【弱电知识】弱电工程配电箱、开关箱箱体制作及安装要求

  长城安防网讯:配电箱是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上,构成低压配电装置。正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警。借测量仪表可显示运行中的各种参数,还可对某些电气参数进行调整,对偏离正常工作状态进行提示或发出信号,常用于各发、配、变电所中。今天,我们来看看弱电工程配电箱、开关箱箱体制作及安装要求。

  配电箱

  一、什么是配电箱

  1、结构:配电箱和配电柜、配电盘、配电屏等,是集中安装开关综合配电箱接线指导综合配电箱接线指导、仪表等设备的成套装置。

  2、类别:常用的配电箱有木制和金属制两种,因为金属配电箱防护等级要高一些,所以还是金属的用的比较多。

  3、用途:合理的分配电能,方便对电路的开合操作。有较高的安全防护等级,能直观的显示电路的导通状态;便于管理,当发生电路故障时有利于检修。

  4、分类(按结构特征和用途):

  ①固定面板式开关柜:常称开关板或配电屏。它是一种有面板遮拦的开启式开关柜,正面有防护作用,背面和侧面仍能触及带电部分,防护等级低,只能用于对供电连续性和可靠性要求较低的工矿企业,作变电室集中供电用。

  ②防护式(即封闭式)开关柜:指除安装面外,其它所有侧面都被封闭起来的一种低压开关柜。这种柜子的开关、保护和监测控制等电气元件均安装在一个用钢或绝缘材料制成的封闭外壳内,可靠墙或离墙安装。柜内每条回路之间可以不加隔离措施,也可以采用接地的金属板或绝缘板进行隔离。通常门与主开关操作有机械联锁。另外还有防护式台型开关柜(即控制台),面板上装有控制、测量、信号等电器。防护式开关柜主要用作工艺现场的配电装置。

  ③抽屉式开关柜:这类开关柜采用钢板制成封闭外壳,进出线回路的电器元件都安装在可抽出的抽屉中,构成能完成某一类供电任务的功能单元。功能单元与母线或电缆之间,用接地的金属板或塑料制成的功能板隔开,形成母线、功能单元和电缆三个区域。每个功能单元之间也有隔离措施。抽屉式开关柜有较高的可靠性、安全性和互换性,是比较先进的开关柜,目前生产的开关柜,多数是抽屉式开关柜。它们适用于要求供电可靠性较高的工矿企业、高层建筑,作为集中控制的配电中心。

  ④动力、照明配电控制箱:多为封闭式垂直安装,因使用场合不同,外壳防护等级也不同,它们主要作为工矿企业生产现场的配电装置。

  二、故障改进

  1、故障原因

  ①环境温度对低压电器影响引起的故障

  配电箱中的低压电器,由熔断器、交流接触器、剩余电流动作保护器、电容器及计量表等组成。这些低压电器均按GB1497《低压电器基本标准》进行设计和制造,并对它们的正常工作条件作了相应规定:周围空气温度的上限不超过40℃;周围空气温度24h的平均值不超过35℃;周围空气温度的下限不低于-5℃或-25℃。

  农网改造的配电箱在室外运行,它不但受到阳光的直接照射产生高温,同时运行中自身也会产生热量,所以在盛夏高温季节,箱体内的温度将会达到60℃以上,这时的温度大大超过了这些电器规定的环境温度,因而会发生因配电箱内电器元件过热引起的故障。

  ②产品质量引起的故障

  在农网改造中当时由于需求的配电箱数量大、施工期短,配电箱厂需要有关低压电器的供货时间急且数量多,因而产生了对产品质量的要求不严格的现象,造成了一些产品投入运行后不久就发生故障。如有些型号交流接触器在配电箱投运后不久,就因接触器合闸线圈烧坏,而无法运行。

  ③配电箱内电器选择不当引起的故障

  由于在制造时对交流接触器容量选择不很恰当,对不同出线回路安装同容量的交流接触器,且未考虑到三相负荷的不平衡情况,而未能将部分出线接触器电流等级在正常选择型号基础上,提高一个电流等级选择,因而导致夏季高温季节运行时出现交流接触器烧坏的情况。

  2、改进方案

  ①对于配电变压器容量在100kV·A及以上的配电箱体,在箱内散热窗靠侧壁处,应考虑到安装温控继电器(JU-3型或JU-4超小型温度继电器)和轴流风机,安装在控制电器板上方左侧面的箱体上,以便使箱内温度达到一定值时(如40℃)能自动启动排气扇,强行排出热量以使箱体散热。

  ②采用保护电路防止配电箱供电的外部电路故障的发生。选择体积较小的智能缺相保护器,如可选用DA88CM-II型电机缺相保护模块(上海产品)安装于配电箱内以防止因低压缺相运行而烧坏电动机。

  ③改进原配电箱的低压电容器组的接线方式,将其安装位置由交流接触器上桩头,改成接在配电箱低压进线与计量表计之间。防止因运行中电容器电路发生缺相故障或电容器损坏时,造成计量装置计量不准确。此外,电容器选择型号应为BSMJ系列产品,以保证元件质量可靠、安全运行。

  ④若新增柱上配电台架,在制作配电箱外壳时,可选2 mm厚的不锈钢板材,并适当按比例放大配电箱尺寸(在农改工程使用的JP4-100/3W型基础上,在原箱体宽度方向尺寸上增大约100 mm,即由原680 mm改为780 mm。改进后的配电箱体外形尺寸为:1300 mm×780 mm×500 mm),以便增加各分路出线之间、出线与箱体外壳的电气安全距离,这样有利于农电工的操作维护和更换熔件,同时也可散热。

  ⑤选用节能型交流接触器(类似CJ20SI型)产品,并注意交流接触器线圈电压与所选剩作电流动作保护器的相对应接线端子相连,注意进行正确的负载匹配。选择交流接触器时,应选用其绝缘等级为A级及以上产品,必须保证其主回路触点的额定电流应大于或等于被控制的线路的负荷电流。接触器的电磁线圈额定电压为380V或220 V,线圈允许在额定电压的80%~105%范围内使用。

  ⑥剩余电流动作保护器的选用,必须选用符合GB 6829《剩余电流动作保护器的一般要求》标准,并经中国电工产品认证委员会认证合格的产品。可选用类似LJM(J)系列节电型、且是低灵敏度的延时型保护器。保护器装置的方式要符合国家GB13955-2005《剩余电流动作保护装置的安装和运行》标准。漏电保护器的分断时间,当漏电电流为额定漏电电流时,其动作时间不应大于0.2s。

  ⑦配电箱的进出线选用低压电缆,电缆的选择应符合技术要求。例如30kVA、50kVA变压器的配电箱的进线使用VV22-35×4电缆,分路出线使用同规格的VLV22-35×4电缆;80kVA、100kVA变压器的配电箱的进线分别使用VV22-50×4、VV22-70×4电缆,分路出线分别使用VLV22-50×4、VLV22-70×4电缆,其电缆与铜铝接线鼻压接后再用螺栓与配电箱内接线桩头连接。

  ⑧熔断器(RT、NT型)的选用。配电变压器的低压侧总过流保护熔断器的额定电流,应大于配电变压器的低压侧额定电流,一般取额定电流的1.5倍,熔体的额定电流应按变压器允许的过负荷倍数和熔断器特性确定。出线回路过流保护熔断器的熔体额定电流,不应大于总过流保护熔断器的额定电流,熔体的额定电流按回路正常最大负荷电流选择,并应躲过正常的尖峰电流。并联电容器组熔断器的额定电流一般可按电容器额定电流的1.5 ~2.5倍选取。

  ⑨为了对农村低压电网无功功率进行分析,在箱内安装一只DTS(X)系列的有功、无功二合一多功能电能表(安装在计量表计板侧),用于更换原安装的三只单相电能表(DD862系列表计),以便于对负荷的在线运行监测。

  开关箱

  一、什么是开关箱

  1、概述:用开关箱和配电柜、开关柜、配电箱、配电盘等,是集中安装开关、仪表等设备的成套装置。常用的配电箱有木制和铁板制两种,一般情况下电量铁的用的比较多,也有用其他阻燃性材料制作,方便停、送电,起到计量和判断停、送电的作用,安装时注意应有良好的接地。

  2、防火措施:

  开关箱发生火灾的主要原因有:配电盘的布线与电器、仪表等接触不牢,造成接触电阻过大;开关、熔断器、仪表的选择与配电盘的实际容量不匹配;长期过负荷运行;熔断器的熔丝选择不符合规定;配电盘的开关在拉合时或熔丝熔断时产生火花和电弧等。

  预防开关箱火灾的主要措施有:配电盘的金属构架、铁盘面及盘面设备的金属外壳均应良好接地,接地电阻不大于4欧姆;配电盘的接线应采用绝缘导线,并应防止接错、漏接和接触不良现象;配电盘上安装的各种刀闸及断路器,当处于断电状态时,刀片和可动部分均不带电;在有可燃粉尘和可燃纤维场所安装配电盘时,应采用铁皮密封配电箱;在有爆炸危险的场所应采用防爆配电盘;配电盘要保持清洁,附近不要堆放衣服、手套、回丝等可燃物。在加强配电盘火灾预防的同时,对高、低压配电室更要采取严格的防火措施。

  其他防火措施:

  ①高压配电室应为一、二级耐火等级建筑。低压配电室的耐火等级不应低于三级。配电室的窗应有防雨雪、防水、防小动物进入的措施。高、低压配电装置同在一室时,它们之间的距离应不小于1米。

  ②每台充油电气设备,如断路器、电压互感器等,应装在两侧有隔板的间隔之内,或防爆间隔之内,总油量超过600公斤时,应安装在单独的防爆间内,或采用成套的高、低压配电装置。总油量在60公斤以上,如油浸电压互感器,应有贮油设施或挡油设施。

  ③连接母线、电缆、通风管道等穿过墙、楼板及地面留下孔洞,应用耐火材料堵塞,防止充油设备着火后火灾扩大。

  ④配电室内应配备一定数量的灭火器材。

  二、配电箱、开关箱箱体制作及安装要求

  1、材质、规格:配电箱、开关箱应采用冷轧钢板或阻燃绝缘材料制作,钢板厚度为1.2~2.0mm,其中开关箱箱体钢板厚度不得小于1.2mm,配电箱箱体钢板厚度不得小于1.5mm。箱体表面应做防腐处理。统一刷桔黄色油漆,不得采用木制配电箱。

  2、安装要求:配电箱、开关箱应装设端正、牢固。固定式配电箱、开关箱的中心点与地面的垂直距离应为1.4~1.6m,活动式中心点与地面的垂直距离应为0.8~1.6m。

  3、箱体外形结构和进出线要求:配电箱、开关箱中导线的进线口和出线口应设在箱体的下底面。配电箱、开关箱的进、出线口应配置固定线卡,进出线应加绝缘护套并卡固在箱体上,不得与箱体直接接触;移动式配电箱、开关箱的进、出线应采用橡皮护套绝缘电缆,不得有接头;配电箱、开关箱的电源进线端严禁采用插头插座做活动连接;配电箱、开关箱外形结构能防雨、防尘。

  4、箱内电器元件设置:

  (1)电器元件要求:配电箱、开关箱内电器元件必须可靠、完好,严禁使用破损、不合格电器。电器产品进场时必须审验生产(制造)许可证、产品合格证、产品说明书、出厂检验记录。

  (2)安装要求:配电箱、开关箱内的电器(含插座)应先安装在金属或非木质阻燃绝缘电器安装板上,然后方可整体紧固在配电箱、开关箱箱体内。金属电器安装板与金属箱体应做电气连接。配电箱、开关箱内电器(含插座)应按其规定位置紧固在电器安装板上,不得歪斜和松动。配电箱、开关箱的箱体尺寸应与箱内电器的数量和尺寸相适应,箱内电器安装板板面电器安装尺寸可按规范确定。

  (3)箱内电器元件设置:

  ①总配电箱:总配电箱内电器元件设置根据漏电断路器在总路或支路具体有两种配置,第一种配置:总路隔离开关、总路漏电断路器、分路隔离开关、分路断路器;第二种配置:总路隔离开关、总路断路器、分路隔离开关、分路漏电断路器。

  以上两种配置任选其一,箱内还应装设电压表、电流表、电度表及其它需要的仪表。专用电能计量仪表的装设应符合当地供电管理部门的要求。装设电流互感器时,其二次回路必须与保护零线有一个连接点,且严禁断开电路,如图7-8所示。

  ②分配电箱:分配电箱中的电器应具有控制和保护两种功能,控制功能有隔离、正常接通与分断功能,保护功能有短路、过载等。其电器配置如下:总路隔离开关,总路断路器;分路隔离开关,分路断路器。如图7-9所示。

  ③开关箱:

  电器元件配置:开关箱必须装设隔离开关、断路器或熔断器,以及漏电保护器。当漏电保护器同时具有短路、过载、漏电保护功能时,可不装设断路器或熔断器。

  隔离开关应采用分断时具有可见分断点,能同时断开电源所有极的隔离电器,并应设置于电源进线端。当断路器具有可见分断点时,可不另设隔离开关。

  开关箱中具体配置如下:

  隔离开关,漏电断路器。如图7-10所示。开关箱中的电器要求:开关箱中的隔离开关只可控制照明电路和容量不大于3.0kw的动力电路,但不应频繁操作,容量大于3.0kw的动力电路应采用断路器控制,操作频繁时还应附设接触器或其它启动控制装置。开关箱中各种开关电器的额定值和动作整定值与其控制用电设备的额定值和特性相适应。漏电保护器应装设在总配电箱、开关箱靠近负荷的一侧,且不得用于启动电气设备的操作。

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