低压抽出式开关柜结构设计对电气性能的影响

低压成套开关设备在低压配电系统中完成电能的再分配，实现了对电网的控制、测量、保护、转换等作用。凡是采用电能的场所都需要配备低压成套设备。所以低压成套设备的质量水平尤其是其电气性能的稳定性能，能否安全的运行与国家发展实力、科学技术和人民生活水平有着息息相关。在20世纪80年代的后期，办随着城乡改造、扩容、基础设施的完备，电气设备的市场规模逐年扩大，生产厂家聚增，同时国家电力能源的大投入也激发了行业的发展，在这种大趋势的推动下，低压成套开关设备的种类也层出不穷，质量也在不断的提高，电气安全性也在不断完善。

一、几种主流抽屉开关柜功能单元结构的比较

低压抽出式开关柜由于不采用刀开关，缩小了元器件的件安装空间，无论是产量、品种、电气性能上都远超固定柜。目前国内主流的抽屉柜有三种，即MNS、GCS、GCK（GCL）。这三种柜型从外形上看基本相似，但其内部功能单元结构都存在这不同的差异。客户在选择柜型时应根据其特点和实际需求进行选择。

二、整体结构对电气性能的影响

低压开关设备的整体结构设计是否合理涉及到四方面的电气性能要求：

        1、绝缘配合的程度    

        2、抗动热稳定性能是否良好

        3、提高故障电弧的保护能力

        4、设备的温升温升问题

①加强设备的绝缘性能，有助于提高整体抗过电压的能力。

抽屉式开关设备的绝缘配合是按照设备的使用环境条件，安装于供电系统位置（过电压类别），绝缘材料性能等因素决定最小电气间隙和爬电距离。绝缘材料的组别是根据材料的漏电起痕指数(CTI)的数值范围划分为4类，材料组合别Ⅰ600≤CTI；Ⅱ400≤CTI<600；Ⅲ175≤CTI<400E；Ⅳ100≤CTI<175E,低压抽屉柜的绝缘件有很多，例如：绝缘子、母线夹以及采用聚碳酸脂工程塑料制成的功能板、二次接插件等,这些都影响柜体的整体绝缘性能。有统计数字显示，我国的电器产品中有50%左右的事故是由于绝缘系统而引起的。当然，如果在系统正常运行的情况下,绝缘件只要选择适当，质量符合要求,其电气性能仍是完全能满足要求的,毕竟电压等级并不高。如果在4级等级的条件下，绝缘件的选材应作为一个重点考虑，例如柜内主母线绝缘采用比标准性能高的爬电距离和电气间隙，用CTI值高的绝缘件等措施。

②柜体动热稳定性能一直是客户放在首位考虑的。尤其是在大电流情况下，对柜体的结构强度要求很高，一旦出现短路，柜体应具备承受短路电流的能力，作为低压柜的设计人员，首先应考虑水平主母排的固定方式及位置放置。举个例图片子：300MW机组的大电厂低压进线电流普遍大于4000A按工艺要求主母排为3X3（100X10），但在实际中是不会这样选取的，一般考虑单相按上下两层布置，每层2根80X10排,并且采用特制的绝缘母线夹进行固定，这样的结构设计，分散了短路电流对柜体的冲击，大大提高了柜体整体抗短路电流能力。加强螺栓连接部位的接触压力，保证螺栓连接的转矩和转角，也可抵抗短路电流的冲击。

③为了提高设备的故障电弧保护能力，在结构内部普遍采用金属隔板隔离防范措施，对带电导体的绝缘隔离，增设泄压通道，电弧检测装置等。

三、结语

从1997年开始,我国低压成套开关设备试行GB7251.1-97<<低压成套开关试验设备和低压成套设备第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备>>国家标准，从修订后的新标准可以看出，重点是提高了设备的绝缘性能，以防止过电压产生的绝缘破坏而导致短路，同时要求验证设备的温升，防止柜内温度过高，新标准必然对我国的低压成套开关设备的整体结构提出了更高的要求。设备的结构是服从产品的电气性能，只有电气性能完善、安全可靠的设备才能体现最合理的结构设计。