MNS、GCS、GCK、GCL抽屜開關(guān)柜功能單元結(jié)構(gòu)的比較
低壓抽出式開關(guān)柜由于沒有刀開關(guān)縮小了元件安裝空間,增加了柜內(nèi)回路數(shù),同時(shí)相同規(guī)格的抽屜可實(shí)現(xiàn)互換,在線路出現(xiàn)故障時(shí)可把備用抽屜及時(shí)換上,從而減少停電時(shí)間,故在低壓成套設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。無論是產(chǎn)量、品種、電氣性能都超過了固定柜。目前,市場(chǎng)需求的幾種國(guó)內(nèi)主流抽屜柜有三種,即MNS、GCS、GCK(GCL)。這三種柜型從外形上看基本相似,但其內(nèi)部功能單元結(jié)構(gòu)都存在差異?蛻粼谶x擇柜型時(shí)應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)和實(shí)際需求進(jìn)行選擇,下面就正泰成套公司已取得3C認(rèn)證的產(chǎn)品以簡(jiǎn)表的形式對(duì)3種柜型作一比較。
整體結(jié)構(gòu)對(duì)電氣性能的影響
低壓抽屜柜的整體結(jié)構(gòu)布局應(yīng)美觀、大方、線條流暢,抽屜功能單元的劃分合理,符合電氣參數(shù)的要求。
"C"型材的框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便。目前低壓抽屜開關(guān)柜已普遍采用。
低壓開關(guān)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理涉及到四方面的電氣性能要求:
1、絕緣配合
2、抗動(dòng)熱穩(wěn)定性能
3、提高故障電弧的保護(hù)能力
4、溫升
①加強(qiáng)設(shè)備的絕緣性能,有助于提高整體抗過電壓的能力。
抽屜式開關(guān)設(shè)備的絕緣配合是按照設(shè)備的使用環(huán)境條件,安裝于供電系統(tǒng)位置(過電壓類別),絕緣材料性能等因素決定Z小電氣間隙和爬電距離。絕緣材料的組別是根據(jù)材料的漏電起痕指數(shù)(CTI)的數(shù)值范圍劃分為4類,材料組合別Ⅰ600≤CTI;Ⅱ400≤CTI<600;Ⅲ175≤CTI<400E;Ⅳ100≤CTI<175E,低壓抽屜柜的絕緣件有很多,例如:絕緣子、母線夾以及采用聚碳酸脂工程塑料制成的功能板、二次接插件等,這些都影響柜體的整體絕緣性能。有統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示,我國(guó)的電器產(chǎn)品中有50%左右的事故是由于絕緣系統(tǒng)而引起的。當(dāng)然,如果在系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下,絕緣件只要選擇適當(dāng),質(zhì)量符合要求,其電氣性能仍是完全能滿足要求的,畢竟電壓等級(jí)并不高。如果在4級(jí)污穢等級(jí)的條件下,絕緣件的選材應(yīng)作為一個(gè)重點(diǎn)考慮,例如柜內(nèi)主母線絕緣采用比標(biāo)準(zhǔn)性能高的爬電距離和電氣間隙,用CTI值高的絕緣件等措施。
②柜體動(dòng)熱穩(wěn)定性能一直是客戶放在首位考慮的。尤其是在大電流情況下,對(duì)柜體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求很高,一旦出現(xiàn)短路,柜體應(yīng)具備承受短路電流的能力,作為低壓柜的設(shè)計(jì)人員,首先應(yīng)考慮水平主母排的固定方式及位置放置。舉個(gè)例子:300MW機(jī)組的大電廠低壓進(jìn)線電流普遍大于4000A按工藝要求主母排為3X3(100X10),但在實(shí)際中是不會(huì)這樣選取的,一般考慮單相按上下兩層布置,每層2根80X10排,并且采用特制的絕緣母線夾進(jìn)行固定,這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),分散了短路電流對(duì)柜體的沖擊,大大提高了柜體整體抗短路電流能力。加強(qiáng)螺栓連接部位的接觸壓力,保證螺栓連接的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角,也可抵抗短路電流的沖擊。
③為了提高設(shè)備的故障電弧保護(hù)能力,在結(jié)構(gòu)內(nèi)部普遍采用金屬隔板隔離防范措施,對(duì)帶電導(dǎo)體的絕緣隔離,增設(shè)泄壓通道,電弧檢測(cè)裝置等。
故障電弧的產(chǎn)生因素有多種,在這里不作討論。IEC4397-1中對(duì)電弧保護(hù)的目的作了具體規(guī)定,Z終要求就是:
①防止觸及相鄰功能單元的危險(xiǎn)部件;
②防止固體外來物從成套設(shè)備的一個(gè)單元進(jìn)入相鄰的單元;
③提供盡可能高的人身防護(hù)等級(jí)。為此將柜體各功能室嚴(yán)格分開,主要分為功能單元室、母線室(水平母線室和垂直母線室)、電纜室等三部分,既防止了事故的擴(kuò)散,又便于帶電檢修,這是低壓抽屜柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的獨(dú)到之處,目的是限制電弧的產(chǎn)生,限制電弧的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。
抽屜功能單元
抽屜功能單元由若干機(jī)械結(jié)構(gòu)的功能部件構(gòu)成,機(jī)構(gòu)保證了抽屜有連接/試驗(yàn)/分離三位置。分離位置:抽屜可推進(jìn)拉出,位置顯示"分離",微動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)斷開,試驗(yàn)閉鎖,使開關(guān)不能合閘,抽屜可以推進(jìn);試驗(yàn)位置:從分離位置順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)操作機(jī)構(gòu),抽屜向后移動(dòng),當(dāng)定位鋼球到試驗(yàn)位置時(shí)會(huì)發(fā)出"當(dāng)"聲音,此時(shí)一二次接通,輔助電路接通,微動(dòng)開關(guān)接通,聯(lián)接閉鎖使主開關(guān)不能合閘,抽屜不能抽出;聯(lián)接位置:抽屜鎖定, 主開關(guān)合上后不能拉出,一二次處于工作狀態(tài),Z后逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)顯示裝置的蓋板,蓋住操作機(jī)構(gòu)的操作孔。退出抽屜與以上相反。相同規(guī)格的抽屜單元可靈活的互換。
以上的敘述不難看出,抽屜機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與電氣聯(lián)鎖性能密切相關(guān),合閘狀態(tài)不能拉出抽屜,抽屜拉出位置不能合閘,并且抽屜拉出后,一次部分完全被絕緣件遮擋,手不可觸及,可見,抽屜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已充分考慮了人員的安全和可靠的電氣聯(lián)鎖性能。
結(jié)束語
從1997年開始,我國(guó)低壓成套開關(guān)設(shè)備試行GB7251.1-97<<低壓成套開關(guān)試驗(yàn)設(shè)備和低壓成套設(shè)備第一部分:型式試驗(yàn)和部分型式試驗(yàn)成套設(shè)備>>國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),從修訂后的新標(biāo)準(zhǔn)可以看出,重點(diǎn)是提高了設(shè)備的絕緣性能,以防止過電壓產(chǎn)生的絕緣破壞而導(dǎo)致短路,同時(shí)要求驗(yàn)證設(shè)備的溫升,防止柜內(nèi)溫度過高,新標(biāo)準(zhǔn)必然對(duì)我國(guó)的低壓成套開關(guān)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。設(shè)備的結(jié)構(gòu)是服從產(chǎn)品的電氣性能,只有電氣性能完善、安全可靠的設(shè)備才能體現(xiàn)Z合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
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