摘 要:文章開始簡單介紹了配電盤近年來的發(fā)展,接著描述了低壓配電盤的元器件布局,介紹了元器件與控制面板的布局設(shè)計。文章中還用一定的篇幅著墨常被人們輕視的低壓配電盤編號問題,以及單號連續(xù)編號的意義。文章還對現(xiàn)在流行的抽出式開關(guān)柜進行了分析,結(jié)合工作經(jīng)驗提出了一些看法,也算拋磚引玉。由于筆者對GGD的印象頗深,所以文章也介紹了經(jīng)典的GGD型配電盤。最后對常見的低壓開關(guān)進行了簡單對比,對多種型號規(guī)格低壓開關(guān)的優(yōu)缺點進行了分析;尤其對塑殼開關(guān)連接粗電纜的問題作了闡述,并表述了對國產(chǎn)開關(guān)發(fā)展前景的期待與展望。
關(guān)鍵詞:配電盤;元器件與面板布局;編號;開關(guān)
1 緒論
1.1 簡述
配電盤的制作屬機械電氣加工范疇,隨著我國工業(yè)水平的發(fā)展而發(fā)展。改革開放后,國外的一些新思路、新觀念和新技術(shù)也不斷引進國內(nèi);使配電盤行業(yè)有了飛速發(fā)展。
配電盤通常由柜體、開關(guān)、保護裝置、電能計量表等,以及其他二次元器件組成。主要用途是:方便停電、送電,起到計量、保護的作用和功能,當(dāng)發(fā)生電路故障時有利于檢修。配電盤既可以單獨使用,也可作為機械設(shè)備的配套使用。隨著對各種機械設(shè)備要求的提高,配電盤的加工和制造也在不斷地提高完善。目前配電盤行業(yè)已是一個成熟的行業(yè);也因為電氣元器件的升級和機械加工水平的提高,使配電盤的質(zhì)量有了大幅提高。
1.2 配電盤的分類
配電盤有多種分類法:可分為高壓配電盤和低壓配電盤,可按大小分為配電屏、配電柜、配電箱等,也可分為固定式與抽出式。下面筆者著重就低壓配電盤制造中常見問題進行分析。
1.3 國外配電盤的優(yōu)缺點
九十年代,我國經(jīng)濟百廢俱興,工業(yè)水平快速提高,學(xué)習(xí)引進了許多國外的設(shè)備和技術(shù),配套的配電盤也隨機械設(shè)備引進;使我國的配電盤制造業(yè)水平有了大幅提高。國外的配電盤的優(yōu)點主要有:
(1)元器件一般都選擇名牌產(chǎn)品,質(zhì)量較好。
(2)控制回路的電源有一個隔離變壓器提供,可對人員起到保護作用減少傷害。
(3)結(jié)構(gòu)緊湊,容納元器件多。
(4)密閉較好,門上有密封條,側(cè)面通常有散熱孔。
(5)一次線、二次線采用軟線并用銅鼻子或銅管壓緊。
(6)外觀觀感比較好。
外國的電氣產(chǎn)品進入國內(nèi)對我國的電氣行業(yè)也是很大地推動,使國產(chǎn)電氣產(chǎn)品有了質(zhì)的提高。例如:斷路器小型化,尤其是小容量斷路器小型化非常成功;塑殼開關(guān)也成功縮小了體積。接觸器、繼電器等產(chǎn)品的質(zhì)量有了長足提高,樣式多樣化。電氣元器件的升級,也改變了原來配電盤大、厚的印象,使配電盤也跟著升級。
國外配電盤雖有諸多優(yōu)點,但也存在一些不足:如上下級元器件不對應(yīng),維修時要看編號或圖紙。若編號脫落又無圖紙,則維修就很麻煩,尤其是長期使用或管理不善就會如此。再就是空間狹小,維修不太方便。
2 元器件布局
2.1 上下級元器件對應(yīng)
國內(nèi)的電氣設(shè)備配套的配電箱主線路,以前基本上按上下關(guān)系布置,上下布置時以上為主開關(guān),左右布置時以左為主開關(guān)。分開關(guān)后帶開關(guān)的都嚴(yán)格按照上下的順序排布,這樣的優(yōu)點是能一目了然的看出通電元器件的先后順序,看出元器件的對應(yīng)關(guān)系,即使編號脫落,也不影響維護。
國外設(shè)備上下級元器件一般不對應(yīng),維修須看圖紙和編號,不然就要用萬用表測量,很麻煩。
2.2 主開關(guān)與分開關(guān)應(yīng)有明顯界限
主開關(guān)與分開關(guān)應(yīng)有明顯界限以便于緊急情況下操作,這樣也能體現(xiàn)出主次之分。許多小型斷路器拼在一起,為節(jié)省空間主開關(guān)與分開關(guān)沒有明顯界限,就會出現(xiàn)主次難分的現(xiàn)象。
3 控制面板的布局設(shè)計
控制面板或門上儀表、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)之間應(yīng)有合適的比例,離邊要有合適的距離。國內(nèi)的配電盤門或控制面板上一般有指示燈、控制按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、儀表、門鎖等。
因為九十年代配電盤發(fā)展的較快,配電盤方面的技術(shù)人才比較少,許多人就無師自通,不按大家約定俗成的套路進行設(shè)計,也就出現(xiàn)了許多有創(chuàng)意的產(chǎn)品。
進入2000年后,隨著門檻的提高和優(yōu)勝劣汰,在青島的配電盤廠家也比九十年代規(guī)范了許多,面板布局也布置得較為美觀合理。而國內(nèi)的配電盤一般比較注意面板的布置,比例較為合適。
4 控制線編號
4.1 編號的作用
線路編號是二次線的重要組成部分,有編號可以辨別每根線,可以看出每根線的走向,便于安裝與維護。
4.2 國內(nèi)多采用單號連續(xù)編號
以前畫圖、出圖是由電氣工程師來做,新手入行一般由年齡大的人員指導(dǎo),所以大家約定俗成按照單號連續(xù)編號,很少用雙號。通常1號是從電源來線,0號或N號表示零線;如380V來電,則1號、2號分別表示380V來電的兩相電源。1號再往下是3號、5號、7號等,雙號很少再用,除非局部是雙回路或?qū)ΨQ回路時采用部分雙號。
4.3 單號連續(xù)編號的優(yōu)點
如系統(tǒng)較大,編號有漏號或有小改動,則用相近的雙號補上,不會對系統(tǒng)編號造成混亂,所以國內(nèi)規(guī)范的電氣產(chǎn)品大都采用單號連續(xù)編號。
現(xiàn)在小企業(yè)比較多,許多企業(yè)老板對電工與電氣工程師的區(qū)別也不在意,好用就行,所以二次線路編號沒有套路——各種各樣都有。但配電盤的生產(chǎn)產(chǎn)家一般專業(yè)水平較高,編號按套路,比較規(guī)范。
4.4 國外線路編號
我見到的國外的設(shè)備配套配電盤有不分單雙號的,而是連續(xù)編號。例如我單位1988年引進德國生產(chǎn)的飲料灌裝線和裝箱機都是如此。
5 抽出式開關(guān)柜的優(yōu)缺點
5.1 型號的發(fā)展及現(xiàn)狀
上世紀(jì)末國內(nèi)陸續(xù)推出BFC、GCL、GCK、GCS型等抽出式開關(guān)柜,以后為適應(yīng)小型斷路器推出了MNS型,這樣原來一個抽屜最多可安裝四個小型斷路器,節(jié)省了抽屜;近幾年又推出了其它型號。
5.2 由接插件——動靜觸頭組成的抽出式開關(guān)柜
抽出式開關(guān)柜的優(yōu)點,是相同規(guī)格的抽屜開關(guān)可以互換,在開關(guān)出問題時可馬上更換;但也有缺點——如靜觸頭出現(xiàn)故障就無法更換,這樣的故障一般出現(xiàn)在使用時間較長或電流太大的抽屜上。超過300A的大電流抽屜應(yīng)注意檢查,如圖1所示。如果動靜觸頭發(fā)熱會使靜觸頭的彈簧失去彈性,能燒糊動靜觸頭,嚴(yán)重地能導(dǎo)致相間弧光短路。
5.3 由抽出式開關(guān)組成的配電屏
抽出式開關(guān)組成的配電屏,因抽出式開關(guān)是一體,所以比較可靠;一般超過600A采用,也有些單位要求超過400A都采用抽出式開關(guān);我認(rèn)為超過400A就采用抽出式開關(guān)為宜,不然極易出問題,這樣的例子我遇到過幾次。
6 經(jīng)典的GGD配電屏
相較于抽出式配電屏,GGD型可帶電測量各個點的電壓,而抽出式配電屏只能測量靜觸點,里面的開關(guān)點測不到,抽屜里的開關(guān)看不到,所以巡視不到開關(guān)的一些隱患。當(dāng)然從防護的角度來,這個優(yōu)點似乎應(yīng)算是缺點。GGD型還有個優(yōu)點,如果使用抽出式開關(guān),GGD就升級成了抽出式開關(guān)柜,非常方便。
7 國內(nèi)外低壓空氣開關(guān)的優(yōu)缺點
配電盤是將多種電氣元器件組合到一起進行安裝連接,電氣元器件的質(zhì)量直接影響到配電盤的品質(zhì)與檔次。
7.1 DZ系列國產(chǎn)品牌塑殼開關(guān)
DZ10已發(fā)展出NM10等改進型(各廠家有各自的型號),優(yōu)點是耐用,缺點是規(guī)格太少,個頭大用起來不方便。DZ20大于200A的空氣開關(guān)采用連接銅塊過渡,使用起來不太方便;各相之間有隔板隔開,隔板在安裝過程中容易丟失。大電流DZ20壓接點易發(fā)熱,且個頭偏大。
國產(chǎn)品牌的型號DZ10-250/160連接95mm2的電纜則很輕松,銅鼻子寬25mm,開關(guān)單相寬31mm,螺絲為M10,擰緊后能壓住95mm2的銅鼻子。DZ10的改進型通常較為可靠,也有可取之處。但DZ10如上所述的那樣個頭大,規(guī)格少。
7.2 新品牌塑殼開關(guān)
國內(nèi)外新品牌的塑殼式空氣開關(guān)優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊,過負(fù)荷的動作電流準(zhǔn)確;缺點是尺寸太小,一味強調(diào)節(jié)省空間,如設(shè)計使用粗電纜會導(dǎo)致銅鼻子安不上;再就是開關(guān)尺寸太小致使開關(guān)的螺絲普遍太小,壓不緊銅鼻子,容易發(fā)熱。因為小區(qū)電纜通常超過百米,設(shè)計院設(shè)計電纜時,比較長的電纜按規(guī)范設(shè)計得較粗,使銅鼻子寬度超過了開關(guān)的單相寬度尺寸。例如200A的開關(guān),設(shè)計95的電纜,NSD型壓接螺絲為M8,單相尺寸22mm,通常情況下有連接板擴展,三相開關(guān)從三個進線壓接點變成六個進線壓接點,這樣就增加了故障點。
如圖2,160A塑殼開關(guān),進線電纜是YJE-3×95+2×50,95mm2銅鼻子寬25mm,開關(guān)單相寬22mm;只能將95mm2銅鼻子瘦身才能勉強接上,且開關(guān)壓線螺絲為M8難以壓緊95mm2銅鼻子。如用連接板擴展,就增加了故障點。
8 展望
國產(chǎn)開關(guān)品牌應(yīng)在學(xué)習(xí)吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上,開發(fā)出適合中國國情的產(chǎn)品。尺寸需小一點;但要比國外品牌的大,不要用連接板,再增加規(guī)格。可分為設(shè)備型和配電型,最大電流到400A即可,以滿足國情的需求。
開關(guān)是配電盤的主要元器件,適應(yīng)不同需要,要有方便施工、維修快捷的特點。這樣配電盤也就跟著提升品質(zhì),配電盤也要在安全、方便維修、可靠性方面下功夫。國產(chǎn)開關(guān)品牌要有針對性的開發(fā)產(chǎn)品,以適應(yīng)中國的實際需要,畢竟中國人比外國人更了解自己的國家。
作者簡介:史增人(1963,1-),男,漢族,山東青島,電氣工程師,西安建筑科技大學(xué)2015級全日制工商管理碩士研究生(委培),青島海大工程監(jiān)理咨詢有限公司委培生,研究方向:工商管理。