高低压配电柜及其保护元件的优化选择分析

武瑞芳 杨海霞

（索凌电气有限公司 郑州 450000）

高低压配电柜及其保护元件的优化选择分析

武瑞芳 杨海霞

（索凌电气有限公司 郑州 450000）

随着人们生活水平和质量的提高，社会各行各业生产规模的扩大。电力行业必须考虑的课题是确保供电系统的可靠性。保证电力系统稳定、环保、高效运转的重要途径是科学选择供电系统中的配电设备。高电压配电柜在使用过程中要严格遵守简单、实用、可靠的原则。不但要明确高低压配电柜的各项技术参数，而且还要了解对各个保护元件的要求。本文探讨了高低压配电柜及其保护元件的优化选择。

高低压配电柜；优化选择；保护元件

1 高低压配电柜的发展历程及其应用现状

作为一种可持续发展的可再生资源，电力能源从爱迪生发明电灯照明之后，就在人们生活中扮演着一种不可或缺的作用。在全世界范围内，电力技术的发展已然是世界经济的发动机。高低压配电柜作为电力传输和电力使用的工具，在电力的开发应用中起着最为核心的作用，因此保证用电的安全、稳定和正常运转就要靠配电房的配电系统。而配电设备作为配电系统的组成单元，对其做好优化选择和使用就显得极其重要。由于目前国内配电系统中高低压配电柜的型号、技术参数、柜体结构各式各样，所以选择正确的高低压配电柜和其保护元件是保障供电系统稳定的重要措施。因此需要电力工作者不仅要了解本地供电系统和配电系统，还要对选择的配电柜进行专业性分析。结合其优缺点，探索出合适的保护元件，保证在安装成功后能够正常运转，满足人民生活和社会的生产需求。

2 低压配电柜

在400W以下的低压系统中，低压配电柜得到广泛的应用，低压配电柜也可以称为低压配电屏，下面就对我国现实生产和生活中采用低压配电柜的形式做简单介绍。目前我国使用最普遍的低压配电柜主要有以下两种：第一种是由我国自主研制的、仿制并且通过国家质量认可的低压配电柜，比较常见的产品包括gcs低压抽出开关柜、gck低压抽出开关柜、ggd交流低压配电柜。第二种是国外进口制造的低压配电柜，其主要包括sivcon低压配电柜、mns低压配电柜等等。

3 低压配电柜优化选择

低电压配电柜的优化原则应该根据实际需要，在优化选择低电压配电柜过程中首先要明确额定电压、频率、电流及其尺寸等基本主要参数，接下来还应当明确低电压配电柜的主母线的最大额定电流、短时耐受电流以及单元形式等，根据实际需求严格选择，不符和应该刨除。功能模块化、组装简洁化、安装结存模数化、柜体外形小型化和提供运行环境温度上限是低压配电柜对重要元件的要求。主母线应该具有高分段和接地保护功能在短路方面，这样不仅允许互换进出线方向，左右安装，具有三段保护功能，记忆功能，附件齐全高性能和事故报警等功能，还需要具有机械联锁，开关锁，前级保护逐级联锁，开关与柜门联锁，后备保护逐级联锁，时序联锁等。接下来，各个附件功能应该实现相应模块化，具备多种功能模块模块的交流接触器可以采用积木式的安装以此来适应多种电流规格的需要。在最后，耐受过载的电流和分段能力要比较强。它可以在高温的环境中工作，动作特性是接触器不可缺少的性质。

4 高压配电柜

相比低压配电柜，高压配电柜主要包括控制、测量、保护、高压开关和相应的调节装置组成。它不仅包括了连接这些装置并提供相关的技术支持和内部组件。中国的高压配电柜发展主要经历了三个时期：第一时期在20世纪50年代，当时由于众多相关条件的制约，所以采用的是仿制苏联式高压配电柜。第二时期是在20世纪60年代，我国开始自主研制拥有独立知识产权的高压配电柜，所以这阶段产生我国大多数型号的手车式高压配电柜。第三时期是在80年代以后，由于改革开放大量引进国外的先进技术，我国相关的科研单位和国外的科研单位相互联合后，所以共同研制出例如hxgn型环网柜、gn型箱式固定柜等型号的先进高压配电柜。

5 高压配电柜优化选择

相比低压配电柜优化选择，它主要从运行中的可靠性、实际操作的简便性、使用中的实用性这三个方面进行综合考虑。运行中的可靠性主要体现在选择高压配电柜的同时，不仅要考虑工程的总体投资情况，还要考虑配电柜的供电可靠性和原来的高压配套情况。最重要的因素就是配电柜的可靠性，它主要是在选择高压配电柜。配电系统发展的重要趋势是实现实际操作的简便性。目前我国的高压配电柜继承了原先的继电器控制器和保护措施的重要特性。而其它一方面存在的的是新购置的智能综合保护器。往往由于复杂的继电气控制和保护方式使得高压配电柜故障发生率较高，因此需要的检修维护份的过程往往比较复杂。由于内型综合保护器的高压配电柜高科技含量相对较高，柜内元件相对简化，投入运行后所需检修内容相对较少，有的甚至都不需要检修，这样往往可节省大量人力物力和财力。最重要的是在实用性方面，国产高压配电柜性价比相对比较高，使用性能非常可靠，售后维护服务比较方便及时，实际上由于占用的体积较大，占用的空间较多，如果配电室相对空间有限，所以根据实际情况选择选用国产高压配电柜。进口高压配电柜结构紧凑，可靠性高，体积较小，但相对价格比较昂贵，且售后维修比较繁琐。所以需要指出的是，随着我国科技综合实力的不断提高，所以国产高压配电柜的可靠性也得到更多的保证，综上所述，在选用高压配电柜时候，要依据实际情况为基准，实用性为主。

6 配电柜保护元件的优化选择

6.1 配电柜原件保护的常用材料

配电柜的主要元件是熔断器，其主要原理利用电流超过额定值一段时间后，通过自身产生的热量而使其熔体融化，断开电路开关。作为熔断器的关键组成部分之一，溶体的材料不仅要具有易于熔断、熔点低和特性稳定特点，还需要采用镀银铜片等金属介质。在电路中溶体的介质相当于一段导线的作用，所以当电路短路或者电压过载时，在被设定的电路电流超出一定的额定值时，溶体会加快熔断，作用是在于对电路的保护方面。

6.2 熔断器的选择

在选择熔断器的时候，可从从以下方面进行综合考虑：在价格方面，因为熔断器是微型断路器的几十分之一，所以在项目预算较低时是最良好的选择。在控制回路的优化选择方面，熔断器只会在火线上起到保护措施，但是微型断路器不仅保护火线而且还可以保护零线。在维护过程方面，在发生短路故障后，微型断路器的触会有大的损伤，长时间这样后会造成大量的安全隐患，但是在熔断器工作后一定需要更换新的同样的熔芯。

6.3 在维护方便的前提下的优化选择

微型断路器的选择：微型断路器的保护和优化选择相当重要，因为当配电柜电路发生如短路等的故障会造成断路器触头的损坏，长时间不予以检查更换的话会造成未知的安全隐患。这就需要在断路器选择的过程中选择合适的微型断路器，并根据微型断路器的使用特点进行适时的检查和维修；作为高低压配电柜优化的重要原件，熔断器的选择也应该适时检查，如发现问题就要及时的更换或者解决，以免造成电路系统故障，甚至引发安全事故。

7 总结

根据以上详细的描述，可以看出在电力系统中合理科学的选用各种配电设备十分重要，所以在选择和优化高低压配电柜和其它的相应保护元件时，不仅应该考虑工程项目的总体实际情况，还应该选择比较实用的配电整套设备，具体问题具体分析，这样才可以充分满足电力系统的稳定性及其安全性需求。本文从电力系统中高低压配电柜的优化选择和特点，简单介绍了配电柜整个系统以及对高低压配电柜中保护元件的选择和高低压配电柜的优化选择进行了简单的介绍和分析，为以后能更好的解决高低压配电柜的保护和优化提供了一定的意见和建议。

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TM642.2

A

1004-7344（2016）16-0075-02

2016-5-18

武瑞芳（1984-），女，助理工程师，大专，主要从事机械设计工作。

杨海霞（1977-），女，工程师，本科，主要从事电气设计工作。