超全整理！低壓開關柜必備知識點，電氣工程師都在收藏

低壓開關柜的定義

一個或多個低壓開關設備和與之相關的控制、測量、信號、保護、調節等設備，由制造廠家負責完成所有內部的電氣和機械連接，用結構部件完整地組裝在一起的一種組合體。

低壓開關柜的主要組成部分

柜體：開關柜的外殼骨架及內部的安裝、支撐件

母線：一種可與幾條電路分別連接的低阻抗導體

功能單元：完成同一功能的所有電氣設備和機械部件的組成體（包括一次設備和二次 設備）

母線的分類

主母線(水平母線）:連接一條或幾條配電母線和或進線和出線單元的母線

配電母線（垂直母線）：框架單元內的一條，它連接在主母線上，并由它向出線單元供電

母線的基本要素

母線的額定電流及規格：母線的載流量及橫截面

母線的短時耐受電流

母線在短路時動熱穩定所能承受的最大電流有效值

母線的表面處理

為達到某種要求，而對母線表面進行一定的處理，如鍍銀、鍍錫、鍍鎳等

主母排規格

垂直母線

變壓器容量定母排和開關

功能單元的分類

☆一次設備 承擔輸送和分配電能任務的設備（變壓器、斷路器、互感器）

☆二次設備 用來控制、指示、監測和保護一次設備運行的設備（儀表、按鈕、指示燈）

一次設備按功能分類

①變換設備 按電力系統要求，改變電壓或電流大小的設備，如變壓器、互感器；

②控制設備 用來控制一次電路通斷的設備，如低壓斷路器、負荷開關、刀開關；

③保護設備 用來對電力系統進行過電流和過電壓等保護設備，如熔斷器、避雷器；

④補償設備 用來補償電力系統中無功功率以提高功率因數的設備，如并聯電容器。

功能單元性質

固定式 （FFF)：

主電路的連接只能在開關柜斷電的情況下進行接線和斷開

可移式(WFW …)：

主電路帶電的情況下亦可安全的從主電路上斷開或接通，具有連接和移出位置

抽出式(WWW)：主電路帶電的情況下亦可安全的從主電路上斷開或接通，具有連接、試驗、分離、移出位置

低壓開關柜的功能

作為電能分配轉換、馬達控制、無功功率補償等之用

保護人身防止觸電(直接和間接接觸)

保護設備防止外界影響

濺水

擠壓

振動

電磁波輻射

防止動物進入 (蛇, 鼠, 鳥……)

低壓開關柜的分類

按結構分：

固定式

抽出式

插入式

按功能分：

√配電用:如PC饋電柜

√控制用:如MCC馬達控制柜

√補償用:如無功功率補償柜 (電容器柜）

柜體的基本要素

外形尺寸

聯拼方式

進出線方式

外殼防護等級

顏色及表面處理

柜體內部的分割型式

柜體的安裝方式

外型尺寸

柜寬(mm)：400、600、800、900、1000、1200

柜深(mm)：600、800、1000

柜高(mm)：2200、2350

出線方式(銅排或電纜）

前出線（頂部或底部）

后出線（頂部或底部）

柜體的安裝方式

安裝方式分類：

靠墻安裝

離墻安裝

掛墻安裝

固定方式分類：

螺栓固定

電焊固定

低壓開關柜主要規格

國產開關柜型：GCK、GCS、GCL、BFC、MNSG、GGD、PGL

國際電氣巨頭以技術轉讓或合作方式在中國企業生產的有：

施耐德 OKKEN、Blokset、MB、Prisma等；

ABB MNS3.0、MNS2.0、Artu、MD190等；

西門子 Sivcon8PV、Sivcon8PT、SIKUS等；

金鐘默勒 Modan6000、ID2000等低壓開關柜已成為中國重點工程項目中的首選設備。

國產開關柜GCS

原電力部、機械部委托森源公司研制，1996年在上海通過兩部鑒定

市場：發電廠、變電所、石化、廠礦企業、建筑等

型號含義

G：封閉式開關柜

C：抽出式

S：森源電氣公司

額定電流：4000A

類型：抽出式

GCS

柜框架：采用型鋼，均有安裝模數孔（E=20mm）

5種尺寸抽屜

1/2單元、1單元、1又1/2單元、2單元、3單元

1單元的抽屜高160mm

二次插接件

1單元及以上的為32對

1/2單元的為20對

尺寸

高mm：2200

寬mm：400，600，800，1000

深mm：600，800，1000

基本模數：E=20mm

每面柜最多抽屜數：22個；每面柜最多可裝3臺ACB

隔室：功能單元室、母線室、電纜室（240mm或440mm）

垂直母線：直角L型截面，額定電流為1000A

水平母線：位于柜后；2500A及以下為單層布置，3150A及以上為上下層布置

水平母線

優勢：背后平置式，使電纜室上下均有出線通道，便于上出線

劣勢：柜后檢修危險；電纜室位于柜側，柜子較寬

GCK/GCL

由天津電氣傳動研究所研制

型號含義

G：封閉式配電柜

C：抽出式

K：馬達控制中心 L:動力控制中心

適用：發電廠、變電站、建筑、高層樓宇、工礦企業、冶金等

額定電流：4000A

類型：抽出式

優勢

價格

MCC柜寬小（600mm)

劣勢

安裝密度小（每面柜最多抽屜數：9個；最新的可裝18個）

尺寸

高mm：2200

寬mm：400，600，800，1000,1200

深mm：800，1000

基本模數：25mm

柜框架：采用C型型材，均有安裝模數孔（E=25mm）

三種尺寸抽屜：8E、16E、24E

隔室

水平母線室（在柜頂前部）

開關室 （在柜前部）

電纜室 （在柜后）

GGD

1991年由原能源部低壓成套開關設備聯合設計研制組（NLS）研制，1992年通過能源部的鑒定

適用：發電廠、變電站、廠礦企業、建筑等

型號含義

G：交流低壓配電柜

G：電器元件固定安裝、固定接線

D：電力用柜

類型：固定（不分隔）式

額定電流：3150A

柜體骨架采用冷彎型鋼局部焊接組裝而成

安裝：離墻安裝，不能靠墻安裝

短時耐受電流（1S）

1：15KA

2：30KA

3：50KA

尺寸

高mm：2200

寬mm：600，800，1000，1200

深mm：600，800

電容補償柜：GGJ1、GGJ2

Brokset

Brokset是施耐德電氣公司法國研發中心專門為施耐德旗下梅蘭日蘭低壓配電產品和TE工控器件產品而設計的低壓開關柜,充分體現和發揮了施耐德電氣低壓元器件的技術優勢和特點,最大限度地優化它們在開關柜中的安裝,它引進了功能系統的嶄新概念,設計合理,性能可靠,是低壓開關柜先進技術的代表.

適用：發電廠、變電站、工礦企業、建筑與基礎設施等各個領域,可作為動力配電中心、 馬達控制中心、電容補償及終端配電等電能控制、轉換與分配裝置使用。

類型：固定式

額定電流：6300A

防護等級：IP4X

內部分隔形式：形式1/2b/3b/4

安裝方式：靠墻/離墻/背靠背

進出線方式：上進上出/上進下出/下進下出/下進上出

柜高：2200mm

柜深：400/600/1000mm

柜寬：700/900/1100/1200/1300mm

開關柜結構框架的基本零件為帶有25mm間隔的模數孔的骨架，骨架由2mm厚的進口覆鋁鋅板制成，加工剪切面具有及強的自愈功能，長時間使用不會發生腐蝕現象，所有金屬件均經過特殊的防腐處理。

框架零件均為三十年免維修型，且整個開關柜無焊點，防止了焊接引起的柜體上的結構應力。

開關柜內每個柜體分隔為三小室，即母線小室，裝置小室及電纜小室，裝置小室為功能單元組件，且功能單元組件之間具有金屬或高強度阻燃多功能板隔板分隔；

母線小室中為母線和配電母線，配電母線位于柜側，以方便接線及檢修，母線之間連接采用專用魚型排和梳形母線夾、合金母線夾支撐及螺釘。容量小于1600A的垂直母線采用施耐德電氣專利產品異型母線，實現無孔搭接，提高標準化程度，相同截面積的情況下增加了表面積，提高散熱面積，提高導體的載流量。

水平母線可安裝在柜的頂部、中部和底部。水平母線均統一選用5mm厚的銅排。

Blokset主要技術指標：6300A，Isc 100KA rms/1sec, IP20/31/42/54，分割類型1/2b/3b/4,

固定式、抽出式

賣點：

1，法國原廠設計的成熟的國際產品，迄今全球的銷量已經超過1萬臺。

2，多樣化的柜型針對不同的應用：D型配電柜、Dc型電容補償柜、 Mf型固定式馬達控制中心、Mw型抽屜式馬達控制中心、Ms型變頻器和軟啟動器柜、C型配電箱

3，主母線方式靈活，可以是單母線或雙母線,并可置于柜的頂部 、中部、底部

4，在實驗位置和抽出位置不損失IP等級

5,功能單元可以方便的調整（門，鉸鏈等）

6，施耐德的先進技術以及質量保證

7，外形美觀

國內的流行柜型與Blokset比較

主要技術指標：不同廠家生產的不同的產品擁有不同的技術指標

對比: 這些國內的柜型與Blokset并非同檔次的產品，主要表現在以下一些根本性的差異上面

1。標準化的概念：Blokset的所有零件均為標準設計，決不存在按照不同項目而特殊設計的零件，保證產品的互換性和質量穩定性。

2。標準方案和TTA的概念：Blokset有上百種的標準方案，這些標準方案可以滿足所有的客戶需求。我們不允許也不需要特殊的方案。我們所有的上百種的方案均通過了型式實驗(TTA完全型式實驗).

3。質量關鍵點由施耐德控制：超過20%的關鍵零件由施耐德直接進口，施耐德由專門的質量人員負責合作廠家的質量控制

4。Blokset配電中心(PCC)安裝密度高（24支NS250以下的開關）

5。Blokset馬達控制中心結構十分可靠，實驗位置和抽出位置不損失IP等級

低壓開關柜的兩大重要標準

GB7251.1-1997

《低壓成套開關設備和控制設備》

第一部分：型式試驗和部分型式試驗成套設備

IEC60439

《低壓成套開關設備和控制設備系列標準》

低壓開關柜型式試驗

按符合標準程度分：

全型式試驗的低壓柜（TTA）

符合一種確認的型號或系列的低壓成套開關設備和控制設備，它與已通驗證認為符合本標準的定型成套設備相比，不存在可能會影響性能的差異。

部分型式試驗的低壓柜（PTTA）

一種低壓成套開關設備和控制設備，它既包含型式試驗的安排，也包括未經型式試驗安排，后者是從符合相關試驗的通過型式試驗的設備派生（例如通過計算）出來的。

型式試驗的主要技術參數

☆額定工作電壓Uc：380V（690V）

☆額定絕緣電壓Ui：660V（1000V）

☆額定電流In：水平母排：5000A（6300A）

垂直母排 ：1000A(2100A)

☆額定短時耐受電流Icw：水平母排：80KA（100KA）

垂直母排 ：50KA (85KA)

☆額定峰值耐受電流Ipk：水平母排：176KA（220KA）

垂直母排 ：105KA(187KA)

☆電氣間隙：主母排之間≥20mm、主電路帶電部件與地之間≥10mm

輔助電路帶電部件與地之間≥8mm

☆爬電距離：主母排之間≥20mm、主電路帶電部件與地之間≥12.5mm

輔助電路帶電部件與地之間≥10mm

☆內部隔離形式：1~3b（1~4b）

☆外殼防護等級：IP40（IP54）

☆污染等級：3

柜體內部的分割型式

為保護人身和財產安全，將開關柜獨立劃分成幾個 隔室的不同方式

絕緣配合

污染等級：

根據導電的或吸濕的塵埃，游離氣體或鹽類和由于吸濕和凝露導致表面介電強度或電阻率下降事件發生的頻度而對環境條件作出的 分級

污染等級分類：

污染等級1：

無污染、或僅有干燥的非導電性污染

污染等級2：

一般情況下，只有非導電性污染，但也應考慮到偶然由于凝露造成的暫時的導電性

污染等級3：

存在導電性污染或者由于凝露使干燥的非導電性污染變成導電性污染

污染等級4：

造成持久性的導電性污染。列如由于導電塵埃或雨雪造成的污染

一般工業用途的開關柜在污染等級3環境下使用

額定絕緣電壓（Ui） ：

額定絕緣電壓Ui是檢驗成套設備中絕緣材料介電性能的重要參數之一。

成套設備中所采用的母線支架、絕緣端子、抽屜用接插件及絕緣電纜的護套都是絕緣材料制成的，這種絕緣材料是一種不可恢復性絕緣介質，偶爾發生的過電壓，就可能造成絕緣介質永久性損壞。

電動力、熱應力疊加的影響，環境溫度過高都會加速絕緣材料的老化，降低絕緣性能。

工作環境中的導電物質的顆粒、塵埃在絕緣材料上堆集也會造成絕緣材料過電壓擊穿。

成套設備絕緣電壓Ui越好，絕緣性能越好，設備的可靠性越高。

介電試驗電壓和爬電距離都參照此電壓值確定

額定沖擊耐受電壓（Uimp） ：

設備能夠承受瞬態過電壓的能力，即開關操作過電壓，雷擊過電壓能力大小；

直接由低壓電網供電的設備要采用過電壓類別概念，過電壓類別共分為四級。常用的成套設備為III級過電壓類別。

國外成套設備的Uimp值≥8KV(12KV)，國內成套設備的Uimp值為6KV。

電氣間隙值參照此電壓值確定

電氣間隙：

不同電位的兩導電部件的空間直線距離

決定電氣間隙的主要因素：

額定沖擊耐壓

污染等級

國家標準

標準規定沖擊耐壓12KV，污染等級3時所需的電氣間隙為最小14mm

爬電距離

不同電位的兩個導電部件之間沿絕緣材料表面的最短距離

決定電氣間隙的主要因素：

額定絕緣電壓

污染等級

材料

國家標準

我公司根據標準建議最小爬距為16mm

IPX X：用數字表示外殼提供的保護程度

在實際工程設計和應用中，很難在所有各方面與做過型式試驗樣機完全相同，總會存在差異，但是這些差異決不能影響TTA成套設備的性能。

能夠明顯影響成套設備性能差異包括：

◆對成套設備來講，有重大結構變化。

◆母線截面減少，母線外形及所占空間的變化。

◆母線支架的數量或類型的變化及支撐結構的變化。

上述結構的差異都會影響母線的機械強度，對母線短路耐受強度造成很大的影響

◆改變了型式試驗項目中涉及的大型短路保護器件，如進線斷路器和刀熔開關等

◆隔離尺寸縮小，部件和連接線將釋放出一定的熱量，如果將它們安裝在小于形式試驗項目確定的隔室內，就會產生較高的溫升，可能會超過允許的溫升極限，部件和導線過熱，其結果，可能會相繼引起部件損壞，絕緣失效，導線著火和內部短路故障。

部分型式試驗的低壓柜（PTTA）

PTTA成套設備不是不具備型式試驗的基礎，相反PTTA設備所有計算方案

必須直接或間接的基于型式試驗的結果，例如：100KA短時耐受電流驗證是

采用外推法來驗證，經過例如80KA的型式試驗的驗證合格后，表明此外推法

有效，方可用于100KA短時耐受強度驗證。

由此可見PTTA設備，它的設計依據和計算方法已被型式試驗所驗證，但無

論如何，這樣的成套設備不是實際通過了型式試驗的設備。

一次單線圖

平面布置圖簡介

來源：網絡

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