中低压开关柜结构及柜型的选择_汤继东

电气工程应用 一 概述 1 . 熟悉开关柜的结构对电气设计的重要性 在电气设计与电气成套中， 开关柜的结构与型 号的选择是必不可少的工作。目前， 用于低压与中 压系统中的柜型可谓百花齐放， 目不睱接， 如何选 择一个合适的柜型， 是一个不可回避的经济技术问 题， 选用合理， 做到既满足使用要求， 又节约投资。 因为开关柜的壳体价格差别很大， 合理的选用会带 来较大经济效益， 选择开关柜的壳体也有性价比问 题。另外， 选择的合理， 还会做到柜内元件与开关柜 壳体很好的配合， 使元件布置及布线合理、 紧凑美 观。 目前开关柜的型号繁多， 光低压抽出式开关柜 就有几十种之多，电气设计人员在电气设计时， 有 时无所适从，因此对各种开关柜的壳体的优劣、 性 能及特点进行梳理显得比较重要。如何正确选择开 关柜的壳体规格及型号， 这是设计院或设计公司电 气设计人员的短板， 因这些设计人员对开关柜的结 构并不十分了解， 只是从开关成套厂家的产品样本 中的说明及简单图片中了解一些， 有鉴于此， 对 中 低压开关柜的常用型号， 规格及优缺点有作详细介 绍的必要。另外， 用户、 质检人员及监理人员也应当 对各种开关柜的柜型、 结构熟悉， 否则对生产厂家 提供的产品进行验收， 怎么能够确定开关柜在结构 上是否偷工减料呢？ 2 . 开关柜常见的结构形式 成套开关柜的壳体加工有焊接方式与组装方 式， 采用焊接方式， 必须要采用胎具及工装夹具， 此 种加工方式壳体牢固， 但不美观， 不但生产效率很 低， 而且容易变形， 柜体有力集中， 变形难以调整， 要求焊接技术要好， 否则焊缝出现夹渣咬肉， 影响 质量及美观。采用焊接方式的开关柜壳体， 还有一 个缺点， 那就是不能对构件进行预先镀锌或喷塑等 外表面处理。例如中压固定开关柜 G G - 1 A型及低 压配电屏 P G L 型等就是此种加工工艺生产。 目前比较盛行的加工方式是组装式， 所谓组装 式， 是先加工成型材， 然后采用螺栓等固定与紧固 件进行连接。组装式开关柜壳体需要的型材主要有 “ C “ 型材 ( 截面略呈 C形) ， G C S - 型低压抽出式开关 柜采用 8 M F 型材( 截面略呈 3 形) 。 采用组装式结构， 提高了生产效率， 而且不会变形、 精度高、 调整方 便， 柜内如果根据需要增加结构件非常方便， 另外， 柜子外形美观， 结构件表面可以进行预处理， 如预 先进行电镀或喷塑。如果采用外协方式供货， 结构 件可以大量库存， 这样专生产各种开关柜壳体的厂 家也应运而生。 不论中压开关柜还是低压开关柜、配电屏 （盘 ） ， 都有固定式与移开式之分。所谓固定式， 不是 说开关柜是否能够移动，开关柜当然不得移动， 必 须固定安装， 这里所说的固定， 是指开关柜内的所 装元器件固定安装于柜内， 不可移动之意。对 移开 式开关柜而言， 是指柜内所安装的主要元件可以移 出。对低压开关柜元件可以移出的， 常称为抽屉式 开关柜， 而对中压开关柜常称为手车式开关柜。为 什么一个称为抽屉， 而另一个称为手车呢？这是因 为低压元件安装于如同一个抽屉的结构件内， 抽屉 就是开关柜的一个组成部分，而中压元件笨重， 要 放置于一个底盘车上， 底盘车带有滚轮， 可在开关 中低压开关柜结构及柜型的选择 中同国际工程设计研究院有限责任公司 湖南长沙（4 1 0 0 0 7 ） 汤继东 2 电气工程应用 柜内移动， 当带有底盘车的断路器拉出开关柜外后， 不能在地面移动， 在地面移动要靠断路器搬运手车， 搬运手车是共用的， 每个开关站配备两台足够。 中压开关柜又分金属铠装与非金属铠装， 有人 会问， 具有金属壳体的金属开关柜都是铠装， 这种理 解是错误的， 所谓铠装， 是指开关柜内的主要元件之 间有接地的金属隔板分开， 主要元件由接地金属板 围护， 如武士穿上铠甲， 铠装不是指开关柜的壳体， 而是对其主要元件而言。由此可见， 平时所说的中 压手车柜，全称应为 “ 中压金属铠装移开式开关柜 “ 合适。 3 . 低压开关柜型号含义 过去开关柜不但有专门的认证机构， 开关柜的 型号命名也有主管部门负责， 现在开关柜的命名已 无专管机构， 生产厂家可自己命名， 只要通过国家指 定的有关部门做相关的型式试验， 即可对外销售， 目 前对中压开关柜尚未推行 “ 3 C “ 认证制度， 因此造成 开关柜型号繁杂不堪， 现就过去的型号命名法则， 对 开关柜型号的含义作以说明。 对开关柜型号含义的说明， 似乎是老生常谈， 并 无实际意义， 但对电气设计人员或用户来说， 这些最 基本的东西还是应当了解的。 低压系统中 ， 常见的有低压配电屏， 例如 P G L 系列， 之所以称其为配电屏， 而非开关柜， 因为它只 有前面有封板， 后边及两侧面并无封板， 从正面看， 只是前面有面板的框架而已， 此种结构称为配电屏、 配电板或配电盘比较合适。G G D型开关柜， 之所以 称为柜， 是因为不但有可开启的门， 周围均有金属封 板， 完全是呈现 “ 柜 “ 形结构。目前称呼比较混乱， 配电柜或开关柜有的亦称配电盘或配电屏， 例如， 外 商把所有低压配电成套装置一律称为配电盘， 而生 产成套配电成套装置的单位， 简称为 “ 盘厂 “ ， 此种 称谓并不确切。 开关柜的命名是以汉语拼音字母表示， 例如固 定式低压开关柜 G G D - 系列，第一个字母表示 “ 柜 “ 之意，第二个字母表示固定安装之意， “ D “ 表示电 力之用。低压抽屉柜常见的有 G C K 、 G C S 、 M D及 M N S ， G C S 与 G C K 。 开头的字母 “ G “ 与前相同， 表示 开关柜之意， “ C “ 表示抽出式， “ K “ 为控制之意， G C K 柜意为抽出式低压控制柜， 是指控制电动机之用， 即 平时所说的 M C C （马达控制 ） 柜， 与此柜配套的尚有 G C L柜， “ L “ 表示电力之意，也就是平时称为的 P C （电力中心） 柜， 目前习惯上把 G C K与 G C L不再区 分， 不管是用作进线、 配电还是电动机控制， 约定成 俗地一律称为 G C K柜了。G C S 型低压开关柜系列， 前两字母含义与前者相同，而 “ S “ 的含义为森源电 气公司所开发的。低压抽屉柜 M N S 也是常用柜型， 根据额定电流及动热稳定性能的不同， 又有 M N S 2 . 0 及 M N S 3 . 0 等， 这些为 M N S 型的升级版， 它是 A B B 公司产品型号， 其含义为： M 标准模块式之意 N 低压之意 S 开关配电设备之意 M N S 所用的 M 、 N 、 S 三个字母，既不是英文字 母， 也不是汉语拼音字母， 而是笔者尚未认识的另一 国家的文字字母。 M N S 型低压抽出式开关柜是瑞士 A B B公司研 发的产品， 目前知道 M N S 的含义的人不多， 用它复 制或它派生的开关柜型号却多如牛毛， 不胜枚举， 使 人眼花缭乱， 不一而足， 例如， B M N S 、 WM N S 、 Y M N S 、 M C S 、 F M N S 、 M N X 、 F M N C 、 S M N S 、 M H S 、 M L S 、 M G X 、 M B X 、 M N S H 、 M N S G， 而用 G C K型号派生的也不少， 如 G C K 1 、 G C K 2 G C K n 、 A G C K 大多大同小 异，或者全同无异，只是怕因得不到专利单位的授 权， 不敢盗用别人的型号， 怕官司缠身， 而又想向知 名品牌靠，才造成上述奇特现象。至于低压抽出式 开关柜 8 P T 、 M D m a x 等型号的具体含义不再一一说 明了， 之所以单独对 M N S 抽出式开关柜型号含义加 以说明， 是说明在不清楚型号含义的情况下， 胡乱地 派生出这样多的型号是不可取的，不同型号的产品 应有自己的特点， 山寨别的产品， 然后贯以新型号更 是不可取的。 中压开关柜的型号含义，也是采用汉语拼音字 母表示，以固定式中压 1 2 k V开关柜 G G I - 1 2 为例， 字母的含义与低压柜相同， 其它型号的开关柜， 例如 K Y N 2 8 A - 1 2（G Z S 1 - 1 2 ） 、 X G N 2 - 1 2 、 X G N 1 5 、 3 电气工程应用 X G N 6 6 - 1 2 、 H X G N 1 5 - 1 2 、 X G N 1 7 - 4 0 . 5 、 K Y N 1 - 4 0 . 5 ， J Y N 1 - 4 0 . 5 、 K Y N 1 0 - 4 0 . 5 、 K Y N 6 1 - 4 0 . 5 等国产型号， 字母的含义为： G 固定安装 N 室内安装 Y 移开式 K 铠装 X 箱型 J 间隔式 H 网系统用 知道上述字母的含义， 某中压开关柜的型号含 义 便 一 目 了 然 。 例 如 常 见 的 1 2 k V 开 关 柜 K Y N 2 8 A - 1 2 ， 它是金属铠装、 移开式、 室内安装、 设 计序号为 2 8的第一次改进、额定电压 1 2 k V 。 X G N 2 - 1 2 型开关柜， 说明它是箱式、 固定安装、 室内 使用、 设计序号为 2 、 额定电压 1 2 k V 。需要说明的， 间隔式与箱式主要元件都被接地金属板或绝缘板隔 起来， 间隔式手车柜 J Y N 2 - 1 2 基本不再生产， 已由 K Y N 2 8 A - 1 2 取代， 在 1 0 k V系统中 ， K Y N 2 8 A - 1 2 型 开关柜大行其道。X G N 1 5 、 H X G N 1 5 、 X G N 2 - 1 2 型开 关柜， 是箱式固定柜。 当额定电压为 1 2 k V ， 额定电流 不大于 1 2 5 0 A ，开断不大于 3 1 . 5 k A时， A B B公司有 U n i G e a r 5 5 0 柜型， 其最大特点是体积小， 体积为宽 5 5 0 m m ， 深 1 3 4 0 m m ， 高 2 2 0 0 m m 。 二 各种低压开关柜柜型的比较及正确选择 1 . 低压固定式开关柜与配电屏 前文中已谈到， 目前对配电屏与开关柜称呼上 不再区分， 经常统称配电屏， 在国家规范中， 连同动 力配电箱、 照明配电箱等统一称为低压成套开关设 备与控制装置。 - 配电屏可以称为敞开式开关柜， 或 称为配电盘、配电板，其代表型号有 B S L - 、 B D L - 、 P G L -等，目前 B S L 、 B D L已经淘汰， P G L型也很少 采用。对 P G L型配电屏之所以很少采用， 主要缺点 是防护等级太低， 它只是前面有面板， 背面及侧面是 敞开的， 并列敷设的配电屏之间是相通的， 其中一台 故障， 容易波及其它的配电屏， 为了安全， 只能由熟 练电工才能操作， 操作有人监护及遵守操作程序， 配 电屏前后要有绝缘垫。此种开关柜各回路及开关之 间没有隔板， 回路故障容易相互影响， 柜内多半有一 只 H D 1 3 B X总隔离开关， 这样， 柜内某回路故障时， 可断开总隔离开关进行维修，其它开关柜可以照常 运行。但此种柜型的优点也是明显的， 它价格低廉， 通风散热好， 尤其内装补偿电容器时， 散热好的优点 更加突出， 配电屏骨架采用焊接， 比较牢固， 这是其 它柜型无法比拟的。 目前常用的固定式低压开关柜是 G G D -型， 此 种柜型已经投入使用几十年了还经久不衰，可谓低 压开关柜中的常青树了。G G D的骨架采用 8 M F型 材， 安装孔的模数为 2 0 m m ， 组装式结构， 因此， 它具 备组装结构的一切优点， 前面已经详述， 在此不必重 复。目前 G G D型开关柜的构件不再局限于 8 M F型 材， 有的采用 “ C “ 型材， 螺栓有的