弱電工程之配電箱知識

一、配電箱工作原理

配電箱是按電氣接線要求將開關(guān)設(shè)備、測量儀表、保護(hù)電器和輔助設(shè)備組裝在封閉或半封閉金屬柜中或屏幅上，構(gòu)成低壓配電裝置。正常運行時可借助手動或自動開關(guān)接通或分?jǐn)嚯娐?。故障或不正常運行時借助保護(hù)電器切斷電路或報警。借測量儀表可顯示運行中的各種參數(shù)，還可對某些電氣參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，對偏離正常工作狀態(tài)進(jìn)行提示或發(fā)出信號。常用于各發(fā)、配、變電所中。

二、配電箱結(jié)構(gòu)與用途

（一）結(jié)構(gòu)

配電箱和配電柜、配電盤、配電屏等，是集中安裝開關(guān)綜合配電箱接線指導(dǎo)綜合配電箱接線指導(dǎo)、儀表等設(shè)備的成套裝置。

（二）用途

配電箱的用途：合理的分配電能，方便對電路的開合操作。有較高的安全防護(hù)等級，能直觀的顯示電路的導(dǎo)通狀態(tài)。便于管理，當(dāng)發(fā)生電路故障時有利于檢修。電梯配電箱換交流接觸器電梯配電箱換交流接觸器

（三）類別

常用的配電箱有木制和金屬制兩種，因為金屬配電箱防護(hù)等級要高一些，所以還是金屬的用的比較多。

按結(jié)構(gòu)特征和用途分類：

（1）固定面板式開關(guān)柜，常稱開關(guān)板或配電屏。它是一種有面板遮攔的開啟式開關(guān)柜，正面有防護(hù)作用，背面和側(cè)面仍能觸及帶電部分，防護(hù)等級低，只能用于對供電連續(xù)性和可靠性要求較低的工礦企業(yè)，作變電室集中供電用。

（2）防護(hù)式（即封閉式）開關(guān)柜，指除安裝面外，其它所有側(cè)面都被封閉起來的一種低壓開關(guān)柜。這種柜子的開關(guān)、保護(hù)和監(jiān)測控制等電氣元件，均安裝在一個用鋼或絕緣材料制成的封閉外殼內(nèi)，可靠墻或離墻安裝。柜內(nèi)每條回路之間可以不加隔離措施，也可以采用接地的金屬板或絕緣板進(jìn)行隔離。通常門與主開關(guān)操作有機(jī)械聯(lián)鎖。另外還有防護(hù)式臺型開關(guān)柜（即控制臺），面板上裝有控制、測量、信號等電器。防護(hù)式開關(guān)柜主要用作工藝現(xiàn)場的配電裝置。

（3）抽屜式開關(guān)柜。這類開關(guān)柜采用鋼板制成封閉外殼，進(jìn)出線回路的電器元件都安裝在可抽出的抽屜中，構(gòu)成能完成某一類供電任務(wù)的功能單元。功能單元與母線或電纜之間，用接地的金屬板或塑料制成的功能板隔開，形成母線、功能單元和電纜三個區(qū)域。每個功能單元之間也有隔離措施。抽屜式開關(guān)柜有較高的可靠性、安全性和互換性，是技術(shù)比較前沿的開關(guān)柜，目前生產(chǎn)的開關(guān)柜，多數(shù)是抽屜式開關(guān)柜。它們適用于要求供電可靠性較高的工礦企業(yè)、高層建筑，作為集中控制的配電中心。

（4）動力、照明配電控制箱。多為封閉式垂直安裝。因使用場合不同，外殼防護(hù)等級也不同。它們主要作為工礦企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的配電裝置。

三、配電箱故障改進(jìn)

（一）故障原因

1．環(huán)境溫度對低壓電器影響引起的故障

配電箱中的低壓電器，由熔斷器、交流接觸器、剩余電流動作保護(hù)器、電容器及計量表等組成。這些低壓電器均按GB1497《低壓電器基本標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行設(shè)計和制造，并對它們的正常工作條件作了相應(yīng)規(guī)定：周圍空氣溫度的上限不超過40℃；周圍空氣溫度24h的平均值不超過35℃；周圍空氣溫度的下限不低于-5℃或-25℃。

農(nóng)網(wǎng)改造的配電箱在室外運行，它不但受到陽光的直接照射產(chǎn)生高溫，同時運行中自身也會產(chǎn)生熱量，所以在盛夏高溫季節(jié)，箱體內(nèi)的溫度將會達(dá)到60℃以上，這時的溫度大大超過了這些電器規(guī)定的環(huán)境溫度，因而會發(fā)生因配電箱內(nèi)電器元件過熱引起的故障。

2．產(chǎn)品質(zhì)量引起的故障

在農(nóng)網(wǎng)改造中當(dāng)時由于需求的配電箱數(shù)量大、施工期短，配電箱廠需要有關(guān)低壓電器的供貨時間急且數(shù)量多，因而產(chǎn)生了對產(chǎn)品質(zhì)量的要求不嚴(yán)格的現(xiàn)象，造成了一些產(chǎn)品投入運行后不久就發(fā)生故障。如有些型號交流接觸器在配電箱投運后不久，就因接觸器合閘線圈燒壞，而無法運行。

3．配電箱內(nèi)電器選擇不當(dāng)引起的故障

由于在制造時對交流接觸器容量選擇不很恰當(dāng)，對不同出線回路安裝同容量的交流接觸器，且未考慮到三相負(fù)荷的不平衡情況，而未能將部分出線接觸器電流等級在正常選擇型號基礎(chǔ)上，提高一個電流等級選擇，因而導(dǎo)致夏季高溫季節(jié)運行時出現(xiàn)交流接觸器燒壞的情況。

（二）改進(jìn)方案

1．對于配電變壓器容量在100kV·A及以上的配電箱體，在箱內(nèi)散熱窗靠側(cè)壁處，應(yīng)考慮到安裝溫控繼電器（JU-3型或JU-4超小型溫度繼電器）和軸流風(fēng)機(jī)，安裝在控制電器板上方左側(cè)面的箱體上，以便使箱內(nèi)溫度達(dá)到一定值時（如40℃）能自動啟動排氣扇，強(qiáng)行排出熱量以使箱體散熱。

2．采用保護(hù)電路防止配電箱供電的外部電路故障的發(fā)生。選擇體積較小的智能缺相保護(hù)器，如可選用DA88CM-II型電機(jī)缺相保護(hù)模塊(上海產(chǎn)品)安裝于配電箱內(nèi)以防止因低壓缺相運行而燒壞電動機(jī)。

3．改進(jìn)原配電箱的低壓電容器組的接線方式，將其安裝位置由交流接觸器上樁頭，改成接在配電箱低壓進(jìn)線與計量表計之間。防止因運行中電容器電路發(fā)生缺相故障或電容器損壞時，造成計量裝置計量不正確。此外，電容器選擇型號應(yīng)為BSMJ系列產(chǎn)品，以保證元件質(zhì)量可靠、安全運行。

4．若新增柱上配電臺架，在制作配電箱外殼時，可選2 mm厚的不銹鋼板材，并適當(dāng)按比例放大配電箱尺寸（在農(nóng)改工程使用的JP4—100/3W型基礎(chǔ)上，在原箱體寬度方向尺寸上增大約100 mm，即由原680 mm改為780 mm。改進(jìn)后的配電箱體外形尺寸為：1300 mm×780 mm×500 mm），以便增加各分路出線之間、出線與箱體外殼的電氣安全距離，這樣有利于農(nóng)電工的操作維護(hù)和更換熔件，同時也可散熱。

5．選用節(jié)能型交流接觸器（類似CJ20SI型）產(chǎn)品，并注意交流接觸器線圈電壓與所選剩作電流動作保護(hù)器的相對應(yīng)接線端子相連，注意進(jìn)行正確的負(fù)載匹配。選擇交流接觸器時，應(yīng)選用其絕緣等級為A級及以上產(chǎn)品，必須保證其主回路觸點的額定電流應(yīng)大于或等于被控制的線路的負(fù)荷電流。接觸器的電磁線圈額定電壓為380V或220 V，線圈允許在額定電壓的80%～105%范圍內(nèi)使用。

6．剩余電流動作保護(hù)器的選用。必須選用符合GB 6829《剩余電流動作保護(hù)器的一般要求》標(biāo)準(zhǔn)、并經(jīng)中國電工產(chǎn)品認(rèn)證委員會認(rèn)證合格的產(chǎn)品?？蛇x用類似LJM（J）系列節(jié)電型、且是低靈敏度的延時型保護(hù)器。保護(hù)器裝置的方式要符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB13955-2005《剩余電流動作保護(hù)裝置的安裝和運行》標(biāo)準(zhǔn)。漏電保護(hù)器的分?jǐn)鄷r間，當(dāng)漏電電流為額定漏電電流時，其動作時間不應(yīng)大于0.2s。

7．配電箱的進(jìn)出線選用低壓電纜，電纜的選擇應(yīng)符合技術(shù)要求。例如30kVA、50kVA變壓器的配電箱的進(jìn)線使用VV22-35×4電纜，分路出線使用同規(guī)格的VLV22-35×4電纜；80kVA、100kVA變壓器的配電箱的進(jìn)線分別使用VV22-50×4、VV22-70×4電纜，分路出線分別使用VLV22-50×4、VLV22-70×4電纜,其電纜與銅鋁接線鼻壓接后再用螺栓與配電箱內(nèi)接線樁頭連接。

8．熔斷器（RT、NT型）的選用。配電變壓器的低壓側(cè)總過流保護(hù)熔斷器的額定電流，應(yīng)大于配電變壓器的低壓側(cè)額定電流，一般取額定電流的1.5倍，熔體的額定電流應(yīng)按變壓器允許的過負(fù)荷倍數(shù)和熔斷器特性確定。出線回路過流保護(hù)熔斷器的熔體額定電流，不應(yīng)大于總過流保護(hù)熔斷器的額定電流，熔體的額定電流按回路正常負(fù)荷電流選擇，并應(yīng)躲過正常的尖峰電流。并聯(lián)電容器組熔斷器的額定電流一般可按電容器額定電流的1.5 ～2.5倍選取。