低壓配電箱的電氣設(shè)計(jì)探討

趙海華

(山西省第二建筑設(shè)計(jì)院，山西 長(zhǎng)治 046000)

目前常用的低壓配電箱主要是由箱體和盤(pán)面兩個(gè)部分組成的，在材質(zhì)方面，主要有木制低壓配電箱和鐵制低壓配電箱，而低壓配電箱的安裝方式根據(jù)實(shí)際需求的不同，又分為明裝和暗裝兩種。隨著建筑電氣行業(yè)的不斷發(fā)展以及電氣應(yīng)用安全性要求的不斷提高，對(duì)低壓配電箱的電氣設(shè)計(jì)提出了相應(yīng)的要求。

1 低壓配電箱的相關(guān)內(nèi)容簡(jiǎn)述

建筑電氣系統(tǒng)中的低壓配電箱是電網(wǎng)與電能用戶(hù)之間的主要連接環(huán)節(jié)，具有操作簡(jiǎn)單、靈活、可靠的優(yōu)勢(shì)，能夠大大提高建筑物的供電質(zhì)量，同時(shí)低壓配電箱的應(yīng)用還能夠有效的減少用電故障和斷電時(shí)間。隨著自動(dòng)化技術(shù)和信息化技術(shù)在低壓配電箱設(shè)計(jì)中的不斷融入，目前使用的低壓配電箱具有十分明顯的自動(dòng)化、信息化優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)τ秒娯?fù)荷進(jìn)行科學(xué)的劃分，實(shí)現(xiàn)有效的無(wú)功補(bǔ)償，同時(shí)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用還能夠?qū)φ麄€(gè)建筑電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，確保建筑供電的穩(wěn)定性。另外，現(xiàn)代低壓配電箱還具有先進(jìn)的控制系統(tǒng)，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的異常電壓、電流和諧波進(jìn)行保護(hù)，具有十分突出的動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)勢(shì)。

2 低壓配電箱的電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容分析

2.1 線路設(shè)計(jì)

線路設(shè)計(jì)是低壓配電箱電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，主要包括電氣接線圖設(shè)計(jì)，電氣線路導(dǎo)線選型兩個(gè)主要的部分。首先，在電氣接線圖設(shè)計(jì)方面，作為低壓配電箱的基本設(shè)計(jì)內(nèi)容，在設(shè)計(jì)電氣接線圖的時(shí)候，要綜合考慮到低壓配電箱的負(fù)荷特點(diǎn)是什么，負(fù)荷大小以及低壓配電箱的供電回路等，這些因素會(huì)對(duì)低壓配電箱內(nèi)各個(gè)電氣回路的導(dǎo)體截面積，導(dǎo)體型號(hào)和材質(zhì)選擇等產(chǎn)生直接影響。另外，由于在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)低壓配電箱的各個(gè)電路負(fù)荷不會(huì)總以額定功率的方式進(jìn)行，也不會(huì)在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行運(yùn)行，因此在電氣接線圖設(shè)計(jì)和選型的時(shí)候，必須要充分考慮到低壓配電箱的實(shí)際負(fù)荷要求，以此來(lái)確定低壓配電箱的最大設(shè)計(jì)功率。其次，在線路導(dǎo)線選型設(shè)計(jì)方面，目前應(yīng)用的低壓配電箱母線都是選用銅線或者是鋁線，同時(shí)在導(dǎo)線選型的設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要充分考慮到低壓配電箱交流供電情況下的集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)對(duì)電路回路導(dǎo)線截面和電流通過(guò)能力產(chǎn)生的影響。另外，在進(jìn)行導(dǎo)線選型設(shè)計(jì)的時(shí)候，還要考慮到低壓配電箱的散熱要求，同時(shí)也要兼顧到線路與繼電保護(hù)裝置之間的位置關(guān)系，避免因互相干擾導(dǎo)致低壓配電箱運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

低壓配電箱的電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮箱體的散熱問(wèn)題。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，低壓配電箱會(huì)受到多個(gè)方面因素的影響而產(chǎn)生箱體溫度過(guò)高的問(wèn)題，比如陽(yáng)光照射、夏季暑熱以及用電高峰期產(chǎn)生的高負(fù)荷都有可能導(dǎo)致低壓配電箱箱內(nèi)溫度過(guò)高的現(xiàn)象出現(xiàn)，過(guò)高的溫度會(huì)對(duì)低壓配電箱箱內(nèi)的元器件運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生影響。因此，在進(jìn)行低壓配電箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要做好以下幾個(gè)方面的工作。一是要以提升散熱性能為原則進(jìn)行低壓配電箱箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？梢酝ㄟ^(guò)增強(qiáng)通風(fēng)效果和安裝遮擋裝置兩種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中增強(qiáng)通風(fēng)效果主要是在保證低壓配電箱防護(hù)等級(jí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加箱體的散熱出口面積來(lái)實(shí)現(xiàn)。而安裝遮擋裝置主要是為了避免雨水、陽(yáng)光以及雜物等對(duì)低壓配電箱產(chǎn)生不利影響所采取的加裝紗網(wǎng)和擋板的防護(hù)措施。二是根據(jù)實(shí)際情況盡可能的選擇容量較大的內(nèi)部器件。容量較大的內(nèi)部器件能夠有效負(fù)擔(dān)低壓配電箱的負(fù)荷，從而避免因負(fù)荷過(guò)高造成箱內(nèi)溫度升高的問(wèn)題出現(xiàn)。三是合理布局內(nèi)部器件。為了減少箱體發(fā)熱的問(wèn)題，在進(jìn)行箱內(nèi)元器件布局設(shè)計(jì)的時(shí)候，要優(yōu)先考慮容易發(fā)熱和散熱要求比較高的器件布局，以此來(lái)通過(guò)優(yōu)化箱內(nèi)器件布局來(lái)相應(yīng)的增加散熱效果。器件布局設(shè)計(jì)同時(shí)也是低壓配電箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。

低壓配電箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還要充分考慮到低壓配電箱的安裝方式。上文分析中提到低壓配電箱的安裝方式有明裝和暗裝兩種。根據(jù)實(shí)際需求的不同，在配電箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要注重以下幾個(gè)方面。一是配電箱箱體可以采用不銹鋼或者是冷軋鋼板制成，外部進(jìn)行噴塑處理。二是低壓配電箱向內(nèi)的開(kāi)關(guān)必須要以凸出的方式進(jìn)行安裝，便于以后操作和管理。三是低壓配電箱的箱底要設(shè)置有進(jìn)出線裝置，同時(shí)根據(jù)低壓配電箱內(nèi)的電氣回路選擇單排結(jié)構(gòu)或者是雙排結(jié)構(gòu)。另外如果低壓配電箱選擇明裝的安裝方式，那么可以為低壓配電箱設(shè)計(jì)可拆裝式的掛耳，這樣既具有方便、實(shí)用的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還通過(guò)獨(dú)立包裝的方式來(lái)避免運(yùn)輸過(guò)程中的碰撞損壞問(wèn)題。四是低壓成套裝置的選擇應(yīng)充分考慮安裝場(chǎng)所、適用人類(lèi)別、防護(hù)等級(jí)、污染等級(jí)等，配電箱應(yīng)標(biāo)注清楚箱體選型規(guī)格、線路敷設(shè)方式等。

2.3 電器設(shè)計(jì)

低壓配電箱的電器設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在元件選擇、元件布局以及其他方面的安裝設(shè)計(jì)要求。首先，在元件選擇方面，要選擇質(zhì)量符合規(guī)范要求、型號(hào)參數(shù)與低壓配電箱實(shí)際效能相適應(yīng)的元件。同時(shí)要科學(xué)合理的確定低壓配電箱內(nèi)部保護(hù)裝置的動(dòng)作值，確保元件的運(yùn)行安全，避免保護(hù)裝置進(jìn)行重復(fù)設(shè)置。其次，在元件布局方面，元件的布局應(yīng)當(dāng)便于配電箱的一次走線要求，并且各個(gè)元件之間能夠保持相對(duì)獨(dú)立。另外，在進(jìn)行電器設(shè)計(jì)安裝的時(shí)候，還要確保低壓配電箱內(nèi)各個(gè)元件都能夠進(jìn)行可靠的接地，并且信號(hào)回路中的各個(gè)元件之間能夠互相獨(dú)立、正常工作。

2.4 組件選型設(shè)計(jì)

電參數(shù)顯示儀表、二次測(cè)量?jī)x以及線路開(kāi)關(guān)、斷路器等是低壓配電箱主要的組件，這些組件選型設(shè)計(jì)也是低壓配電箱電氣設(shè)計(jì)需要考慮的重點(diǎn)問(wèn)題。這些組件的選擇除了要考慮到低壓配電箱的使用功能要求之外，還要考慮到低壓配電箱的安裝方式。以斷路器為例，如果低壓配電箱采用暗裝的安裝方式，那么繼電器的選擇就需要做好額定電流數(shù)值的修正設(shè)計(jì)，這是因?yàn)榘笛b方式下低壓配電箱很容易受到斷路器工作溫度的影響產(chǎn)生箱內(nèi)溫度升高的問(wèn)題，在進(jìn)行斷路器選型的時(shí)候，要充分考慮到這一點(diǎn)，合理修正額定電流。

另外，還要對(duì)低壓配電箱箱體外側(cè)的顯示元件和控制元件進(jìn)行設(shè)計(jì)。一方面，外側(cè)的元件要按照一定的要求進(jìn)行合理、有序的布置，同時(shí)也要保障操作的便利性和安全性。另一方面，外側(cè)元件安裝的過(guò)程中要緊固母線連接處的連接度和整潔度，避免因線路安裝問(wèn)題影響低壓配電箱的使用。同時(shí)，還要做好元件、線路的標(biāo)識(shí)工作，通過(guò)規(guī)范、簡(jiǎn)潔的標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)來(lái)突出元件的功能和線路的走線，為低壓配電箱以后的使用和運(yùn)行維護(hù)提供便利。

3 結(jié) 語(yǔ)

低壓配電箱是電氣行業(yè)的重要設(shè)施設(shè)備之一，在人們的生產(chǎn)生活中有著十分廣泛的應(yīng)用。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代的低壓配電箱自動(dòng)化水平和信息化程度在不斷提升，這也對(duì)低壓配電箱的電氣設(shè)計(jì)提出了更高的要求，應(yīng)當(dāng)從低壓配電箱的線路、結(jié)構(gòu)、元件等多個(gè)角度入手，優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)，從而更好的提升低壓配電箱的使用效能。