1.1 大容量
近年來, 我國相繼出現(xiàn)了一批大型現(xiàn)代化企業(yè), 這些企業(yè)的特點(diǎn)是引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備多, 自動(dòng)化水平較高, 大多數(shù)實(shí)施連續(xù)性生產(chǎn),對供電質(zhì)要求較高。
與此同時(shí), 在城市規(guī)模宏大的高層樓宇中, 低壓配電變壓器容量也在不斷增加, 變壓器單機(jī)容量達(dá)到2000KVA甚至更大, 這就要求低壓配電柜的容量向大型化方向發(fā)展。
1.2 高分?jǐn)?BR> 低壓配電柜的分?jǐn)嗄芰κ且灾髂妇€的分?jǐn)嗄芰ψ鳛楹獗P裝置的分?jǐn)嗨?。近年?隨著變壓器單機(jī)容量的不斷增大, 裝置的分?jǐn)嗨綄⑦_(dá)到100KA甚至更大。
1.3 智能化
為更合理的利用與節(jié)約電能, 減少人工檢測的誤差, 低壓配電柜正逐步采用電源管理系統(tǒng)軟件, 由監(jiān)控器或計(jì)算機(jī)對其實(shí)行集中監(jiān)控, 采集數(shù)據(jù)（電流、電壓、功率因數(shù)等）、波型分析、通訊對話, 保證系統(tǒng)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。
1.4 小型化
由于高層建筑中公用面積極其有限, 這就要求變電所面積減少到最小, 而供電容量卻很大。為此, 現(xiàn)代低壓配電柜均采用絕緣母線和塑料夾緊件, 以減少絕緣距離, 有利于其外型尺寸的減小。
1.5 防護(hù)等級的提高
低壓配電柜的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大, 防護(hù)等級也越來越高, 例如防塵、防潮、防腐? ?。因此, 要求裝置的防護(hù)等級不斷完善, 所以抽屜柜、密封柜日趨增多。為了利用固定柜和抽屜柜的突出優(yōu)點(diǎn), 井防止裝置內(nèi)元件等故障的蔓延乃至殃及其它元件的正常工作, 組合分隔單元柜得到很大的發(fā)展。防護(hù)等級將達(dá)到IP54或更高。
1.6 耐熱性
在特殊情況下, 要求在+2500C的環(huán)境溫度條件下, 低壓配電柜仍能堅(jiān)持供電20~40min，例如高層建筑的消防系統(tǒng), 在火災(zāi)情倪下就要求具有這種耐熱特點(diǎn)。
1.7 安全性
為了維護(hù)人身與設(shè)備的安全, 現(xiàn)代低壓配電柜要求接線采用隱蔽式接線方式柜內(nèi)開關(guān)與柜門之間設(shè)置機(jī)械聯(lián)鎖。
1.8 可靠性
為了保證供電的連續(xù)性, 企業(yè)特別是高層建筑, 一般都設(shè)置市電與自備電, 這就要求進(jìn)線柜的開關(guān)必須有機(jī)械聯(lián)鎖。
2 對低壓電器主要元件的要求
上述現(xiàn)代低壓配電柜的發(fā)展, 必然對低壓電器主要元件提出新的要求。
2.1 基本要求
（1）使用的環(huán)境溫度上限提供。（2）外型尺寸小型化。（3）安裝尺寸模數(shù)化, 安裝方式多元化。（4）功能模塊化, 組裝積木化, 以利于功能增減和縮短維修時(shí)間。
2.2 對斷路器的要求
（1）高分?jǐn)嗄芰? 分?jǐn)嗄芰_(dá)到60~100KA。（2）能左右900安裝, 進(jìn)出線方向互換。（3）具有三段保護(hù)和接地保護(hù), 不平衡負(fù)載顯示。（4）事故的分辨率細(xì), 要求有預(yù)等、報(bào)警功能。（5）要求有記憶功能, 能自動(dòng)記錄操作次數(shù)和短路工作次數(shù)。（6）附件齊全。有機(jī)械聯(lián)鎖、開關(guān)間的聯(lián)鎖, 開關(guān)與柜門間的聯(lián)鎖。（7）附件功能模塊化。脫扣器單元可選用功能多元化、通用化, 組裝積木化。（8）在多級保護(hù)中, 要求有區(qū)域選擇性聯(lián)鎖, 前級保護(hù)和后備保護(hù)逐級聯(lián)鎖, 實(shí)現(xiàn)時(shí)序聯(lián)鎖脫扣。（9）開發(fā)智能性斷路器, 具有參數(shù)顯示, 故障類別顯示幫助故障分析診斷, 多種繼電器保護(hù)功能、記憶及試驗(yàn)功能、通訊對話功能等。（10）安裝方式多樣, 有固定式、抽屜式, 并有通電、試驗(yàn)和抽出位置顯示。
2.3 對交流接觸器的要求
（1）具有多種功能模塊, 能適應(yīng)各種電流規(guī)格的需要, 能采用積木式安裝。（2）提高耐受過載電流的能力和分?jǐn)嗄芰?。提高耐高溫的能? 在+55℃~+600℃的環(huán)境溫度下, 接觸器應(yīng)有可靠的動(dòng)作特性。（4）研制接口接觸器,滿足帶微機(jī)的低壓配電柜的需要。
2.4 對熱繼電器的要求
（1）具有三相平衡, 不平衡過載及不斷相保護(hù)功能。（2）有手動(dòng)、自動(dòng)復(fù)位功能和脫扣顯示功能。（3）限制自身熱耗。擴(kuò)大溫度補(bǔ)償范圍。
2.5 對小型斷路器要求
（1）額定電流達(dá)到100A, 單極分?jǐn)嗄芰_(dá)到230A、10KA（有效值）, 以適應(yīng)用戶用電量增加的需要。（2）具有多種功能模塊。如漏電模塊、分勵(lì)模塊、報(bào)警模塊、輔助開關(guān)模塊和欠壓模塊。系列化和通用化要強(qiáng), 能采取積木式方法安裝。
2.6 交流接觸器的要求
（1）具有多種功能模塊附加輔助觸頭模塊、延時(shí)模塊、機(jī)械聯(lián)鎖模塊、線圈抑制過電壓模塊、線圈交直流兩用模塊, 帶電體的外露部分有絕緣護(hù)套。模塊能適應(yīng)各種電流規(guī)格的需要, 能采用積木式安裝, 又不改變接觸器本體的結(jié)構(gòu)與安裝尺寸。（2）63A以上的接觸器有直流控制的方式, 以利節(jié)能降耗。（3）安裝模數(shù)為20。（4）耐受過載電流的能力和分?jǐn)嗄芰σ岣? 例如井下、煉鋼與軋鋼等作業(yè), 因?yàn)槿蹟嗥骰驍嗦菲鞯姆謹(jǐn)嗫傆幸粋€(gè)過程, 比如0.1S, 在此時(shí)間內(nèi)不僅要求接觸器有足夠的動(dòng)熱穩(wěn)定性, 而且還要求接觸器能分?jǐn)嘁欢ū稊?shù)的故障電流, 例如達(dá)到30倍左右。（5）在+55℃~+600℃的環(huán)溫條件下, 接觸器應(yīng)有可靠的動(dòng)作特性。（6）加緊研制接口接觸器,滿足帶微機(jī)的低壓配電柜的需要。接口接觸器至少要滿足下述條件：a.控制線圈的功率低, 電流不超過100mA；b.響應(yīng)時(shí)間要短, 固有動(dòng)作時(shí)間不大干操作頻率高達(dá)3000次/h以上, 機(jī)械壽命達(dá)3000萬次。（8）開發(fā)四極接觸器, 滿足三相四線系統(tǒng)的需要。
2.7 對熱繼電器的要求
（1）限制自身熱耗, 以利降低低壓配電柜的溫升；（2）溫度補(bǔ)償范圍至少要達(dá)到-20℃~+550℃, 最好為+600℃；（3）具有三相平衡、不平衡過載及斷相保護(hù)功能；（4）有手動(dòng)、自動(dòng)復(fù)位功能和脫扣顯示功能控制觸頭應(yīng)為電氣上可分開的一常開一常閉。
3 對策
隨著改革開放的深入, 我國電器行業(yè)繼前年從發(fā)達(dá)國家技術(shù)引進(jìn)后, 現(xiàn)又進(jìn)入了與國外各廠商合資的高潮。一批具有當(dāng)代世界領(lǐng)先水平的電器元件已在中國銷售和制造。它們都是低壓配電柜中的抽屜柜與組合分隔單元柜理想的元件。但從多數(shù)產(chǎn)品來說, 仍需相應(yīng)措施才能滿足低壓配電柜發(fā)展的要求, 以下討論的正是針對現(xiàn)有產(chǎn)品的改進(jìn)和新產(chǎn)品開發(fā)提出的, 以適應(yīng)成套促元件、元件保成套, 低壓配電柜發(fā)展的要求。
3.1 尺寸小型化
在保證安全可靠的前提下, 尺寸小型化從以下兩方面去考慮：
（1）元件尺寸本身的小型化
除了考慮材料的介電性能外, 要考慮電壓參數(shù)的問題：
1） 額定工作電壓
按IEC947-1“ 低壓可關(guān)設(shè)備及控制設(shè)備第一部分總則” 的規(guī)定, 元件的額定工作電壓要滿足要求, 否則就限制了元件的使用范圍。
2）額定絕緣電壓
低壓配電柜系統(tǒng)的絕緣水平由系統(tǒng)的瞬時(shí)過電壓決定。瞬時(shí)過電壓是頻譜豐富的非正弦波, 有基波分量及高次諧波分量, 因此相應(yīng)有表征這兩種分量的絕緣電壓工頻耐壓及額定沖擊耐壓。低壓配電柜的絕緣配合是建立在瞬時(shí)過電壓被限制在規(guī)定的沖擊耐受電壓優(yōu)先系數(shù)的基礎(chǔ)上的, 因此, 元件用干低壓配電柜系統(tǒng)的條件為：a.電器的額定絕緣電壓應(yīng)高干或等于電源系統(tǒng)的額定電壓；b.電器的額定沖擊耐受電壓應(yīng)等于或高于電源系統(tǒng)的額定沖擊耐受電壓；c.電器產(chǎn)生的瞬時(shí)過電壓應(yīng)低于或等于電源系統(tǒng)的額定沖擊耐受電壓。
根據(jù)以上所述來確定電器的電氣間隙和配電距離, 并留有適當(dāng)?shù)陌踩? 例如限流式電器, 其限流系數(shù)越高, 瞬時(shí)過電壓水平也越高。
（2）安全距離
電器在分?jǐn)鄷r(shí)的飛弧距離越小越有利于尺寸的小型化。框架斷路器不但外型尺寸小, 而且飛弧距離越小。大型斷路器還要在對地的金屬件上設(shè)置絕緣障安全板, 減少宏觀尺寸。
對于交流接觸器理論和實(shí)踐都證明, 柵片滅弧比縱縫滅弧小, 因?yàn)樵陔娀』芈分写肓藮牌娮? 起到了限流作用, 同時(shí)柵片磁場對外逸電弧有約束作用, 減小了飛弧距離。
3.2 降低電器元件的熱耗
按IEC439的規(guī)定, 低壓配電柜要進(jìn)行發(fā)熱計(jì)算, 因此要求電器零件提供自身熱耗的數(shù)據(jù)。
對框架斷路器、塑殼斷路器和交流接觸器要限制自身熱耗, 必須控制每極回路的電阻值（mΩ）, 并且要作為一個(gè)指標(biāo)來考核。對交流接觸器尤其是大容量交流接觸器最好采用直流控制, 以減少鐵耗, 降低熱耗。
3.3 選用系數(shù)
電器元件要根據(jù)環(huán)境溫度、負(fù)載級別、工作制等使用條件, 提出相應(yīng)的選用系數(shù)。
3.4 動(dòng)作特性
（1）熱繼電器的溫度補(bǔ)償要達(dá)到+55℃~+600℃。但至今包括IEC947~4第條的補(bǔ)償范圍只到+40℃~-50℃ , 倘若熱繼電器所用之雙金屬片材料的比彎曲特性在-20℃~+550℃仍保持線性變化的關(guān)系, 則可將一圖的補(bǔ)償作線性延伸。當(dāng)交流接觸器降容時(shí), 熱繼電器不能隨之降容,而應(yīng)選擇與降容后的交流接觸器主電路電流相適應(yīng)的整定電流。
（2）對熱磁式短路器, 由于熱脫扣無溫度補(bǔ)償, 故規(guī)定在400℃環(huán)溫上使用的斷路器必須按+55℃~+600℃環(huán)溫要求重新整定。電子式脫扣系統(tǒng), 因?qū)Νh(huán)溫變化不敏感, 可以用于+55℃~+600℃的場合。
3.5 功能棋塊與安裝的設(shè)計(jì)
低壓電器功能的擴(kuò)展主要在于功能模塊化, 即設(shè)計(jì)各種功能模塊, 模塊通用性強(qiáng), 并且采用積木式安裝到本體上去, 盡量不用或少用緊固件, 主張采用機(jī)械接口、裝拆方便, 又不改變本體的安裝尺寸。安裝尺寸要模數(shù)化、標(biāo)淮化、多樣化。
（轉(zhuǎn)載）
