关于低压开关柜标准化设计若干问题探讨

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:马英洁
[导读] 摘要:低压柜是配电网的重要组成部分,其标准化程度低已成为行业发展的重要因素。
        宁波奥克斯高科技有限公司  浙江宁波  315031
        摘要:低压柜是配电网的重要组成部分,其标准化程度低已成为行业发展的重要因素。通过标准化设计,提高不同厂家设备的通用性和互换性,不仅可以提高低压配电柜的整体质量,还可以提高用户的满意度。
        关键词:低压开关柜;通用性;标准化低
        低压开关柜直接影响到系统的稳定性和质量。低压配电设备的发展已进入瓶颈阶段。产业标准化程度低、不统一是阻碍产业发展的主要因素。
        一、低压开关柜的结构分类
        1.低压开关柜形式。在制造开关柜时,开关柜分为固定式和抽出式低压开关柜,主要适用于各种电气设备的生产设备,并可固定在低压开关柜的固定位置。另一方面,开关柜的内部机柜可以完全固定安装,也可以更换生产器件,器件与柜体之间的连接部件可以拆卸。开关柜有立体、箱体、台面、梭形等多种形状,在可抽出式低压开关柜中,主要生产装置由开关柜内部的活动装置组成。该式生产装置能满足生产设备和电气的生产要求。移动可抽出部件时,可抽出部件必须尽可能轻;移动后,必须确定其可靠性。这样就可以得到整个开关柜结构的内部调节分量,从而获得更高的精度。
        2.对低压开关柜的接线方式进行了分类。在低压开关柜的不同形状中,连接元件的焊接式、零散固件拼接类和混合焊接紧固器件连接式可以区分。第一种方法包括使用焊接方法制造开关柜。是在制造过程中将相关的生产设备焊接在一起。这种焊接方法的优点是使生产过程更容易和更稳健。但也存在精度不高、生产设备在使用中易变形、厂家技术要求高。零散固体拼接工艺形式的优点是可以应用于生产过程中变化、可调的零件。按标准设计,占地面积小。缺点是它不如焊接方法强。焊接与紧固件混合拼接是上述两种工艺方法的结合,可根据所需零件进行调整,也可根据生产的紧固要求进行固定。
        二、低压开关柜标准化现状
        低压配电柜应符合GB 7251.1-2013《低压开关设备》(IDT iec 61439-1,2011)的要求。电气系统、低压配电柜起到触发作用、控制和保护制度以来,电气设备的生产到分销网络,从交通系统和电能的转换,主要用于建筑、基础设施、能源和工业控制。目前,我国有四种主要类型的低压电流控制装置:(1)抽屉式MNS型;(2)低压抽出式GCK;(3)抽出式GCS型;(4)交流低压配GGD型。在国内低压柜的生产过程中,经过反复试验和不断改进,其结构越来越符合中国人的操作习惯和实用性越来越具有操作性。低压成套行业的进入门槛较低,随着经济和社会的进步,成套设备的制造商越来越多。缺乏通用性、标准化程度低、不同制造商生产的产品质量参差不齐以及缺乏完善的处理机制,这些都是整个行业面临的主要风险。此外,低压成套设备的低利润也是制约该行业发展的一大因素。工厂与项目所在地的距离往往较远,导致设备的售后和维护成本较高,导致售后服务差,用户体验满意度差,极大地损害了制造商乃至整个行业的声誉。低压柜在设计初,已经实现了部分标准化,例如柜体为2200mm高度统一,标准柜把自己放在别人的位置维度包括宽度600mm,800mm和1000mm,抽屉的宽度和深度等。但在柜内元件分布、功能单元结构、尺寸及界面等方面是各厂家根据自己的能力或设计习惯进行设计的,导致低压柜行业通用性极低。当设备发生故障时,用户应与原设备制造商联系进行维修或更换,如果原设备制造商被取消,则应由新供应商进行现场测量,以确保外壳完好无损。通过对许多问题的分析,低压柜标准化的必要性变得越来越明显。改善多才多艺的互换性和不同厂家的设备,通过标准化的设计不仅能提高低压成套的整体质量,还要寻找其他工厂生产现场设备售后对于当距离较长,从而提高效率和用户满意度,同时降低售后成本。
        三、低压开关柜标准化设计
        低压柜的标准设计应遵循安全、可靠、坚固、标准统一、通用互换性、合理分类和通用性的原则;它必须考虑到制造商的水平和用户的满意度,通过改进和调整低压柜的整体标准化。根据对设备的需求程度,主要进行柜体的标准化设计,即一次、二次接口的低压抽屉柜。
        1.柜体的标准化。(1)柜体材料需要进行统一要求,不同的材质使用方式使柜体外观和结构的装配不一致,所以材料的统一是设备互换性的基础。目前有两种选择:MNS,GCK采用铝锌板折C型,GCS采用冷轧钢板焊接而成8MF型;MNS、GCK、GCS机柜均采用C型材,但MNS、GCK的C型材模量为25mm,GCS的C型材模量为20mm。门板材料应符合柜体外部颜色和防腐要求;最好使用经喷涂塑料防腐处理的冷轧钢板。柜体主体结构的材料厚度为2.0 mm,隔、挡板等非承重板构件的材料厚度为1.5 mm。(2)柜体底部地基固定孔位置的标准化。由于不同厂家的基础固定孔不一致,设备的安装必须固定在地基上,项目基础施工设备需要制造商提供地基图、电缆沟和固定槽钢建设,促进后期的顺利安装设备,因此,安装孔是标准化的,业主根据标准图纸可以直接施工,减少了通信链路,可以节省工期,减少施工安装的风险。
        2.功能单元的标准化。标准化功能单元包括标准化的结构和尺寸,反过来理解结构集成断路器的装配结构线中,电源回路抽屉和隔墙结构固定电源。尺寸的标准化包括确定总线的安装空间、入口框架断路器的安装高度、双框架电源柜断路器的安装高度和各个抽屉的高度。此外,柜门的高度和厚度要求为了提高橱柜的外观质量,必须制定统一的要求。
        表1抽屉单元规格表
       
        3.一次接口标准化。接口模式包括:(1)进线模式;(2)进柜与变压器与柜之间的接口方式;(3)主母线系统。常见的低压柜进口方式有铜排柜上入口线、铜排柜侧入口线、电缆柜上入口线、电缆下入口线等。进气柜与变压器的接口方式应确定进气柜是使用母线桥还是侧面直接与柜连接。如采用柜顶桥架进线方式,柜顶板应确定进口孔的位置、尺寸和保护方式;若采用机柜侧面直接接入线路的方法,则低压柜侧面密封板应在线路孔内设置铜。一般的做法是低压柜铜排侧从柜体处伸出200mm,重叠在变压器内。主母线系统推荐为三相五线制。电流规格根据系统的额定电流确定。根据共制电流规格,可确定共制电流铜棒800A、1250A、1600A、2000A、2500A、3200A等。根据调查数据,大部分厂家采用镀锌圆角铜棒,便于加工和连接。考虑到系统的安全性和稳定性,应根据不同的额定电流确定母线系统的短时耐受电流。
        4.二次接口的标准化。二次接口应确定断路器和智能电表的通信接口模式。RS 485通信目前广泛使用,通信端口和辅助端子通过屏蔽电缆连接。电源柜仪表应能测量电流、电压、频率、功率、功率因数和无功功率,并应配备断路器状态测量输入。主柜和电源柜的仪表应满足测量电流和反馈电压的要求。仪表室应位于进料柜上方,并预留空间安装仪表、接线盒和收集器。当测量要求较高时,应在单独的测量室中安装铅锁。仪表、截止、关闭按钮和指示器的设置应标准化,仪表元件的数量应标准化。要求导线的直径loop中等以下1.5 mm线来控制回路,2.5平方毫米的线来测量回路电流和电压,4mm2导线测量电流和电压测量回路和扣1mm2装甲的电话来沟通。测量环应按相位顺序着色,其余回路无需按相序分色。
        低压设备的标准化是一个系统的课题,低压柜是复杂的,部件众多,应用领域广泛,还有很长的路要走。标准化需要整个行业的共同努力和共同进步。推进“中国制造”国家战略规划和行业健康发展的规范化道路势在必行。
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