低壓配電箱的電氣設計探討

劉振宇

摘 要 結合現代低壓配電箱設計的發展現狀，圍繞低壓配電箱的線路、結構、組件選型三個方面對低壓配電箱的電氣設計要點進行了詳細分析。

關鍵詞 低壓配電箱；結構設計；組件選型；線路設計

中圖分類號：TM642 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0163-01

現代低壓配電箱主要包括盤面及箱體2部分，其中，在對配電箱盤面進行安裝時，應當按照“整潔美觀、安全易維護”的原則進行；配電箱的箱體根據材質、裝設方式不同，可分為木制、鐵制、明裝和安裝。隨著我國電力行業的不斷發展，人們對低壓配電箱的自動化水平、可靠性等要求不斷提高。

1 現代低壓配電箱的設計與功能簡述

現代低壓配電箱是連接電網和電能用戶的重要環節，其操作的靈活性、可靠性對系統供電質量的提高至關重要。低壓配電箱能夠有效提高電網供電的靈活性和減少故障停電時間。不同于傳統的配電箱，現代配電箱的自動和信息化的水平不斷提高，其特點一般包括能夠實現臺區負荷的有效劃分、能夠實現針對性的無功補償、能夠完成對電力系統運行參數的實時檢測、各項保護功能完善等眾多方面。上述優勢一方面能夠顯著的提高配網供電的可靠性和電能質量，實現電網運行過程中電壓和功率因數等參數的優化，另一方面借助先進的控制系統設計，能夠有效對過壓、過流以及諧波等異常情況進行保護，同時，具有優良的動態響應能力。

2 具體的設計要點分析

2.1 低壓配電箱的線路設計

現代低壓配電箱的線路設計包括配電箱的電氣接線圖設計以及線路導線的選型等內容。對此，可以從以下方面進行考慮：1）關于電氣接線圖的設計。配電箱的電氣接線圖是低壓配電箱設計最基本內容之一，在實際的電氣接線設計過程中，設計者應當綜合考慮配電箱的負荷特性、大小和供電回路的特點，如根據負荷額定和短路電流等確定各回路導線導體的截面積、型號、材質以及保護器件的性能。同時，考慮到配電箱各負荷不可能總以額定功率和同一時間運行，因此，在設計和選型時，應當結合實際負荷的特性，借助同時系數等參數確定配電箱的最大功率；2）關于導線的選型。根據實際應用要求和材料自身的特點，現代低壓配電箱母線一般以銅、鋁材料為主。在實際的配電箱導線選型時，設計者應當充分把握交流供電中特有的集膚效應和鄰近效應等對導線截面、通流能力的影響，同時，應當重視配電箱線路的散熱和布線設計。此外，設計時還應當重視線路和保護裝置之間的配合，充分考慮各部分之間的相互干擾。

2.2 低壓配電箱的結構設計

以農網低壓配電箱為例，在實際的低壓配電箱結構設計過程中，應當充分考慮箱體的散熱性能。當低壓配電箱實際運行時，由于受到外界陽光照射、夏季高溫以及用電負荷的不斷增加的影響，容易造成箱體內溫度過高的情況，甚至影響箱體內器件的正常運行。對此，在對配電箱的結構進行設計時，可以從以下方面進行考慮：1）通過箱體結構的合理設計提升散熱的能力。一方面，可以在保證箱體防護等級的基礎上，借助散熱開口進出風面積的增加來增強通風效果；另一方面，為了避免外界雨水、雜物等進入箱體，可以加裝一定的紗網、擋板等裝置進行防護；2）選用較大容量的箱體內部器件。由于箱體內部電氣元件的運行受溫度的影響較大，因此，為了防止箱體內部溫升過高對器件的不良影響，可以選取大于實際工作參數的器件；3）確保箱體內部器件的合理布局。考慮到低壓配電箱中各器件工作參數和自身特性的不同，應當將發熱明顯、散熱要求高的器件進行優先布局。

當低壓配電箱內部各元件的裝設位置確定后，應當開始對配電箱展開接線圖的設計，在該圖中，每個回路根據其供電電源的不同進行劃分。同時，圖中各回路中的電氣元件均按照自左向右的實際連接順序進行排列，不同行之間根據動作的先后順序自上向下布局，此外，對于該圖中的各個回路，應當做好相應的文字標注[1]。低壓配電箱電器設計安裝的基本要求如表1所示。

表1 低壓配電箱電器設計安裝的基本要求[2]

名稱 基本內涵

元件自身方面 1）確保元件自身質量合格、型號參數符合實際需求、無破損、配套部件齊全；

2）配電箱內部熔斷器的動作值整定合理。

元件布局方面 1）元件布局應當利于配電箱的一次走線；

2）內部元件能夠實現獨立的安裝與維護；

3）在箱體散熱條件良好的位置，優先裝設發熱現象明顯的元件，各發熱元件間的導線應達到一定的耐熱要求。

其他方面 1）確保配電箱內部各元件的可靠接地；

2）確保信號回路各元件的工作正常，不受干擾。

2.3 配電箱組件的選型

低壓配電箱組件一般涉及電參數顯示儀表、二次測量儀器以及開關設備等眾多部分。以實際的低壓配電箱中低壓斷路器為例。實際的明裝低壓配電箱具有較好的散熱性能，暗裝配電箱由于不能實現充分的空氣流通，因而不利于散熱。當采用暗裝形式時，容易出現箱體內部溫度受電壓斷路器影響而升高的現象，因此，實際暗裝配電箱中低壓斷路器的工作溫度較外界溫度要高。為此，在對該類型低壓電箱進行設計時，設計者應當結合廠家提供的斷路器溫升和電流相關資料，充分把握環境溫度以及箱體安裝方式的差異對低壓斷路器工作電流的影響，對低壓斷路器的額定電流數值進行合理的修正[3]。

此外，在對低壓配電箱箱體外側的顯示元件、控制元件進行裝設時，應當依照“布置有序、可靠安全、便于操作”等原則進行；同時，應當確保安裝過程各母線、連接處的緊固連接和整潔。對于配電箱二次配線的設計與安裝，應當做好元件、線路的標識工作，通過規范、簡潔的安裝，使得箱體內元件、線路的功能、走線和層次一目了然，便于低壓配電箱后期的運行和日常維護。

3 總結

隨著現代低壓配電箱自動化程度的不斷提高，其功能和結構日趨復雜，對此，在實際的設計過程中，應當從負荷的分析、元件的選型、保護措施的制定等各個環節入手，充分把握低壓配電箱常見問題及產生機理，切實有效的提升配電箱的電氣設計水平。

參考文獻

[1]鄭輝.低壓配電箱的設計與安裝[J].福州師專學報，1998（12）.

[2]陳淡音.淺談低壓配電箱的電氣設計及生產工藝特點[J].工業技術，2013（22）.

[3]張松.建筑低壓配電設計的探討[J].規劃與設計，2013（03）.endprint

摘 要 結合現代低壓配電箱設計的發展現狀，圍繞低壓配電箱的線路、結構、組件選型三個方面對低壓配電箱的電氣設計要點進行了詳細分析。

關鍵詞 低壓配電箱；結構設計；組件選型；線路設計

中圖分類號：TM642 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0163-01

現代低壓配電箱主要包括盤面及箱體2部分，其中，在對配電箱盤面進行安裝時，應當按照“整潔美觀、安全易維護”的原則進行；配電箱的箱體根據材質、裝設方式不同，可分為木制、鐵制、明裝和安裝。隨著我國電力行業的不斷發展，人們對低壓配電箱的自動化水平、可靠性等要求不斷提高。

1 現代低壓配電箱的設計與功能簡述

現代低壓配電箱是連接電網和電能用戶的重要環節，其操作的靈活性、可靠性對系統供電質量的提高至關重要。低壓配電箱能夠有效提高電網供電的靈活性和減少故障停電時間。不同于傳統的配電箱，現代配電箱的自動和信息化的水平不斷提高，其特點一般包括能夠實現臺區負荷的有效劃分、能夠實現針對性的無功補償、能夠完成對電力系統運行參數的實時檢測、各項保護功能完善等眾多方面。上述優勢一方面能夠顯著的提高配網供電的可靠性和電能質量，實現電網運行過程中電壓和功率因數等參數的優化，另一方面借助先進的控制系統設計，能夠有效對過壓、過流以及諧波等異常情況進行保護，同時，具有優良的動態響應能力。

2 具體的設計要點分析

2.1 低壓配電箱的線路設計

現代低壓配電箱的線路設計包括配電箱的電氣接線圖設計以及線路導線的選型等內容。對此，可以從以下方面進行考慮：1）關于電氣接線圖的設計。配電箱的電氣接線圖是低壓配電箱設計最基本內容之一，在實際的電氣接線設計過程中，設計者應當綜合考慮配電箱的負荷特性、大小和供電回路的特點，如根據負荷額定和短路電流等確定各回路導線導體的截面積、型號、材質以及保護器件的性能。同時，考慮到配電箱各負荷不可能總以額定功率和同一時間運行，因此，在設計和選型時，應當結合實際負荷的特性，借助同時系數等參數確定配電箱的最大功率；2）關于導線的選型。根據實際應用要求和材料自身的特點，現代低壓配電箱母線一般以銅、鋁材料為主。在實際的配電箱導線選型時，設計者應當充分把握交流供電中特有的集膚效應和鄰近效應等對導線截面、通流能力的影響，同時，應當重視配電箱線路的散熱和布線設計。此外，設計時還應當重視線路和保護裝置之間的配合，充分考慮各部分之間的相互干擾。

2.2 低壓配電箱的結構設計

以農網低壓配電箱為例，在實際的低壓配電箱結構設計過程中，應當充分考慮箱體的散熱性能。當低壓配電箱實際運行時，由于受到外界陽光照射、夏季高溫以及用電負荷的不斷增加的影響，容易造成箱體內溫度過高的情況，甚至影響箱體內器件的正常運行。對此，在對配電箱的結構進行設計時，可以從以下方面進行考慮：1）通過箱體結構的合理設計提升散熱的能力。一方面，可以在保證箱體防護等級的基礎上，借助散熱開口進出風面積的增加來增強通風效果；另一方面，為了避免外界雨水、雜物等進入箱體，可以加裝一定的紗網、擋板等裝置進行防護；2）選用較大容量的箱體內部器件。由于箱體內部電氣元件的運行受溫度的影響較大，因此，為了防止箱體內部溫升過高對器件的不良影響，可以選取大于實際工作參數的器件；3）確保箱體內部器件的合理布局。考慮到低壓配電箱中各器件工作參數和自身特性的不同，應當將發熱明顯、散熱要求高的器件進行優先布局。

當低壓配電箱內部各元件的裝設位置確定后，應當開始對配電箱展開接線圖的設計，在該圖中，每個回路根據其供電電源的不同進行劃分。同時，圖中各回路中的電氣元件均按照自左向右的實際連接順序進行排列，不同行之間根據動作的先后順序自上向下布局，此外，對于該圖中的各個回路，應當做好相應的文字標注[1]。低壓配電箱電器設計安裝的基本要求如表1所示。

表1 低壓配電箱電器設計安裝的基本要求[2]

名稱 基本內涵

元件自身方面 1）確保元件自身質量合格、型號參數符合實際需求、無破損、配套部件齊全；

2）配電箱內部熔斷器的動作值整定合理。

元件布局方面 1）元件布局應當利于配電箱的一次走線；

2）內部元件能夠實現獨立的安裝與維護；

3）在箱體散熱條件良好的位置，優先裝設發熱現象明顯的元件，各發熱元件間的導線應達到一定的耐熱要求。

其他方面 1）確保配電箱內部各元件的可靠接地；

2）確保信號回路各元件的工作正常，不受干擾。

2.3 配電箱組件的選型

低壓配電箱組件一般涉及電參數顯示儀表、二次測量儀器以及開關設備等眾多部分。以實際的低壓配電箱中低壓斷路器為例。實際的明裝低壓配電箱具有較好的散熱性能，暗裝配電箱由于不能實現充分的空氣流通，因而不利于散熱。當采用暗裝形式時，容易出現箱體內部溫度受電壓斷路器影響而升高的現象，因此，實際暗裝配電箱中低壓斷路器的工作溫度較外界溫度要高。為此，在對該類型低壓電箱進行設計時，設計者應當結合廠家提供的斷路器溫升和電流相關資料，充分把握環境溫度以及箱體安裝方式的差異對低壓斷路器工作電流的影響，對低壓斷路器的額定電流數值進行合理的修正[3]。

此外，在對低壓配電箱箱體外側的顯示元件、控制元件進行裝設時，應當依照“布置有序、可靠安全、便于操作”等原則進行；同時，應當確保安裝過程各母線、連接處的緊固連接和整潔。對于配電箱二次配線的設計與安裝，應當做好元件、線路的標識工作，通過規范、簡潔的安裝，使得箱體內元件、線路的功能、走線和層次一目了然，便于低壓配電箱后期的運行和日常維護。

3 總結

隨著現代低壓配電箱自動化程度的不斷提高，其功能和結構日趨復雜，對此，在實際的設計過程中，應當從負荷的分析、元件的選型、保護措施的制定等各個環節入手，充分把握低壓配電箱常見問題及產生機理，切實有效的提升配電箱的電氣設計水平。

參考文獻

[1]鄭輝.低壓配電箱的設計與安裝[J].福州師專學報，1998（12）.

[2]陳淡音.淺談低壓配電箱的電氣設計及生產工藝特點[J].工業技術，2013（22）.

[3]張松.建筑低壓配電設計的探討[J].規劃與設計，2013（03）.endprint

摘 要 結合現代低壓配電箱設計的發展現狀，圍繞低壓配電箱的線路、結構、組件選型三個方面對低壓配電箱的電氣設計要點進行了詳細分析。

關鍵詞 低壓配電箱；結構設計；組件選型；線路設計

中圖分類號：TM642 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0163-01

現代低壓配電箱主要包括盤面及箱體2部分，其中，在對配電箱盤面進行安裝時，應當按照“整潔美觀、安全易維護”的原則進行；配電箱的箱體根據材質、裝設方式不同，可分為木制、鐵制、明裝和安裝。隨著我國電力行業的不斷發展，人們對低壓配電箱的自動化水平、可靠性等要求不斷提高。

1 現代低壓配電箱的設計與功能簡述

現代低壓配電箱是連接電網和電能用戶的重要環節，其操作的靈活性、可靠性對系統供電質量的提高至關重要。低壓配電箱能夠有效提高電網供電的靈活性和減少故障停電時間。不同于傳統的配電箱，現代配電箱的自動和信息化的水平不斷提高，其特點一般包括能夠實現臺區負荷的有效劃分、能夠實現針對性的無功補償、能夠完成對電力系統運行參數的實時檢測、各項保護功能完善等眾多方面。上述優勢一方面能夠顯著的提高配網供電的可靠性和電能質量，實現電網運行過程中電壓和功率因數等參數的優化，另一方面借助先進的控制系統設計，能夠有效對過壓、過流以及諧波等異常情況進行保護，同時，具有優良的動態響應能力。

2 具體的設計要點分析

2.1 低壓配電箱的線路設計

現代低壓配電箱的線路設計包括配電箱的電氣接線圖設計以及線路導線的選型等內容。對此，可以從以下方面進行考慮：1）關于電氣接線圖的設計。配電箱的電氣接線圖是低壓配電箱設計最基本內容之一，在實際的電氣接線設計過程中，設計者應當綜合考慮配電箱的負荷特性、大小和供電回路的特點，如根據負荷額定和短路電流等確定各回路導線導體的截面積、型號、材質以及保護器件的性能。同時，考慮到配電箱各負荷不可能總以額定功率和同一時間運行，因此，在設計和選型時，應當結合實際負荷的特性，借助同時系數等參數確定配電箱的最大功率；2）關于導線的選型。根據實際應用要求和材料自身的特點，現代低壓配電箱母線一般以銅、鋁材料為主。在實際的配電箱導線選型時，設計者應當充分把握交流供電中特有的集膚效應和鄰近效應等對導線截面、通流能力的影響，同時，應當重視配電箱線路的散熱和布線設計。此外，設計時還應當重視線路和保護裝置之間的配合，充分考慮各部分之間的相互干擾。

2.2 低壓配電箱的結構設計

以農網低壓配電箱為例，在實際的低壓配電箱結構設計過程中，應當充分考慮箱體的散熱性能。當低壓配電箱實際運行時，由于受到外界陽光照射、夏季高溫以及用電負荷的不斷增加的影響，容易造成箱體內溫度過高的情況，甚至影響箱體內器件的正常運行。對此，在對配電箱的結構進行設計時，可以從以下方面進行考慮：1）通過箱體結構的合理設計提升散熱的能力。一方面，可以在保證箱體防護等級的基礎上，借助散熱開口進出風面積的增加來增強通風效果；另一方面，為了避免外界雨水、雜物等進入箱體，可以加裝一定的紗網、擋板等裝置進行防護；2）選用較大容量的箱體內部器件。由于箱體內部電氣元件的運行受溫度的影響較大，因此，為了防止箱體內部溫升過高對器件的不良影響，可以選取大于實際工作參數的器件；3）確保箱體內部器件的合理布局。考慮到低壓配電箱中各器件工作參數和自身特性的不同，應當將發熱明顯、散熱要求高的器件進行優先布局。

當低壓配電箱內部各元件的裝設位置確定后，應當開始對配電箱展開接線圖的設計，在該圖中，每個回路根據其供電電源的不同進行劃分。同時，圖中各回路中的電氣元件均按照自左向右的實際連接順序進行排列，不同行之間根據動作的先后順序自上向下布局，此外，對于該圖中的各個回路，應當做好相應的文字標注[1]。低壓配電箱電器設計安裝的基本要求如表1所示。

表1 低壓配電箱電器設計安裝的基本要求[2]

名稱 基本內涵

元件自身方面 1）確保元件自身質量合格、型號參數符合實際需求、無破損、配套部件齊全；

2）配電箱內部熔斷器的動作值整定合理。

元件布局方面 1）元件布局應當利于配電箱的一次走線；

2）內部元件能夠實現獨立的安裝與維護；

3）在箱體散熱條件良好的位置，優先裝設發熱現象明顯的元件，各發熱元件間的導線應達到一定的耐熱要求。

其他方面 1）確保配電箱內部各元件的可靠接地；

2）確保信號回路各元件的工作正常，不受干擾。

2.3 配電箱組件的選型

低壓配電箱組件一般涉及電參數顯示儀表、二次測量儀器以及開關設備等眾多部分。以實際的低壓配電箱中低壓斷路器為例。實際的明裝低壓配電箱具有較好的散熱性能，暗裝配電箱由于不能實現充分的空氣流通，因而不利于散熱。當采用暗裝形式時，容易出現箱體內部溫度受電壓斷路器影響而升高的現象，因此，實際暗裝配電箱中低壓斷路器的工作溫度較外界溫度要高。為此，在對該類型低壓電箱進行設計時，設計者應當結合廠家提供的斷路器溫升和電流相關資料，充分把握環境溫度以及箱體安裝方式的差異對低壓斷路器工作電流的影響，對低壓斷路器的額定電流數值進行合理的修正[3]。

此外，在對低壓配電箱箱體外側的顯示元件、控制元件進行裝設時，應當依照“布置有序、可靠安全、便于操作”等原則進行；同時，應當確保安裝過程各母線、連接處的緊固連接和整潔。對于配電箱二次配線的設計與安裝，應當做好元件、線路的標識工作，通過規范、簡潔的安裝，使得箱體內元件、線路的功能、走線和層次一目了然，便于低壓配電箱后期的運行和日常維護。

3 總結

隨著現代低壓配電箱自動化程度的不斷提高，其功能和結構日趨復雜，對此，在實際的設計過程中，應當從負荷的分析、元件的選型、保護措施的制定等各個環節入手，充分把握低壓配電箱常見問題及產生機理，切實有效的提升配電箱的電氣設計水平。

參考文獻

[1]鄭輝.低壓配電箱的設計與安裝[J].福州師專學報，1998（12）.

[2]陳淡音.淺談低壓配電箱的電氣設計及生產工藝特點[J].工業技術，2013（22）.

[3]張松.建筑低壓配電設計的探討[J].規劃與設計，2013（03）.endprint