浅谈低压配电柜的设计与选型

发表时间:2021/7/19   来源:《中国电业》2021年第49卷第8期   作者:黄晓波
[导读] 随着经济和科技水平的快速发展,低压配电装置是额定频率交流50Hz,额定电压380V的配电系统,主要作用是进行电力分配,负责电能的保护、测量等,也是供电系统中的重要用电设备。
        黄晓波
        枣庄高新区房地产开发有限公司 山东 枣庄 277800
        摘要:随着经济和科技水平的快速发展,低压配电装置是额定频率交流50Hz,额定电压380V的配电系统,主要作用是进行电力分配,负责电能的保护、测量等,也是供电系统中的重要用电设备。对低压配电柜监控系统进行信息化设计,能够及时发现设备故障,减少现场的人工巡视工作量,对故障进行及时预警,确保机房的运行安全。高压开关柜触头温度过高会导致开关柜中触头盒绝缘降低发生单相接地或相间短路,并提出相应的对策。
        关键词:低压配电;电器选型;设计;控制原理
        引言
        网络信息化技术的迅猛发展推动了机房建设的发展。低压配电柜是机房中非常重要的基础设备,与用户电能设施的联系非常紧密。低压配电柜的性能直接影响着局部电力系统的安全与稳定,意义重大,因此需要加强对低压配电柜的监控。文章首先分析低压配电柜监控系统信息化设计的意义与优势,进而探讨低压配电柜监控系统信息化设计的实现过程,最后阐述低压配电柜监控系统的功能和注意点,以期为低压配电柜监控系统的信息化设计提供参考。
        1低压配电柜的概述
        低压成套开关设备和控制设备俗称低压开关柜,亦称低压配电柜,它是指交、直流电压在1000V以下的成套电气装置。低压配电柜在实际应用过程中比较广泛,在石油化工、发电厂、高层建筑、居民用电等方面使用较多。低压配电柜的类型非常多,并且每一种配电柜的特点也有所不同。以国内外低压配电柜的发展历程来看,显然国外在低压配电柜方面的设计技术更领先,专业性更强,尤其在内部元件的保护性方面优于我国。我国在低压配电柜的智能化、自动化方面也有很大的改进,如母线抗弯程度的增加等,简化了工艺流程,节约了大量时间,在承接负担较重的位置,适宜采取双层托架,增加配电柜的安全性,确保稳定性。
        2低压配电柜柜型的选择
        低压配电柜的定义: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、调节、按钮、转换开关等设备[3],由制造厂负责完成所有内部的电气和机械连接,用结构部件完整地组装在一起的一种组合体,通常为立柜形式。选择依据为:1)低压柜型可分为固定插拔式和抽屉式;2)按单台出线回路的数量来确定柜型;3)按照分隔型式的要求来选择柜型;4)根据IP等级要求选择相应的柜型。
        3低压配电柜的技术分析
        3.1工艺过程及要求
        1)回路标号(俗称号码管):根据图纸导线容量选用相应规格的PVC线槽,6mm2及其以下线径的导线均在导线的两端套上带有线号的套管并且压接适当的接线端子。2)元件符号牌:用打号码管机在符号纸上打印元件符号,在元件的上方或左右上方的结构件上粘贴符号牌。3)接线端子组装:按照图纸要求的接线端子规格、数量组装,在每片端子上插上标记号。4)下线:根据产品型式及图纸,对整个产品走线方案先作全面的构思,可沿产品的一侧或两侧行线。如需两侧行线,同侧产品两侧的导线数量应做到基本保持均匀。要考虑布线的美观性,合理及节省导线,然后确定走线方案。5)扎线:一般扎成圆形,使用尼龙轧带将线束扎紧。扎线前应将线束整理整齐,尽量避免跳线现象。6)导线的弯曲走向:当导线需要弯曲转向时,应用手指或大排线钳进行弯曲,不能使用钳口锋利的尖嘴钳或克丝钳进行弯曲,以免损伤到线束的绝缘层。
        3.2低压配电柜信息化监控系统的设计注意点
        为了确保低压配电柜信息监控系统的顺利设计,应在设计过程中留意以下要点。①要保证回路中电压稳定。

若一次回路中存有380V的电压,则前端测控层设备将无法进行安装。此时应对低压配电柜进行停电处理,并调试消除一次回路中的380V电压,再安装前端测控设备。在停电过程中,要尽可能缩短停电时间,确保快速安装。②尽可能采用无线通信方式。采用无线通信能大大减少布线的工作量,降低因布线故障而引起的通信故障,提高信息化监控系统的稳定性和鲁棒性。③低压配电柜信息监控系统中所采用的电流互感器、温湿度传感器等元器件应进行特殊处理。目的是在不需要对铜排和一次电缆拆开的前提下就能快速安装上述电气元件。在安装电气元件时,应先闭合铜排,在铜排上固定好支撑架,随后在铜排上固定电气元件,由此完成安装。④前端侧空气检测设备要有良好的绝缘性能。要严格按照国家相关标准规范选择合适的控制设备、成套的开关设备等,电气设备之间的间隙需要能承受额定耐受电压的冲击。不绝缘的部位和导电部位的距离要不低于20mm。
        3.3低压配电柜的技术改进
        传统的低压配电柜技术包括了焊接、冷冲压等技术,因此,低压配电柜技术的改进必然是与这些技术息息相关的。相关从业者为了提高其效率,不断精进相关技术,低压配电柜功能愈加完善,部件愈加精细,同时也需要使用者的细致保养。某些公司在生产低压配电柜时,在延续传统低压配电柜技术的基础上,不断创新和革新,最终经过不断努力,研究出了新型配电箱。该配电箱的箱子下方运用的是特殊材料,然后运用焊接的方法打出孔洞状,最终将底箱快速成型,需要时可以将其折叠,不需要时可以变成平板,较以前方便很多。
        3.4智能终端软件设计
        合理地组织工作流程,使得系统资源能为多处理任务共享。所选取的嵌入式Linux操作系统的结构是层次化的,由于内核具有独特的内核模块机制,因此可以根据需要,实时将某些模块插入到内核中或者从内核中移走,并能根据嵌入式设备的个性需要量体裁衣。经过裁剪的Linux内核可以很小,并且内核完全开放,不存在黑箱风险,与传统的实时操作系统相比(RTOS),采用嵌入式Linux这样的开放源码的操作系统的另外一个好处是Linux会比RTOS的供应商更快地支持新的IP协议和其他协议。用于Linux的设备驱动程序要比用于商业操作系统的设备驱动程序多,如网络接口卡(NIC)驱动程序以及并口和串口驱动程序。嵌入式Linux操作系统可应用于多种硬件平台Linux可支持X86、PowerPC、ARM、XSCALE、MIPS、SH、68K、Alpha和SPARC等多种体系结构,操作系统采用一个统一的框架对硬件进行管理,同时从一个硬件平台到另一个硬件平台的改动与上层应用无关,为后期的改型和移植提供了先天的便利优势。
        3.5 正确测量开关柜回路电阻
        由于开关柜设备发热故障大多由触头接触不良造成,因此在维护检修时对断路器直流接触电阻进行定期测量。因弹簧通过大电流会发热退火,易导致弹簧断裂,故在测量真空断路器的回路接触电阻时,不允许电流夹子夹在弹簧上。测量用的夹钳跟触指的接触面小,极易引起测量数据的不准确,因此可制作专门的触指连接件,测量时夹钳跟连接件相连,可减少测量误差。通过测量发现接触电阻超标的部位后,应及时进行处理。
        结语
        经济的发展和区域性、国际性的市场竞争对低压配电柜的使用和维护提出了更高的要求。低压配电柜的设计、制作方法是一个系统性的工程。在设计过程中应对各类负载类型有充分了解,并对配电系统的性能有充分的估算。低压配电柜监控系统的信息化设计能自动记录开关柜的打开与闭合,自动采集和分析电源分配单元数据、温湿度参数等,并在超过门限值时自动发出报警,由此提高低压配电柜运行的安全性,为减少机房损失、高效安全运行提供保障。
        参考文献
        [1]刘华平,李盛进.高低压配电柜母线温度及电流综合监控装置研究[J].科技创新导报,2019(22):7-8.
        [2]夏明丽.高低压配电柜系统实现自动控制策略研究[J].通信电源技术,2020(11):26-28.
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