低壓抽出式開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計對電氣性能的影響
低壓開關(guān)柜完成低壓配電系統(tǒng)電能的再分配,實現(xiàn)電網(wǎng)控制、測量、保護、轉(zhuǎn)換等功能。所有用電場所都需要配備低壓成套設(shè)備,這對國民經(jīng)濟建設(shè),特別是石油、化工、冶金、建筑、礦產(chǎn)等行業(yè)具有重要作用。因此,低壓開關(guān)柜的質(zhì)量水平,尤其是電氣性能的穩(wěn)定、可靠和安全運行,與國家的經(jīng)濟實力、科技發(fā)展和人民生活水平密切相關(guān)。20世紀(jì)80年代末,隨著城鄉(xiāng)的重建、擴建和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),電氣設(shè)備市場逐年擴大,制造商的數(shù)量也在增加。國家電力能源的大量投資也刺激了該行業(yè)的發(fā)展。在這一大趨勢的推動下,低壓成套開關(guān)設(shè)備的品種不斷更新,質(zhì)量不斷提高,電氣安全性也不斷提高。
一、幾個主抽屜的比較開關(guān)柜功能單元結(jié)構(gòu)
低壓抽出式開關(guān)柜廣泛用于低壓成套設(shè)備中,因為沒有閘刀開關(guān)來減少組件的安裝空間和增加機柜中的電路數(shù)量。同時,可以更換相同規(guī)格的抽屜,并在線路故障時及時更換備用抽屜,從而減少停電時間。無論產(chǎn)量、品種還是電氣性能都超過了固定柜。目前,市場上主流抽屜柜有三種,即MNS、GCS、GCK(GCL)。三種機柜類型在外觀上基本相似,但其內(nèi)部功能單元結(jié)構(gòu)不同。客戶應(yīng)根據(jù)自己的特點和實際需要選擇機柜類型。以下是鄭泰成套公司獲得3C認證的產(chǎn)品的三種機柜類型的匯總表。
二。整體結(jié)構(gòu)對電氣性能的影響
低壓抽屜柜的整體結(jié)構(gòu)布局應(yīng)美觀大方、線條流暢,抽屜功能單元劃分合理,滿足電氣參數(shù)要求。
“C”字形框架結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便。目前,低壓抽屜開關(guān)柜已被廣泛使用。
低壓開關(guān)柜的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理涉及電氣性能要求的四個方面:
1.絕緣配合
2、動態(tài)熱穩(wěn)定性
3、提高故障電弧的保護能力
4.升溫
(1)加強設(shè)備的絕緣性能有助于提高整體的抗過電壓能力。
抽屜式開關(guān)柜的絕緣配合是根據(jù)設(shè)備的運行環(huán)境條件、供電系統(tǒng)的位置(過電壓類別)、絕緣材料的性能等因素確定最小電氣間隙和爬電距離。絕緣材料組根據(jù)材料的CTI數(shù)值范圍分為4類,材料組ⅰ600≤CTI;ⅱ400≤CTI & lt;600;ⅲ175≤CTI & lt;400Eⅳ100≤CTI & lt;175E,低壓抽屜柜有許多絕緣部件,如絕緣體、母線夾、聚碳酸酯工程塑料制成的功能板、二次連接器等。,這些都會影響機柜的整體絕緣性能。統(tǒng)計顯示,中國電氣產(chǎn)品中約50%的事故是由絕緣系統(tǒng)引起的。當(dāng)然,如果絕緣選擇得當(dāng),質(zhì)量滿足系統(tǒng)正常運行下的要求,其電氣性能仍能完全滿足要求,畢竟電壓等級不高。在四級污染水平條件下,絕緣件的選擇應(yīng)作為重點考慮,如柜內(nèi)主母線絕緣采用爬電距離、電氣間隙高于標(biāo)準(zhǔn)性能等措施,絕緣件的CTI值高。
(2)機柜的動態(tài)熱穩(wěn)定性一直是客戶的首要考慮因素。特別是在大電流的情況下,柜體的結(jié)構(gòu)強度要求非常高。如果發(fā)生短路,柜體應(yīng)具有承受短路電流的能力。作為低壓柜的設(shè)計者,首先要考慮水平主母線的固定方法和位置。例如,300兆瓦機組的大型發(fā)電廠的低壓進線電流一般大于4000安培。根據(jù)工藝要求,主母線為3X3(100X10),但實際上并不是這樣選擇的。一般認為單相布置在上下兩層,每層2 80X10排,用專用絕緣母線夾固定。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計分散了短路電流對機柜的影響,大大提高了機柜的整體短路電流電阻。加強螺栓連接部位的接觸壓力,保證螺栓連接的扭矩和轉(zhuǎn)角,同時還能抵抗短路電流的沖擊。
(3)為提高設(shè)備的故障電弧保護能力,一般在結(jié)構(gòu)內(nèi)部采用金屬隔板隔離和預(yù)防措施,帶電導(dǎo)體的絕緣和隔離,增加泄壓通道、電弧檢測裝置等。
引起故障電弧的因素很多,這里就不討論了。IEC4397-1規(guī)定了電弧保護的目的,最終要求是:①防止接觸相鄰功能單元的危險部位;(2)防止固體異物從成套設(shè)備的一個單元進入相鄰單元;(3)提供盡可能高的個人防護等級。因此,柜體各功能室嚴(yán)格分開,主要分為三部分:功能單元室、母線室(水平母線室和垂直母線室)和電纜室,既防止事故蔓延,又便于現(xiàn)場維護。這是低壓抽屜柜結(jié)構(gòu)設(shè)計的獨特之處。目的是限制電弧的產(chǎn)生,限制電弧的強度和持續(xù)時間。
為了防止開關(guān)設(shè)備中產(chǎn)生的故障電弧對附近人員造成傷害,在機柜頂部增設(shè)了泄壓裝置。當(dāng)故障電弧被點燃時,產(chǎn)生的壓力迫使泄壓裝置打開,熱氣被排放到機柜頂部,從而確保人員的安全。這種被動電弧保護功能是發(fā)生電弧時的必要措施,主要是為了保護人身安全,但它是機柜結(jié)構(gòu)設(shè)計中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。順便說一下,低壓開關(guān)設(shè)備的故障電弧保護已經(jīng)開發(fā)和通過了IEC-1641。& lt封閉式低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備故障電弧試驗指南> >;的驗證尤為重要。
④抽屜式開關(guān)柜的溫升也是檢查柜體結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個重要指標(biāo)。機柜內(nèi)的溫升與殼體的尺寸、殼體的安裝形式、是否設(shè)有通風(fēng)槽以及通風(fēng)槽的尺寸、內(nèi)部水平隔板的數(shù)量、組件的有效損耗以及抽屜單元的數(shù)量等參數(shù)有關(guān)。作為一家制造工廠,設(shè)計院在產(chǎn)品設(shè)計最終確定時不能改變圖紙的各種參數(shù)。在實際設(shè)計過程中,有些甲方或設(shè)計院為了節(jié)省空間和設(shè)備,分配了過多的抽屜。雖然安裝可以完成,但柜體的溫升被忽略。尤其是在夏季,如果配電室通風(fēng)不良,在使用過程中機柜內(nèi)的溫升往往過高,導(dǎo)致設(shè)備損壞,造成絕緣破損和短路事故。這一點應(yīng)該引起我們廣大設(shè)計師的注意,有必要向?qū)Ψ教岢觥?/p>
除滿足溫升要求外,上、下通風(fēng)罐的設(shè)計還應(yīng)考慮是否滿足防護等級。IP54柜體應(yīng)充分考慮體積縮小系數(shù),否則溫升容易過高。此外,還應(yīng)定期對企業(yè)進行溫升試驗。為了獲得足夠的數(shù)據(jù),對機柜結(jié)構(gòu)進行一些必要的改進和調(diào)整。
三、抽屜功能單元
抽屜功能單元由若干機械結(jié)構(gòu)的功能部件組成。該機構(gòu)確保抽屜有三個連接/測試/分離位置。分離位置:抽屜可以推入和拉出,位置顯示“分離”,微動開關(guān)觸點斷開,測試鎖定,開關(guān)不能閉合,抽屜可以推入;測試位置:從分離位置順時針轉(zhuǎn)動操作機構(gòu),抽屜向后移動。當(dāng)鋼球被定位到測試位置時,會產(chǎn)生“當(dāng)”的聲音。此時,輔助開關(guān)接通,輔助電路接通,微動開關(guān)接通,連接鎖防止主開關(guān)接通和抽屜拉出。連接位置:抽屜被鎖定,在主開關(guān)關(guān)閉后不能拉出。它第二次處于工作狀態(tài)。最后,逆時針轉(zhuǎn)動顯示裝置的蓋板以蓋住操作機構(gòu)的操作孔。抽回抽屜與上面相反。相同規(guī)格的抽屜單元可以靈活更換。
從以上描述不難看出,抽屜機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與電氣聯(lián)鎖性能密切相關(guān)。抽屜在關(guān)閉狀態(tài)下不能被拉出,并且抽屜拉出位置不能被關(guān)閉。此外,一旦抽屜被拉出,抽屜完全被絕緣材料覆蓋,并且手不能觸摸。因此,抽屜的結(jié)構(gòu)設(shè)計充分考慮了人員安全可靠的電氣聯(lián)鎖性能。
四.結(jié)論
從1997年開始,中國的低壓開關(guān)設(shè)備已經(jīng)投入試運行。& lt低壓開關(guān)設(shè)備和低壓開關(guān)設(shè)備第1部分:型式試驗和部分型式試驗開關(guān)設(shè)備> >;從修訂后的新標(biāo)準(zhǔn)可以看出,國家標(biāo)準(zhǔn)的重點是提高設(shè)備的絕緣性能,以防止過電壓造成的絕緣損壞造成短路,同時要求對設(shè)備的溫升進行驗證,防止機柜內(nèi)溫度過高。新標(biāo)準(zhǔn)必將對我國低壓開關(guān)柜的整體結(jié)構(gòu)提出更高的要求。設(shè)備的結(jié)構(gòu)取決于產(chǎn)品的電氣性能。只有電氣性能完善、安全可靠的設(shè)備才能體現(xiàn)最合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。