淺談高低壓開關柜中電氣設備的選擇應用

摘要：在工業生產中，高低壓成套開關柜是供配電系統中必不可少的電氣設備，在實際的應用中起到了非常重要的作用。高低壓開關柜由許多電氣設備、電氣材料等組成，其電氣設備及材料的選擇是否經濟、合理，不僅關系到高低壓開關柜的生產制造成本，而且對高低壓開關柜的安全、可靠運行也產生重要影響。因此，本文對高低壓開關柜中電氣設備的選擇應用進行分析。

關鍵詞：高低壓開關柜;電氣設備;應用

電氣設備的選擇是供配電系統設計的重要內容之一。安全、可靠、經濟、合理是選擇電氣設備的基本要求。在進行設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，選擇合適的電氣設備，盡量采用新技術、新工藝，節約投資。

電力系統中各種電氣設備的作用和工作條件并不完全一樣，具體選擇方法也不完全相同，但其基本要求是一致的。電氣設備選擇的一般原則為：按正常工作條件下選擇設備的額定電流、額定電壓及型號，按短路情況下校驗設備的熱穩定、動穩定以及開關的開斷能力。

1、按正常工作條件選擇電氣設備

1.1電氣設備的額定電壓不得低于所接電網的最高運行電壓Uw·max;1.2電氣設備的額定電流不小于該回路的最大持續工作電流Iw·max或計算電流Ica;1.3電氣設備的型號：選擇電氣設備時還應考慮設備的安裝地點、環境及工作條件，合理地選擇設備的類型，如戶內、戶外、海拔高度、環境溫度及防塵、防腐、防爆等。

2、 按短路情況進行校驗

在校驗電氣設備短路情況下的動、熱穩定性時，應考慮在最大運行方式下的短路電流。短路電流的計算條件應考慮工程的最終規模及最大的運行方式。

短路點的選擇，應考慮通過設備的短路電流最大。

短路電流通過電氣設備的時間，等于繼電保護動作時間（取后備保護動作時間）和開關開斷電路的時間（包括電弧持續時間）之和。

2.1.短路熱穩定校驗。當系統發生短路，有短路電流通過電氣設備時，導體和電器各部件溫度（或熱量）不應超過允許值，即滿足熱穩定的條件。

2.2短路動穩定校驗。當短路電流通過電氣設備時，短路電流產生的電動力應不超過設備的允許應力，即滿足動穩定的條件。

2.3開關設備斷流能力校驗。對要求能開斷短路電流的開關設備，如斷路器、熔斷器，其斷流容量不小于安裝處的最大三相短路容量。

3、 常用電氣設備的選擇及校驗項目

供配電系統中的各種電氣設備由于工作原理和特性不同，選擇及校驗的項目也有所不同。

4、 高低壓開關電器的選擇

4.1高壓斷路器的選擇。高壓斷路器是變配電系統中最重要的開關電器，其文字符號為QF。高壓斷路器不僅能通斷正常負荷電流，而且能接通和承受一定時間的短路電流，并能在保護裝置的作用下自動跳閘，切除短路故障。因此它對電力系統的安全、可靠運行起著極為重要的作用。

4.2高壓隔離開關的選擇。隔離開關文字符號為QS，作為有電壓無負荷的情況下分斷與關合電路之用，其主要功能是保證高壓裝置中檢修工作的安全。用隔離開關可將高壓裝置中需要檢修的設備與其他帶電部分可靠地斷開，構成明顯可見的斷開點，且斷開點的絕緣及相間絕緣都足夠可靠，能充分保證人身和設備的安全。此外，隔離開關的功能還有切換運行方式的功能。

4.3高壓負荷開關的選擇。高壓負荷開關的文字符號為QL.它設有簡單的滅弧裝置，能夠開斷正常的負荷電流或規定范圍內的過負荷電流，但不能切斷短路電流，所以必須和高壓熔斷器串聯使用，借助熔斷器來切除短路電流。

4.4低壓斷路器的選擇。低壓斷路器與高壓斷路器不同。高壓斷路器自動跳閘需要繼電保護或自動裝置控制其操作機構完成;而低壓斷路器結構本身具有保護自動跳閘的功能，因此低壓斷路器的選擇，不僅要滿足選擇電氣設備的一般條件，而且還要滿足正確實現過電流、過負荷及失壓等保護功能的要求。選擇時應根據低壓斷路器負荷的大小、重要程度、短路電流大小、使用環境及安裝條件等因素綜合考慮決定。

低壓斷路器也稱為自動空氣開關，常用于配電線路和電氣設備的過載、欠電壓、失壓和短路保護。

4.4.1低壓斷路器過電流脫扣器額定電流的選擇。過電流脫扣器額定電流應大于或等于線路的計算電流。

4.4.2瞬時和短延時脫扣器的動作電流的整定。瞬時和短延時脫扣器的動作電流應躲過線路的尖峰電流。短延時脫扣器的動作時間一般有0.2、0.4、0.6s，選擇時應按保護裝置的選擇性來選取，使前一級保護動作時間比后一級長一個時間級差。

4.4.3長延時脫扣器的動作電流整定。長延時脫扣器的動作電流應大于或等于線路的計算電流。長延時脫扣器的動作時間應躲過允許過負荷的持續時間。

4.4.4過電流脫扣器與導線允許電流的配合。絕緣導線或電纜允許短時過負荷，過負荷越嚴重，允許運行的時間越短。反之，過電流保護的動作時間越短，過電流保護的動作電流整定值得越大;動作時間越長，動作電流必須整定得越小。只有這樣，當線路過負荷或短路時，才能避免絕緣導線或電纜因過熱燒毀而低壓斷路器尚未或不會跳閘的事故發生。

4.5熔斷器的選擇。熔斷器的文字符號為FU，廣泛應用于過負荷和短路保護。與隔離開關相比，熔斷器的結構極為簡單，它無法同時切斷三相，而且每次斷開以后需要更換新的熔斷器，在保護方式上也難以和其他保護電器協調。選擇時應根據負荷大小、重要程度、短路電流大小、使用環境及安裝條件等綜合考慮。

4.5.1保護電力線路熔斷器熔體的額定電流應大于或等于通過熔體的最大工作電流。

4.5.2保護變壓器時，對于6-10kV變壓器，凡容量在1000kVA及以下者，均可采用熔斷器作為變壓器的短路及過載保護，其熔體額定電流可取變壓器一次側額定電流的1.4-2倍。

4.5.3保護電壓互感器時，電壓互感器的二次側負荷很小，近似空載，因此保護電壓互感器的熔體額定電流一般選0.5A。

4.5.4熔斷器之間保護選擇性配合。低壓網絡中用熔斷器作為保護時，為了保證熔斷器保護動作的選擇性，一般要求上級熔斷器的熔體額定電流比下級熔斷器的熔體額定電流大兩級以上。

5、結語

在供配電系統中，電氣設備的選擇是否經濟、合理，至關重要。這不僅關系到生產企業的制造成本、經濟利潤，而且對系統的安全、可靠運行也產生重要影響。

參考文獻：

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作者簡介：張巖，1985-11-13，性別：女，民族：漢，學歷：本科，職稱：工程師，研究方向：電氣。