低压柜的方案设计,首先是定义开关柜的整体系统参数,如电流规格有几种,短时耐受电流几档,防护等级多少等。
根据上述参数,就决定了开关柜的初步设计,如主母线规格、进线柜进线断路器的选型、无功补偿容量等。
对于出线、控制柜,有固定分隔和抽出式,根据主母线规格决定开关柜高度或者功能单元所占的高度,以及垂直母线的短时耐受电流,一般和主母线一致或相应降低一档,以满足工矿企业大系统短路电流要求。
施耐德授权柜BlokSeT预智低压成套设备如变压器容量3150kVA,简单计算电流3150/0.38/1.732=4786A,变压器短路阻抗6%计算,计算短路电流4786/0.06=79.8kA,因此需要开关柜主母线6300A,短时耐受电流100kA。
6300A 100kA开关柜主母线采用12根40*10mm铜排,还是采用6根10*120mm铜排,这个需要根据开关柜结构设计确定,采用母线框架支撑,分组布置12根10*40mm铜排,可以看出用铜量明显减少,支架间距可以扩大,缺点占用空间较大,开关柜高度较大。
采用薄铜排,或多根小铜排都可以减少集肤效应,提升载流量,同时散热周长大,有利于散热,多种有利因素结合,实现铜排利用率高、带来经济效益明显。
采用母线夹,增强尼龙母线夹,通过不锈钢板夹紧,承受短路电动力强,相比较于绝缘子支撑,安装简单、灵活。
出线柜抽屉形式,方便更换、维护,缺点是一二次通过接插件连接,接插件连接质量直接影响着运行可靠性。
对于马达控制回路,采用抽屉形式非常适合,马达控制回路元器件多,断路器、接触器、继电器等等回路复杂,通过整体抽出开关柜外部进行检修、维护非常方便,抽屉回路电流不大,接插件无需承载过大电流,不会造成温升超标,甚至烧毁。
由于元件、接线多,因此抽屉一般比较大,如石化行业要求,不能采用1/4、1/2模数抽屉,即使0.37kW(计算电流0.6A)电机回路也需要采用8M抽屉。
早期的抽屉,类似托盘,断路器、互感器一次回路通过接插件与开关柜连接。
门板安装在开关柜体上,需要通过连接件与门板上指示灯、仪表等连接,不太方便,好处是实现抽屉不论在哪个位置都可以满足IP4X防护等级。
现在的抽屉都是把门板安装在抽屉上,即可以打开,又和抽屉一体,无需连线。
抽屉前部完全封闭,不论抽屉在隔离、试验位置,都可以与柜体间保持IP2X防护等级。
固定分隔式,对于配电开关回路,采用固定式结构比较适合,单一塑壳元件+互感器,固定插拔式断路器,即使出现故障,也可以更换断路器本体,实现快速恢复供电。
对于630A及以上塑壳断路器出线,采用固定式,不必担心接插件过热问题,一体式设计,对中性、配合性好。