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低压柜体的用途及分类


低压产品知识及种类

培训讲师: 冉庆贺

主要内容
? ? ? ? ? ? 介电的用途及危险。 电力系统中低压柜体的用途及分类 公司生产几种柜体的异同点及优缺点 各类联锁机构及推进机构的特点及操作方法 解读防护等级。 柜体结构的主要尺寸及计算方法

? 目前我们公司生产的低压产品按名称有GGD、 GCK、

GCS、MNS四大类产品,其中GCS分 为标准型和经济型(改进型) MNS 分为标准 型和经济型(改进型).还有变压器柜、母线 桥,动力箱,HXGN(10KV)等其它壳体。 但实际上总结一下这所有的型号无非都是由 KB型材和KS型材组成的。

低压产品的种类
GGD
柜体 固定式 低压

GCK
低压 抽出式 控制中心

GCS
低压 抽出式 森源

MNS
森源公司仿进口 ABB

低压配电柜的用途及分类
? 我公司低压配电柜,适用于交流50(60) HZ,额定电压380V至660V的配电网络中, 用来分配电能、转换电能、控制电能、无 功功率补偿之用。产品符合以下标准: GB7251.1、IEC439.1。 ? 低压配电柜按结构来分主要2种固定式开关 柜和抽出式开关柜,还有介于2者之间的固 定分隔柜也半抽屉柜。

? 低压配电柜按其用途可分为电源进线柜(受电), 母联(联络)柜,馈电(出线)柜,电容柜。 ? 电源进线柜(受电柜)起电源进线,接受电能的 用处,其断路器称为进线开关或主开关,起着对 整个系统的保护和控制的作用。 ? 馈电柜即为馈出电能用,其开关称为馈电断路器 也称为出线开关,向用电设备提供电能,控制并 保护该设备和线路。 ? 母联(联络)柜起母线联络的作用,即将两段联 络起来。2个工作电源中间设1个联络开关,正常 工作时个工作电源工作,当其中一个工作电源出 现故障或需要检修时,将其断开,联络开关投入 工作,这样,2个电源所带的负荷,均不会长时间 的断电,提高了供电的可靠性,此种方案在低压 系统很常见。 ? 电容柜(无功功率补偿柜)其起无功补偿的作用。

固定式开关柜:
? 目前国内使用的固定柜主要是GGD,在固 定式开关柜中框架断路器经常使用抽出式 断路器,其特点是结构简单造价低廉,通 风好,但由于各个功能单元没有隔开,柜 内一个回路的故障可能波及另外的回路

抽出式开关柜:
? 目前国内使用的配电柜大多为抽出式开关 柜,常见GCK、GCS、MNS,还有很多由 此派生出来的型号GCS改进型,MNS改进 型,GCK改等,其特点是将主元件及一些 辅助元件装在可抽出部件里,可视为一种 组合电器。具有良好自锁功能及防误操作 功能

? 一般认为装大容量的抽出式断路器的为PC柜,装 接触器及塑壳断路器,加控制开关者称为电动机 控制中心。在我们公司普遍认为一台柜装2台或3 台框架开关的为PC柜,抽屉柜称为MCC柜,其 实这种说法是不妥的。一台柜装2台或3台框架开 关时可能为2路大容量的出线,也有可能为一进线 一联络,还有可能为两路出线,目前抽屉柜的方 案,电机出线回路并非全部,还有消防电源,空 调及照明及很多其它方案,所以将抽屉柜称为 MCC柜并不合理,应统称为馈电柜。

固定分隔柜:
? 固定分隔式配电柜是封闭式固定安装,而把断路器置于各 分隔内。所谓分隔,也就是抽屉柜内用于装抽屉的空间, 现在不装抽屉,直接将开关装于此间隔内,间隔开门,门 的开启又与操作手柄联锁,以保证人的安全。为了维修及 更换开关方便,断路器常带插拔式底座或抽出式底座。因 此,它既是固定柜,又具有抽屉柜的一些优点。目前由于 一次插件的容量达不到要求或因客户要求经常在抽屉内混 装固定分隔,插拔式塑壳开关,装于各间隔的立面隔板上, 通过加长连杆及手柄在柜内进行操作。其优越性在于:当 一个间隔元件发生故障时,不会波及其它的间隔,更换元 件方便,某间隔需检修时不需要整组母线停电。由于插拔 式断路器插拔时比较费力,考虑到安全问题,插拔底座最 好采用板后接线,而且为线路维修方便。

? 此种柜型的一次系统图,是断路器画于两 插头之间,其它元件画于两插接头之外。 此种柜型的缺陷在于如果开关插座与立母 线(垂直母线)搭接处出现故障,则需断 开整组母线进行检修。可以在每台柜上方 装设一台隔离开关,这样供电会更可靠。 但是此举会增加成本及柜体有效安装空间。 ABB公司生产的artu是一种新型的固定分隔 柜,其立母线为异型母线开关与母线可实 现无孔搭接,此种柜型还有很多其它优点。

一、型材

? KB型材又称C型材,是由2mm钢板冲制折弯而成的。 其最大的特点模数孔为25mm,型材冲有直径为 5.3mm的孔,此型材组成的壳架除了G型梁、拼柜 安装孔柜体安装孔外,其余均采用自攻螺丝安装, 具有强度好,安装方便等特点。所有柜体行业均可 采用此型材制作。KS型材又称8MF型钢,是由 2.5mm热轧钢带通过轧机轧制而成。原始KS型材上 均冲有直径为9.2mm模数为20mm安装孔,许多壳 体厂家在2005年时在25mm的面上加冲了一排直径 5.3mm的孔,比起改动之前,有着很大好处,为了 一些支架,导轨等安装提供了方便。除了MNS外所 有柜体均可采用。 ? 2000年时许多壳体厂家还采用FA28型钢,现在还 有一种K型材(artu柜用)

二、柜体
? GCK柜体最早是由天传所推出的一种柜体, 是由FA28型材制作,深度一般为800mm或 1000mm深,主母线(水平母线放在柜顶, 柜后出线,需双面维护,(垂直母线)采 用封板将其与电缆室完全隔开,封板开有 条型孔通风性能好,立母线最小40×6,最 大可致120×6。即可以用C型材制作也可以 用KS型材制作。其抽屉有6种规格(5种机 构)。1/2、200、300、400、500、600等 单元

? GCS柜体是由国家能源工业部和机械工业部联合设 计开发的低压抽出式配电柜,是一种具有很大意义 的一种柜型。其原始设计时抽屉柜为600mm深,宽 度最小800mm,主母线位于柜后中部,电缆室侧出 线单面维护。也可设计成后出线,此时柜深最小 800mm,母线放于柜顶,当然主母线放于柜顶时也 可侧出线,主母线放于柜后中部时,可实现主母线 与立母线免打孔搭接。立母线为L型铜排,尺寸和 MNS柜母排尺寸一样置于具有耐高温,阻燃功能塑 料功能板内。其抽屉有4种机构。抽屉单元有1/2、 160、240、320、400、480几种。2001年许多壳体 厂家推出改进型GCS、2005又对改进型GCS进行了 大范围改动。改进型GCS后部通道及接插件均和 GCK一样,抽屉联锁机构和GCS一样。改进型GCS 所能制作单元抽屉外,还可以制作1/2、200、300、 400、500、600H抽屉,是一种综合了GCS和GCK, 2种产品优点的柜体。

? 抽出式柜体各个功能单元有明显的区分,且防护 等级也比较高其某些功能单元出线故障或因其它 原因均需更换元件时,不需停电从而不影响其它 回路正常工作,同样规格的抽屉单元具有良好的 互换性,其中一个抽屉单元需更换或维护时可以 将备用抽屉立即投入工作,减少了因停电而且造 成的经济损失, ? 但会造成空间浪费,通风不良,一台抽屉柜最多 可装22只抽屉(GCS),而固定柜可以装的开关 数量远远超过此数量。抽出式开关的分类中,人 为分为PC柜(动力中心)MCC(电机控制中 心)。

? MNS柜体:MNS是由ABB公司推出的一种高档低 压柜体,只能采用C型材制作,其原始设计时抽 屉柜为600mm深,宽度最小800mm,主母线位于 柜后中部,电缆室侧出线,单面维护。同样可以将 母线置于柜顶,柜后出线或右侧出线,其立母线 为L型,厚度5mm,一面为30mm,一面为50mm, 最大载流量1000A,有8E/4、8E/2、8E、16E、 24E几种规格的抽屉,一台最多可设72个回路 (双面柜)。有2种抽屉联锁机构MNS有全套功 能板侧出线,半套功能板侧出线,全套功能板后 出线,半套功能板后出线,其中全套功能板后出 线,有铜套后出线和转接件后两种。改进型MNS 同改进型GCS一样综合了GCK和MNS的优点的一 种柜型,是公司2002年开发的一种柜型

? GGD柜体:GGD柜体由国家能源工业部和 机械工业联合设计开发的低压固定柜,是 我公司制作的唯一的一种固定柜,其特点 是结果简单,造价低廉,专用附件少,故 障点少,通风性能优越等特点,所以大家 不要误认为GGD不够档次。 ? 总而言之,纵观各种抽屉柜,不论如何变 化主要都有一二插件、推进机构,由各功 能室、电缆室及母线室组成。

标准型柜体和改进型柜体及GCK的比较
标准型柜体 改进型柜体、GCK

1、主母线

1、主母线

标准方案主母线置于柜后 主母线置于柜顶, 中部, 800mm(1000mm上出线) 时置于柜前,1000mm置 柜后。 优点:搭接时主母排不需 优点:占用空间小,由于 打孔。缺点:占用柜后整 顶盖均为开启式,便于母 个空间,造成空间浪费。 线安装于维护。

标准型柜体和改进型柜体及GCK的比较
2、的立母线
立母线置于封闭式的塑料 功能板内,优点:防护等 级高,美观。缺点:立母 线只有一种规格,载流量 最大仅至1000A,通风性 能较差。

2、改进后的立母线
立母线置于金属罩板内, 罩板上冲有条形孔。优点: 母线可以变换,即可以做 40×6,又可做120×6, 小电流时节省,大电流时 安全,通风散热好,成本 相对较低。缺点:大电流 通道噪声较大,防护等级 没有标准型柜体高,也不 够档次。

标准型柜体和改进型柜体及GCK的比较
3、标准型进出线方式 3、改进型进出线方式

侧出线时经常会设计成 主母线放在柜顶,正常都 800mm宽柜电缆室空间 是柜后出线,电缆室空间 太小,不便于操作。也可 大便于维护和安装 以做成后出线,此时母线 搭接不变

标准型柜体和改进型柜体及GCK的比较
4、标准抽屉 4、抽屉

8E/2抽屉最大只可做到 抽屉接插件经过数次改进 63A,抽屉电流最大为 后,如今插件采用优质材 400A,630A时会造成抽 料压制而成。优点:插接 屉安装不方便,抽屉内只 件为整体,便于制造,容 能用软线联接大电流时安 量大,最大可致630A, 装不方便,也会造成浪费。 8E/2可做到100A。抽屉 内可用铜排联接,相对来 说可以节约成本,便于安 装。

标准型柜体和改进型柜体及GCK的比较
5、标准柜体 5、柜体

抽屉柜可做600深,主母 正常都是柜后出线,电缆 排与立母排搭接方便,节 室空间大便于维护和安装。 省铜排,可靠墙安装零地 柜体结构采用的专用附件 排均设在前下部,垂直零 少,受附件限制也较少, 地排设在电缆室,节约铜 柜体设计、制造均很灵活, 排。单面维护,或可以认 设备运行也比标准型可靠, 为母线免维护。整个柜体 就整个成套设备来说,其 如均按标准方案制作的话, 成本和优越性都有很大的 整体美观,内部附件看起 优势,只不过美观程度没 来较高级。各个隔室之间 有标准型号,显得不够高 有明显的隔离 档

? 各类联锁机构 ? 推进机构的特点 ? 操作方法

推进及联锁机构主要由以下几种形式
1、在开关分闸时,直接将抽屉,插入到室内, 到工作位置后,开关才可以合闸,开关合 闸后,抽屉不可以拉出来,此类机构有: a、由偏心轮和联锁所杆组成的机构,没有名 称,用于GCK1/2抽屉,在工作位置时所杆 转到竖立脂肪向插入到抽屉层隔内。此种 机构成本低,但无位置显示。

b、CJG-2、CJG-4机构。用于GCS1/2抽屉CJG-2 机构开关是60度分合,CJG-4机构是90度分合, 此种机构的抽屉层隔板上需冲来深孔,在各位置 时通过锁舌转到来深孔内起限位作用,此种机构 有明显的4个位置分别为工作、试验、隔离、抽出, 并在各个位置均有锁定,在隔离位置上可以挂锁, 以确保检修人员安全。 C、MLS-4机构主要用于MNS、8E/4、 8E/2抽屉中 其联锁方式和CJG-4机构相近,只不过CJG-2、4 机构通过抽屉层隔板锁定抽屉,而MLS-4机构是 通过铝导轨和塑料导轨上的缺口来锁定抽屉和限 制抽屉进入。

二、通过蜗轮将抽屉推进到小室内。此类机构有:
a、CJG-1、CJG-3机构。CJG-1机构主要应 与160及200H,GCS抽屉,抽屉内元件较 多时为节省空间有时在200H以上以上抽屉 时也采用此类机构, CJG-3机构主要应与 200H以上抽屉。此种机构底下的蜗轮与定 位座构成一个限位装置,使抽屉具有工作、 试验、隔离、三工位置。此种机构通过微 动开关操作手柄与推进机构手柄是共用的

b、XJG-3机构,此种机构也是通过蜗轮将抽屉推进 到小室内,所不同的是其开关操作机构手柄是与 推进机构分开的。试验位置时通过蜗轮实现的。 开关操作手柄与门板联锁,当开关分闸时,抽屉 门才可以打开,从而防止了抽屉带负荷操作。此 种抽屉属开门操作的抽屉。用于GCK抽屉,称为 三工位抽屉。 C、CXJG-5机构,此种机构可以认为XJG-3机构的 改进型。其蜗轮推进同XJG-3,但其增加了断路 器操作机构与推进蜗轮之间的联锁,属带门操作 一种抽屉。称为带门操作三工位抽屉 d、DJG1、2机构, DJG2型机构类型同CXJG-5, 只是结构更简单化, DJG1机构可算是一种新型 机构,其在DJG2机构的基础上加了位置锁定及解 锁功能。此机构在温州已大量生产,

三、通过导向槽或板和拨板将抽屉拨动到小室内。 此类机构有: a、拨把式:此机构可以说壳体抽屉柜的元老,从柜 台开始做抽屉柜至今,产量,它是利用抽屉层隔 板上的导向槽和抽屉底板上的拨把组成的一种机 构。它具有工作位置和抽出位置。它的特点是结 构简单。造价低廉,工作稳定等优点。这是它经 久不衰的原因。此种机构现在各个厂家生产的都 不一样。应用于GCK柜体,称为拨把式抽屉,属 开门操作的抽屉。 b、拨把式三工位机构(BPT):此机构是将拨动抽屉 的拨把及限位的一个小拨把组成一机构和抽屉层 隔上的导向槽构成的。其实就是再拨把式抽屉上 加了限位机构。有明显的位置锁定和指示。在开 门操作的抽屉中属功能最优的一种机构

四、在开关合闸时,直接将抽屉推入小室内, 抽屉到位后,通过抽屉联锁上的小手柄转 动机构与柜体型材联锁。此种机构,在开 关操作机构方轴上装设锁舌,与机构互为 联锁,有效的防止误操作。此种机构用于 MNS柜体。 在众多柜体制作厂家中,低压柜采用的联锁 机构有相同的也有不同。但是不论是哪种 机构、哪种联锁方式,都是防止抽屉带负 荷操作及防止误操作。保障供电可靠性相 同规格的抽屉须具有良好的互换性。抽屉 联锁机构和一二次为抽屉的核心部件。

? 解读防护等级: ? 由成套设备提供的防止触及带电部 件,以及外来固定的侵入和液体进 入的防护等级用符号:IP来标明。 ? IP代码的组成及含义见下表

第一位 特征数 字

防护等级

简要说明
无防护
防止手背接近危险部件

含 义
直径50mm球形试具应与危险部 件有足够的间隙
直径12mm,长80mm的铰接试指 应与危险部件有足够的间隙

0
1

2
3 4 5 6

防止手指接近危险部件
防止工具接近危险部件 防止金属线接近危险部件 防止金属线接近危险部件 (防尘) 防止金属线接近危险部件 (尘密)

直径2.5mm的试具不得进入壳内
直径1.0mm的试具不得进入壳内 直径1.0mm的试具不得进入壳内

第二位特 征数字
0 1

防护等级

简要说明
无防护
垂直滴水

含 义

2 3 4 5
6 7 8

15度滴水
淋水 溅水 喷水 猛烈喷水

短时间浸水
连续浸水

柜体结构的主要尺寸及计算方法
? 目前柜体厂家采用型材生产的柜体无非有2 种KS、KB型材制作。KS型材截面 85×30mm并在85的面上压了一条筋,便 于安装柜间隔板、并加强了型材扭曲度, 此型材需部分焊接,还可以全组装(需配 套件)。C型材柜体为全组装方式。KS型 材组装的柜架由于其采取了部分焊接式, 强度比C型钢好,C型钢柜具有外形美观, 便于组合,加工及安装方便特点等。

KB型材柜体
? 我们公司所有柜型,机构均可以采用KB型材制作 (由于GCS导轨及其它附件的原因,此时KB型材 非标,其柜架上所有的安装孔距4个方向的距离均 为25的模数+12.5mm,其内部件横向有效空间为 柜宽-50mm,受电柜、进线柜前室深度有400mm、 500mm两种,抽屉深度有450、475、500mm三 种。抽屉小室宽度为550mm,抽屉宽度有505、 507mm2种。用此型材的铰链主要有2种。门板如 焊铰链螺柱时,螺柱距边为29mm,螺柱间距 25mm(KB型材GCS为20mm),焊接时注意螺 柱位置应避开断路器板。开孔时注意门框开孔锁 孔避开。其元件室后板的高度为门板高度


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