现代低压配电柜的技术创新发展探讨

李良宝

摘 要：文章基于目前电力行业的发展现状，分析低压配电柜的种类和特点，基于不同类型低压配电柜的特点和具体应用现状，介绍目前低压配电柜的技术创新和应用情况，并对此技术的未来发展趋势进行展望。

关键词：低压配电柜;技术创新;发展趋势

1、引言

在现代社会，人们对于电能的需求在不断增长，而且对电力负荷方面的要求也在不断提高，同时也使得目前的配电网规模在不断扩大。配电柜是电力系统中的重要电气设备，尤其是其中的低压配电柜，直接决定着普通小区居民的用电质量，与人们的日常工作和生活息息相关，如果出现低压配电柜的性能不足问题，不仅会影响配电网的整体运行质量，而且还会影响电力用户的用电安全。因此，伴随这我国经济发展和科技进步，也需要对低压配电柜技术进行不断创新，推动此技术向模块化、智能化方向发展。

2、低压配电柜概述

低压配电柜按照结构的不同可以分为抽屉式和固定式两种，还会根据配电柜的使用环境和用途的不同对其进行分类。以国内品牌中比较常用的GGD柜来说，其主要以固定式柜为主，其结构中最为主要的就是母线室和配电室，而且是以数模化框架进行结构设计的。通过此种结构设计不仅便于安装，而且可以对柜内空间进行最大化利用，这与抽屉式类似，而且二者的高度和宽度等参数也基本相同。在选择其中的断路器时则通常会选择固定式框架断路器和塑壳断路器等，而且还要在进线和馈线断路器之前进行刀开关的安装，但是这也导致配电柜安装空间的缩小。在电网运行中，低压配电柜的作用主要有开关、控制、监视、保护与隔离等，可以与其他设备联合使用来控制动力、照明以及电动机等对象，或者可以形成无功补偿单元[1]。

3、常见低压配电柜的特点及应用

3.1抽出式配电柜。目前电网中比较常用的抽出式配电柜主要有国产的GCK、GCS以及MNS等类型，以其中的GCK型配电柜来说，其主母线和垂直母线的规格可以分别达到3150A和600A，此种类型配电柜中一共有9个抽屉，其容量比较大且可以灵活方便的使用。以其中的GCS型配电柜来说，其主要采用螺栓方式固定和连接，采取的是组合装配的基础性结构，其主母线和垂直母线的规格分别可以达到4000A和1000A，其性能比上述GCK型配电柜大。最后是针对MNS型配电柜来说，其中的抽屉可以达到36个，主母线和垂直母线的规格标准分别可以达到5000A和1000A，比上面的两种配电柜性能都要强大[2]。

3.2固定式配电柜。此种类型配电柜的类型主要有以下几种：一是GGD型配电柜，其是在PGL型配电柜基础上改造的，其分断能力较高且具有良好的动热稳定性，可以通过组合来构建比较灵活的电气方案，所以实用性比较强。二是PGL型配电柜，这是比较传统的配电柜类型，比较适合在变压器容量在1000kVA以下的配电系统中应用，但是经过改造之后的PGL3型配电柜也可以在2000kVA容量及以下以及额定电流在3000A以下的低压配电系统中应用。三是XL21型配电柜，这是一种采取拼装形式组合而成的封闭式配电柜，其元件通常在专用金属安装架上安装，便于进行组装和调节[3]。

4、低压配电柜技术创新

4.1设计模块的标准化。在目前电力行业中逐渐推进电网全面管理来提升供电质量、改善居民居住环境的发展过程中，也使得低压配电柜的设计更加标准化和流程化。为了满足目前工业生产、住宅及商业综合体电网的配置要求，通常会应用GPRS无线电网配电变压器，提升低压配电柜的标准、效率、技术水平和质量，保证其更加安全和高效地运行，通过网络实现电能传输，而且可以采取集中抄表的方式对电表数据进行控制和管理，提升我国的低压配电技术。

4.2智能化配电系统的应用。通过低压配电柜的应用，结合通讯网络形成了智能系统，通过此系统可以实现遥测、遥控、遥调以及遥讯等功能，实现电网运行中配电质量和可靠性的提升以及能耗的降低。此外，通过自动化配电系统的应用还可以利用其中的人机界面实现智能控制。同时在利用智能化元件的同时，结合先进的微电子技术、计算机控制技术以及电力电子技术等，在目前低压配电柜容量在不断增加的同时，提升了其运行可靠性。

4.3新型环保材料的应用。在目前能源危机和环境恶化问题日益突出的同时，我国也针对各个行业提出节能減排的发展要求，电力行业中想要满足国家提出的可持续发展战略要求，也需要积极发展智能化配电系统的同时，积极应用新环保材料。比如由于传统配电柜运行中会使用氟利昂，但是此种物质在燃烧后会对大气臭氧层造成破坏，同时其中的卤素燃烧也会对人体健康造成危害。因此，在配电柜设计生产时需要需要避开这些塑胶材料，选择安全和环保的绿色环保新材料。比如其中的MNS型配电柜，其柜架采用的是进口的覆铝锌柜架，通过优质的铜母排和热缩套管的应用，提升此类型配电柜的运行安全性和可靠性[4]。

4.4新技术的应用。由于目前低压配电网中的热继电器、断路器以及交流接触器等元器件的体积在不断缩小，但是手段额定工作电压以及绝缘电压等因素的影响，容易由于低压配电柜发热而导致能量损耗的增加。目前的双层门结构的低压配电柜也比较常用，此种结构的配电柜就是将电气元件设置在柜门内外的配电柜，通过应用此种低层双压配电技术，可以最大化缩小内柜门和外柜门的开关距离，保障用户安全并提升运行可靠性。

5、低压配电柜技术发展趋势

目前我国电力系统中的网络信息化和数字化技术在飞速发展和深入应用，推动目前的低压配电柜向未来的智能化方向发展。基于具有网络化、通讯化和智能化特征的新型低压配电柜，将其与现场总线技术融合也同样可以研发出更多的新型创新产品。

其次目前我国建筑行业在蓬勃发展，表现出城市建设中的高层建筑工程数量在不断增多而且建筑工程项目规模也在不断扩大。虽然目前我国的单个变压器容量已经达到了2000kVA，但是仍然无法满足现代化社会的发展要求。因此，在未来的发展中需要研发创新具有更大容量的低压配电柜。此外，在上述低压配电柜技术在向模块化和系统化方向发展的同时，也使得低压配电柜向体积小型化方向发展，同时性能也更加强大，而且用于低压配电柜上的新型材料也层出不穷。在低压配电柜的设计和制造层面上，主要通过计算机控制的自动化配电系统组件和接口终端的应用对整个配电柜系统实现智能控制，也推动其机械制造和安装技术向标准化和模块化方向发展。

最后，在目前机电自动化技术快速发展和广泛应用的同时，推动低压配电柜技术的发展和创新，实现低压配电柜自动化运行水平和运行可靠性的提升，满足不断提高的电网运行质量要求以及用户的用电量需求。

6、结语

在目前我国经济高速发展的形势下，推动了我国电网规模的扩大，为了满足人们不断增加的用电负荷要求，目前我国电力行业中的低压配电柜也在应用各种先进技术以及环保材料的同时，向更加标准化和规范化、模块化等方向发展。同时，未来还要加大对自主研发新产品以及核心技术的创新与发展，提升电力企业的运营经济效益以及市场竞争力，推动电力行业的健康发展。

参考文献

[1] 徐伟斌. 刍议低压智能配电柜的技术创新及发展趋势[J]. 低碳世界， 2019.

[2] 冯君臣， 赵帅. 低压配电柜的技术创新及发展[J]. 区域治理， 2018， 000（024）：162.

[3] 陈美娟. 浅谈智能低压配电柜技术方向上的创新与发展[J]. 工程技术（全文版）， 2016（12）：00178-00178.

[4] 吴晓伟. 低压开关柜结构设计对电气性能的影响[J]. 南方农机， 2018， 049（011）：203.