电厂项目中低压开关柜结构设计的探讨

赵亚超 龚雪玲 张建胜

摘要：伴随着第二次工业革命的开始，人们从蒸汽时代逐步进入电气时代。电灯、电话也在这次变革中被发明出来。并且随着生产力的发展，社会的进步，电开始在我们生活中得到广泛的应用，更是成为我们生活中的一部分。而我们经常使用的电是从电厂送到各家各户的。电厂通过燃烧煤，产生电力，再经过高压、低压变压器进入各家，成为家庭中正常的220伏电压。本文通过以MNS低压抽出式开关柜为例探讨电厂项目中低压开关柜结构设计。

关键词：电厂；低压开关柜；结构设计

一、常规低压开关柜

随着国家经济的发展、技术的进步、电网的发展都对电力设备产生了巨大的影响。电厂作为发电的场所，产生电力的源头。电厂为了将电力成功的送往各个地区，会先将电通过高低压变压器使原电压变成适合电压进行发送。而电厂为了对变压器进行保护和检查，一般会将高低压变压器放在开关柜中。也正因为开关柜的特殊用途，电厂对于开关柜壳的材料和设计都有特殊的要求。电厂作为一个极其特殊的存在，导致对于开关柜的要求更多，不仅要符合常规开关柜壳的基本要求，还要根据当地环境的特殊性对开关柜壳进行更高要求的设计和改造。在电厂中，常用的低压开关柜有GCK、MNS、GCS。这些低压开关柜根据型号的不同，用来装不同型号的低压变压器[3]。

二、经过改进的MNS低压抽出式开关柜的特点

MNS作为低压开关柜的一种型号，制造公司在保持原来标准的情况下，根据国内的实际情况对MNS低压开关柜进行改进。改进后的MNS开关柜在外形上和普通的开关柜是相同的，只是改进后的低压开关柜在内部构造上采用抽出式，在内部分成几个抽屉，每一个抽屉都有一个小的回路，不同的抽屉间相互隔离，这样的改进不仅能有效地增加了安装的空间，增多安装的数量，而且保证了产品的使用性能并降低了产品的成本。制造者通过对MNS开关柜的改进，使得开关柜内的元器件安装更加方便，导线和插件的连接更加简单，接插性能更加可靠。正是这些优良的性能使MNS低压抽出式开关柜被大多数人所接受。

三、电厂对于低压开关柜结构设计的要求

低压开关柜的框架为垂直地面安装的自撑模式，并且采用封闭式的结构。这样不仅可以保护开关柜内部电器件的质量安全问题，而且可以保护人的生命安全。据统计人体可以接受的电流是36伏，而开关柜内的电流早已超过了这个数值，如果没有开关柜，单纯的电器件通过辐射会对人体造成严重的伤害，造成残废，生活无法自理，有的甚至会对人的生命造成威胁。除此以外电厂的低压开关柜内部是一个个不同的隔间，隔间之间有电气元件的功能板，这些功能板可以出柜检修，这样可以对开关柜进行随时的检查，防止由于开关柜壳损害而产生的漏电问题。为了满足在狭小的空间内安装多个电气元件，且便于隔间的功能板拆下查修，因此开关柜结构设计需要具有几个要求：

（一）开关柜的柜体要试用铝锌板，并且在板上喷塑。

铝锌板的结构是由铝、铁、硅、锌形成的紧密的四元结晶体，具有耐腐蚀性、耐热性、反射性、上漆性。这些特性保护了开关柜的柜体被破坏，防止对人体和环境造成伤害。除此之外，还要求柜体的结构合理，平直度高[2]。这样可以确保开关柜的安全性，防止因倒塌对内部的设备造成损害，使其不能正常的运行。

（二）具有PC段防护等级。

PC是指动力中心，在电厂中，一般把大电流的负荷以及大电率的电机放在PC段[1]。把开关柜放在PC段，证明了其重要性。质量优良的开关柜可以防止故障电弧的产生，即使电弧产生也能在短时间内熄灭。这样防止了电的外漏，对人体也是一种保护。

（三）柜体在电气连接和机械安装维护工作量小，抽屉单元组合灵活。这样可以可以简单快捷的对出现故障的电路进行维修。

（四）开关柜分成三小室

将开关柜分成三个小室，分别是主母线室、电器室和电缆室。这样方便对开关柜内的线路和电器进行检查和维修，从而避免因无法及时的发现电路或设备出现故障而造成人员的伤亡。

（五）每一相邻的隔间之间都有隔板，并且将电缆出入口密封。

人们为了保证在开关柜内任何一个回路不出现故障，要不停地检查主母线路和定时的更换开关。相邻隔间存在隔板和将电缆的出入口密封，为了防止毁坏的电路对其他电路产生影响，导致其他电路也因此不能正常的工作。

（六）电缆小室内有足够大的空间便于电缆接线。

（七）在特殊条件下保证设备能正常的运作

随着社会的发展，由于人们过度关注经济的发展，导致环境问题越来越严重，雾霾、气温上升的问题不断出现，这些问题都会对开关柜造成影响，使得开关柜内的设备不能正常的运行。除此之外夏天降水量增大导致湿度的增大也会对开关柜内设备的正常运行造成影响。因此人们通过采取进线方式，增加防护等级，改变出线方式，在适当的空间安装电气元件的办法，使开关柜内的设备能在一些特殊的环境下正常运行。

柜体用于支撑和安装电气设备，具有足够的机械和电气强度，能承受运输、安装、外力和事故短路时电动力的影响而不损坏内部空间。因此电厂对于开关柜结构设计和柜体的材料都有严格的要求。只有这样才能保证开关柜内的设备不能正常运行或者电路出现故障，避免对人们的生活、财产和生命安全造成威胁。

总结：

电厂作为制造电力的场所，电厂中设备质量的好坏，对人们能否正常生活会产生重要影响。在这个信息化的时代，人们生活的方方面面都離不开电，有的家庭不仅使用电脑，手机等通讯工具，而且做饭，洗澡，喝水都会使用电。因此如果电厂由于设备的质量问题无法正常的向人们送电，这会导致人们的生活无话运转。而且大型的工厂或者学校都会有自己的发电器，在必要的时候可以进行自主发电，来避免因不能及时供电而带来的损失。由于电的重要性，这就要求一些电厂对电气设备进行改进。而开关柜作为存储重要电气设备的装置，电厂应该对其质量具有较高的要求。

参考文献：

[1]GB7521《低压成套开关设备》第七章：设计和结构的要求

[2]GB/T20641-2006《低压成套开关设备和控制设备空壳体的一般要求》

[3]GB/T22764.4-2008《低压机柜》