母线、垂直母线、支母线）都要与功能单元的主开关连接，而功能单元和主开关都是有变化的，因此母线上的连接孔位置加工很困难，如果按�？榭膳趴�，则降低了母线的抗弯强度和载流能力。采用异型材之后任意位置都可以随意连接，而且也减少了母线的加工，简化了成套设备的装配。在同等的截面积或抗弯强度的条件下，异型母线的表面积可以增加，使得散热情况更好，降低了母线的温升或增加了母线的载流量。②无螺母连接，即所有连接都采用自攻螺丝在柜体方面，普遍采用无螺母连接，即所有连接都采用自攻螺钉或者普通螺钉，在承重部位采用铆螺母。采用自攻螺丝除了加工方便，提高了装配速度之外，还可在靠墙安装柜体中实现正面安装和检修。在板材加工方面除使用异材骨架之外，许多大型公司利用三大件加工整体板材成型，在受力部位采用双叠成型，侧壁上可以安装横梁，这样减少了许多过渡零件，还提高了柜体强度。
2、低压配电柜选用技术
对于用户，应如何选用规格、型号繁多的各种产品呢7如对于商住楼宇和工厂配电系统宜选用GCK、YDS柜。其互换简便，占地面积小，供电连续性和可靠性高，维修安装方便、安全，并可与程序控制器和微处理器组成供电自动控制系统，可作为受电、馈电与动力控制设备。此类产品在很多工程中越来越被广泛地采用。对于电动机负荷较多的系统如电厂、石化、钢厂，或对于变电站、高层楼宇、医院、体育场、机场、港口、矿业等，选用MNSK，GCS柜较为理想。其抽屉单元安装空间大，抽屉及功能隔离板均采用阻燃性材料制作，安全防护等级高：GGD柜适用于工厂车间配电，比较经济、方便，易于被基层电工接受，缺点是防护等级低i对于水厂、电厂或工厂中控制大电动机的变频器柜、软启动器柜、控制柜等采用哪种柜型均可，因为它们除柜体骨架外，基本是非标安装方式。总而言之，选用配电柜要根据负载用途选择性价比好的产品。无功功率补偿柜的低压电容器一律为三角形接线，分组方式从减少电容器组投切次数的观点出发，一般采用等容量分组的方案，为了自动调节无功补偿功率以提高节能效果，并防止低负荷时向电网倒送无功电力，应设置并联电容器的自动投切装置（又称自动补偿器），具备良好的质量和功能的产品是保证无功功率补偿柜可靠工作的关键。
3、低压配电柜的开发趋势
进入21世纪的今天，根据国外新技术的发展，我国的低压电器已经进入了智能化、可通信的第四代产品阶段。据“十一五”规划专家组相关成员介绍，以智能化、可通信为主要特征的新型低压电器产品将成为我国“十一五”发展的主要方面。在“十一五”期间，第一代产品将被完全淘汰，20世纪70年代研发的第二代产品将成为低档产品，第二代和第三代的改进型产品将成为中档产品，第四代产品将不断地研发并大批量地投入市场。随着第四代低压电器产品的开发，低压成套设备、低压配电箱柜，也有了一些新的技术特征。
3.1开关柜的结构件�？榛�、标准化优化的结构设计配合专业化生产模式是开关柜行业的发展方向。例如ABB公司的ArTu K开关柜。结构件标准化、普通化和系列化程度高，基本零部件仅20余种，可分别组成�；�、操作、转换和控制等标准单元�？榻峁梗樽傲榛�、快捷，装配A，ru柜仅需10分钟。同时以组件供货方式满足各种结构形式、防护等级和使用环境的要求，令运行可靠性大大提高。
3.2采用安全环保材料产品材料的选用，制造过程和使用过程不污染环境，符合欧盟环保指令。如：MNS系统所采用的材料能够满足用户对安全性、可靠性的严格要求。除了进口覆铝锌柜架外，该公司还采用导电率高于98%的优质铜母排． 并用热缩套管来提高安全性能。MNS系统中所选用的塑胶材料不舍氟里昂(CFC)和卤素，具有阻燃和自熄灭的作用。由于CFC燃烧会产生氟里昂，破坏臭氧层；卤素燃烧则产生毒烟，造成人身伤害。而MNS系统则完全杜绝了这方面的隐患，既保障了安全，又实现了环保。
4、低压配电柜应用情况以及将来前景
总的来讲，低压电器已经发展到了第四代。双向通讯的广泛应用，是目前以及未来低压电器的主要应用趋势。因此，谈到第四代低压电器设备的发展，就不能不涉及到现场总线及工业以太网技术的发展。现场总线(Profibus-DP和AS-Interface)技术的崛起和可通信电器的上市，给低压开关设备带来了革命性的变化。从低压电器元件到成套设备，都实现了智能化、可通讯及网络化。智能型配电柜采用了智能型元器件，其主要特点是在传统开关柜的基础上充分利用了微电子技术、电力电子技术、计算机控制技术以及网络通讯等新技术，具有较高的可靠性。若干个智能型开关柜通过通讯网络可组成智能低压配电系统。具有遥控、遥测、遥讯和遥调功能。
现场总线技术的应用，不仅能对配电质量进行监控，减少损耗，而且现场总线技术能对同一区域电网中多台断路器实现区域连锁，实现配电�；さ淖远�，进一步提高配电系统的可靠性。工业现场总线领域使用的总线有Profibus、Modbus、DeviceNet等，其中Modbus与Profibus的影响较大。在发展智能型开关柜的同时，功能越来越强大的监控系统也得到了快速发展。如ABB公司的INSUM系统。ABB公司在原有的INSUM系统（电动机管理智能系统）基础上，结合新的网络技术和通信手段，研发了第二代的INSUM系统，即INSUM2.0。该系统采用Lonworks，使得INSUM系统有了真正意义上的现场总线特征，它与最新改进设计的MNS3.045压开关柜构成了完美的结合，为用户提供了一个安全、可靠、快捷、智能的人机界面系统。抽出式组件加上INSUM系统后构成智能化的MNS系统，可用于交流电动机的控制、监视和计量，通过接口可与计算机控制的自动化配电系统组件通信。实现智能化控制。
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