高低压配电柜及其保护元件的优化选择分析

摘要 随着社会各行业生产规模的扩大和人们生活水平的提高，确保供电系统的可靠性成为电力行业所必须考虑的课题。科学选择供电系统中的配电设备是保证电力系统稳定、环保、高效运转的重要途径，高低压配电柜的优化选择具有十分重要的意义，高低压配电柜的选择，要严格遵守简便、实用、可靠的原则，明确高低压配电柜的各个技术参数、掌握其对各个保护元件的要求，是合理选择高低压配电柜的基础。本文就高低压配电柜及其保护元件的优化选择进行了探讨，希望能对业内同行提供借鉴。

关键词 高低压配电柜；保护元件；优化选择

中图分类号 TM642 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0110-01

当前国内配电系统中的高低压配电柜的型号有很多种，其技术参数、柜体结构也不尽相同，选择合适的高低压配电柜和相应的保护元件，是维持供电系统稳定高效运行的重要手段，这就需要相关工作者要在了解本地供电系统、配电系统的基础上，对可选择的高低压配电柜进行专业分析，综合考虑其优缺点，并选择合适的保护元件，以使其在安装后能够正常运行，保证居民生活和社会生产的需求。

1 低压配电柜及其优化选择

当前，我国使用最为普遍的低压配电柜主要有两种：一种是我国自行研制、仿制并通过国家质量认证的低压配电柜，常见产品有gcs低压抽出式开关柜、gck低压抽出式开关柜、ggd交流低压配电柜等。另一种是进口的国外制造的低压配电柜，常见产品主要包括sivcon低压配电柜、mns3低压配电柜、prismap低压配电柜、blokset低压配电柜等。

低压配电柜的优化应依据实际需求，在优化选择低压配电柜时，首先要明确额定电压、额定频率、额定电流和柜体尺寸等基本参数，其次，还应注意低压配电柜的主母线最大额定电流数值、额定短时耐受电流、功能单元形式、内部分隔方式、峰值短时耐受电流、外科防护等级等，以上数据都应参照相关便准，根据实际需求来严格选择，不符合工程需求的应避免。

低压配电柜对重要元件的要求包括：首先，功能模块化，组装简洁化，安装积存模数化，柜体外形小型化，安装方式多样化和提供运行环境温度上限；其次，在断路器方面，主母线应具有高分段功能，接地保护功能，允许互换进出线方向，可左右安装，具三段保护功能，记忆功能，附件齐全高，事故报警功能，能显示不平衡负载；其次，还要拥有机械联锁，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，区域选择性联锁，时序联锁脱扣等；第三，各个附件功能应实现模块化，交流接触器要具备多种功能模块，可采用积木式安装以适应多种电流规格的需要；最后，耐受过载电流与分段能力要强，并可在高温环境中正常工作，接触器要具有可靠的动作特性。

2 高压配电柜及其优化选择

高压配电柜主要有控制装置、保护装置、测量装置、高压开关、信号传输装置、调节装置组成，还包括连接已上装置并提供有关支持的内部组件。我国高压配电柜的发展主要经历了三个阶段：20世纪50～60年代，因众多因素的限制，主要以仿制苏联式高压配电柜为主；20世纪60～70年代，开始自主研发拥有知识产权的高压配电柜，众多型号的手车式高压配电柜即产生于该阶段；第三个阶段从80年展至今，自改革开放后，大量先进技术涌入国内市场，我国科研单位在联合国外相关单位后，共同研制了更多型号先进的高压配电柜，如hxgn型环网柜、gn型箱式固定柜、kgn型铠装固定柜等。

高压配电柜的优化选择，需要从三个方面进行考虑：运行中的可靠性、星级操作的简便性、在使用中的实用性。运行中的可靠性是指在选择高压配电柜时，要考虑工程投资情况、配电柜的供电可靠性、与原先高压设备的配套情况等，其中，高压配电柜的供电可靠性是选择高压配电柜的最主要因素。实现实际操作的简便性，是配电系统发展的重要趋势，当前的高压配电柜一方面存在原先的继电器控制和保护措施，另一方面存在新购置的智能综合保护器，较为复杂的继电气控制与保护方式使得高压配电柜故障发生率较高，所需检修维护较多，内型综合保护器的高压配电柜科技含量较高，柜内元件简化，投入运行后所需检修较少，甚至无需检修，可节省大量人力物力和财力。在实用性方面，国产高压配电柜价格合适，性能可靠，售后维护方面，但体积较大，占用空间较多，若配电室空间有限，则须谨慎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，但价格昂贵，且售后维修较繁琐。需指出的是，随着我国科技实力的增长，国产高压配电柜的可靠性也将得到更多的保证，因此，在选用高压配电柜时，要依据实际情况，实用为主。

3 配电柜保护元件的优化选择

熔断器是配电柜的主要元件，其原理为电流超过额定值一定时间后，因自身产生的热量而使熔体融化，断开电路。熔体是熔断器的关键部分，熔体材料要具有特性稳定、熔点低、易于熔断的特点，常采用镀银铜片等金属，其相当于串联在电路中的一段导线，当电路短路或过载时，被保护电路的电流超出额定值时，熔体因自身产生的热量熔断，起到对电路的保护作用。熔断器的选择，可从以下方面考虑：

价格方面，熔断器是微型断路器的几十分之一，在项目预算较低时是良好的选择。在控制回路的优化选择方面，熔断器只在火线上进行保护，而微型断路器可同时保护火线和零线。在维护方面，发生短路故障后，微型断路器的触头会有所损伤，长时间后易造成隐患，而熔断器在工作后需要更换新的熔芯。

4 总结

综上所述，科学合理的选用各种配电设备十分重要，在选择和优化高低压配电柜与相应保护元件时，首先应考虑工程项目的实际情况，再选择实用的配电设备，以充分满足电力系统的稳定性与安全性需求。

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