引言
过几十年的发展，我国低压成套技术已经取得极大提升，在容量、安全性、可靠性等方面已经极大地缩小了与国际先进技术的差距。近年来，我国电网投资力度不断加大，基础配电网建设得到显著发展。但总体用电水平与国际先进水平相比仍然存在着差距，例如城乡区域发展不均衡，供电质量亟待改善。提升输配电能力，建设技术先进、环境友好的配电网是我国电力工业目前的首要任务。低压配电柜作为配电网的重要组成部分，其制造水平直接影响我国配电系统的稳定及质量。低压成套设备的发展已经到了瓶颈期，其标准化程度低及行业通用性弱已经成为制约行业发展的重大因素。
1低压开关柜标准化现状
低压配电柜产品符合GB7251.1—2013《低压成套开关设备》（IDTIEC61439−1，2011）标准规定。在电力系统中，从发电系统到输电系统再到配电网以及电能转换的过程中，低压配电柜产品起着开断、控制以及保护用电设备的作用，主要适用于建筑、基础设施建设、能源、工业控制等各种不同场合。目前，国内常见的低压开关柜主要有以下4种：①MNS型抽屉式开关柜；②GCK低压抽出式开关柜；③GCS型低压抽出式开关柜；④GGD型交流低压配电柜。在低压柜国产化生产过程中，经过不断的摸索、改进，其结构越来越契合国人的操作习惯，实用性及可操作性也越来越高。低压成套行业进入门槛较低，随着经济社会的进步，涌现出越来越多的成套设备生产厂家，在开放性的设计、个性化的生产、使行业繁荣的同时，随之而来的问题也越发突出。
2低压开关柜标准化设计
低压柜标准化设计应按照安全可靠、坚固耐用、标准统一、通用互换、合理分级、广泛适用的原则进行，应兼顾制造厂水平与用户体验满意度两方面，通过改进与调整整体提高低压开关柜的标准化程度。根据设备需求程度的不同，主要进行柜体、一次接口、二次接口低压抽屉柜的标准化设计。
2.1体的标准化
1）柜体材质需要进行统一的要求，不同材质使用的拼装方式使柜体外观及结构不一致，所以材质的统一是设备互换性的基础。目前有两种选择：①MNS、GCK采用由敷铝锌板折成的C型材，GCS采用由冷轧钢板焊接而成的8MF型材；②MNS、GCK及GCS柜均使用C型材，但是MNS、GCK使用的C型材模数为25mm，GCS所使用的C型材模数为20mm。门板的材质应考虑到柜体外观颜色及防腐性能的要求，宜采用冷轧钢板，喷塑防腐处理。柜体主框架结构材料厚度要求为2.0mm，隔板、挡板等非承重钣金件厚度要求为1.5mm。2）柜体底部地基安装固定孔位置的标准化。设备的安装都要固定在地基上，由于各个厂家地基固定孔的不一致，目前项目基础施工前都需要联系设备厂家提供地基图，进行电缆沟及固定槽钢的施工，以方便后期设备的顺利安装，因此，安装孔得到标准化以后，业主根据标准图纸即可直接施工，减少了沟通的环节，可以节约施工工期，降低施工安装风险。
2.2功能单元标准化
功能单元的标准化包括结构和尺寸的标准化，其中结构又包含进线框架断路器的安装结构、馈线抽屉回路结构、馈线固定分隔式结构。尺寸的标准化包括确定母线安装位置，进线框架断路器安装高度，双框架馈线柜断路器安装高度，以及不同抽屉单元所占的高度。另外，柜体门板的高度及厚度需要作出统一要求，以从外观上提高柜体的标准程度。
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2.3一次接口标准化
一次接口方式包括：①进线方式；②进线柜与变压器并柜的接口方式；③主母线系统。低压柜常见的进线方式包括铜排柜顶进线、铜排柜侧进线、电缆柜顶进线以及电缆底部进线等。进线柜与变压器的接口方式应被确定是柜顶母线桥架进线还是侧边直接并柜。若采用柜顶桥架进线方式，则柜顶顶板需要确定进线孔位置尺寸及防护方式；若采用直接并柜侧进线的方式，则需要低压柜侧边封板配铜排进线孔。通用方式是低压柜铜排侧伸出柜体200mm，在变压器内搭接。主母线系统建议按三相五线制，电流规格根据系统额定电流确定，按常见系统电流规格，可以确定800A、1250A、1600A、2000A、2500A及3200A等常见的系统电流铜排规格。根据调研数据，大部分厂家采用镀锌圆角铜排，便于加工与连接。考虑到系统的安全稳定性能，应根据额定电流的不同确定母排系统短时耐受电流值。
2.4二次接口标准化
二次接口应确定断路器及智能仪表的通信接口方式，目前常用的是RS485通信，通信口与二次端子之间采用屏蔽线连接。进线柜仪表需满足电流、电压、频率、功率、功率因数以及无功电度等参数的测量，同时配置断路器状态量输入。母联柜及馈线柜仪表需满足回路电流、电压等参数的测量要求。进线柜柜前上方应设置仪表室，预留电度表、接线盒、采集器的安装位置。对计量要求较高时应设置独立的计量室，并配铅封锁。仪表、分/合闸按钮及指示灯应按标准排列，仪表元件数量应做统一要求。二次回路导线线径要求是，控制回路采用1.5mm2导线，测量回路电流、电压分别采用2.5mm2、1.5mm2导线，计量回路电流、电压分别采用4mm2、2.5mm2导线，通信回路采用1mm2屏蔽线。计量回路应按相序分色，其余回路无需按相序分色。
2.5开关柜的除湿设计工艺
在夏季以及潮湿的环境下，当空气中的水汽达到饱和程度，特别是在南方高速度气温变化大的地区，这样的情况对低压开关柜的具有不利的影响，因此需要建立相应的除湿设计，从而能够有效降低开关柜内的水汽凝结，保障开关柜内电气元件的正常工作环境。除了添加必要的除湿设备之外，也需要根根据实际情况，在开关柜的设计上进行有利于除湿设备良好运行的柜内工作环境。在结构上需要在柜体底部进行孔洞的取消或者封堵。避免在梅雨季节电缆井积水产生的水蒸气从开关柜底部进入到电气元件的工作环境。
2.6绝缘监察
绝缘是变电站最为普遍的一种故障现象，一般情况下，是因为电气绝缘子泄露电流过量或母线对地放电所致。在绝缘事故发生时，会发生放电，从而产生火花、电弧以及电晕，采用超声波、TEV法、紫外监测法以及超高频法等，可以对这些现象所产生信号进行测量。现阶段，工程中应用较多的是声光监测方法，该方法是在开关柜中安装弧光传感器，实时动态采集火花、电弧和电晕信息，并将信息在分析后上传至后台，从而对绝缘事故实现在线检测。
结语
低压成套设备的标准化是一个系统性的课题，低压设备柜型复杂，元件繁多，涉及范围较广，还有很长的路要走。标准化需要全行业的共同努力，共同推进。为了行业的健康发展，推进国家“中国制造2025”战略计划和标准化之路势在必行。
参考文献
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[4]曾义.低压电器成套装置技术手册[M].北京:中国水利水电出版社,2001.
论文作者:林炳均
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/26
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