浅谈高低压开关柜中电气设备的选择应用

摘要：在工业生产中，高低压成套开关柜是供配电系统中必不可少的电气设备，在实际的应用中起到了非常重要的作用。高低压开关柜由许多电气设备、电气材料等组成，其电气设备及材料的选择是否经济、合理，不仅关系到高低压开关柜的生产制造成本，而且对高低压开关柜的安全、可靠运行也产生重要影响。因此，本文對高低压开关柜中电气设备的选择应用进行分析。

关键词：高低压开关柜;电气设备;应用

电气设备的选择是供配电系统设计的重要内容之一。安全、可靠、经济、合理是选择电气设备的基本要求。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，选择合适的电气设备，尽量采用新技术、新工艺，节约投资。

电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不完全一样，具体选择方法也不完全相同，但其基本要求是一致的。电气设备选择的一般原则为：按正常工作条件下选择设备的额定电流、额定电压及型号，按短路情况下校验设备的热稳定、动稳定以及开关的开断能力。

1、按正常工作条件选择电气设备

1.1电气设备的额定电压不得低于所接电网的最高运行电压Uw·max;1.2电气设备的额定电流不小于该回路的最大持续工作电流Iw·max或计算电流Ica;1.3电气设备的型号：选择电气设备时还应考虑设备的安装地点、环境及工作条件，合理地选择设备的类型，如户内、户外、海拔高度、环境温度及防尘、防腐、防爆等。

2、 按短路情况进行校验

在校验电气设备短路情况下的动、热稳定性时，应考虑在最大运行方式下的短路电流。短路电流的计算条件应考虑工程的最终规模及最大的运行方式。

短路点的选择，应考虑通过设备的短路电流最大。

短路电流通过电气设备的时间，等于继电保护动作时间（取后备保护动作时间）和开关开断电路的时间（包括电弧持续时间）之和。

2.1.短路热稳定校验。当系统发生短路，有短路电流通过电气设备时，导体和电器各部件温度（或热量）不应超过允许值，即满足热稳定的条件。

2.2短路动稳定校验。当短路电流通过电气设备时，短路电流产生的电动力应不超过设备的允许应力，即满足动稳定的条件。

2.3开关设备断流能力校验。对要求能开断短路电流的开关设备，如断路器、熔断器，其断流容量不小于安装处的最大三相短路容量。

3、 常用电气设备的选择及校验项目

供配电系统中的各种电气设备由于工作原理和特性不同，选择及校验的项目也有所不同。

4、 高低压开关电器的选择

4.1高压断路器的选择。高压断路器是变配电系统中最重要的开关电器，其文字符号为QF。高压断路器不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置的作用下自动跳闸，切除短路故障。因此它对电力系统的安全、可靠运行起着极为重要的作用。

4.2高压隔离开关的选择。隔离开关文字符号为QS，作为有电压无负荷的情况下分断与关合电路之用，其主要功能是保证高压装置中检修工作的安全。用隔离开关可将高压装置中需要检修的设备与其他带电部分可靠地断开，构成明显可见的断开点，且断开点的绝缘及相间绝缘都足够可靠，能充分保证人身和设备的安全。此外，隔离开关的功能还有切换运行方式的功能。

4.3高压负荷开关的选择。高压负荷开关的文字符号为QL.它设有简单的灭弧装置，能够开断正常的负荷电流或规定范围内的过负荷电流，但不能切断短路电流，所以必须和高压熔断器串联使用，借助熔断器来切除短路电流。

4.4低压断路器的选择。低压断路器与高压断路器不同。高压断路器自动跳闸需要继电保护或自动装置控制其操作机构完成;而低压断路器结构本身具有保护自动跳闸的功能，因此低压断路器的选择，不仅要满足选择电气设备的一般条件，而且还要满足正确实现过电流、过负荷及失压等保护功能的要求。选择时应根据低压断路器负荷的大小、重要程度、短路电流大小、使用环境及安装条件等因素综合考虑决定。

低压断路器也称为自动空气开关，常用于配电线路和电气设备的过载、欠电压、失压和短路保护。

4.4.1低压断路器过电流脱扣器额定电流的选择。过电流脱扣器额定电流应大于或等于线路的计算电流。

4.4.2瞬时和短延时脱扣器的动作电流的整定。瞬时和短延时脱扣器的动作电流应躲过线路的尖峰电流。短延时脱扣器的动作时间一般有0.2、0.4、0.6s，选择时应按保护装置的选择性来选取，使前一级保护动作时间比后一级长一个时间级差。

4.4.3长延时脱扣器的动作电流整定。长延时脱扣器的动作电流应大于或等于线路的计算电流。长延时脱扣器的动作时间应躲过允许过负荷的持续时间。

4.4.4过电流脱扣器与导线允许电流的配合。绝缘导线或电缆允许短时过负荷，过负荷越严重，允许运行的时间越短。反之，过电流保护的动作时间越短，过电流保护的动作电流整定值得越大;动作时间越长，动作电流必须整定得越小。只有这样，当线路过负荷或短路时，才能避免绝缘导线或电缆因过热烧毁而低压断路器尚未或不会跳闸的事故发生。

4.5熔断器的选择。熔断器的文字符号为FU，广泛应用于过负荷和短路保护。与隔离开关相比，熔断器的结构极为简单，它无法同时切断三相，而且每次断开以后需要更换新的熔断器，在保护方式上也难以和其他保护电器协调。选择时应根据负荷大小、重要程度、短路电流大小、使用环境及安装条件等综合考虑。

4.5.1保护电力线路熔断器熔体的额定电流应大于或等于通过熔体的最大工作电流。

4.5.2保护变压器时，对于6-10kV变压器，凡容量在1000kVA及以下者，均可采用熔断器作为变压器的短路及过载保护，其熔体额定电流可取变压器一次侧额定电流的1.4-2倍。

4.5.3保护电压互感器时，电压互感器的二次侧负荷很小，近似空载，因此保护电压互感器的熔体额定电流一般选0.5A。

4.5.4熔断器之间保护选择性配合。低压网络中用熔断器作为保护时，为了保证熔断器保护动作的选择性，一般要求上级熔断器的熔体额定电流比下级熔断器的熔体额定电流大两级以上。

5、结语

在供配电系统中，电气设备的选择是否经济、合理，至关重要。这不仅关系到生产企业的制造成本、经济利润，而且对系统的安全、可靠运行也产生重要影响。

参考文献：

[1]赵彩虹.电力系统的特点与电能质量[J].供配电系统.2009（8）.

[2]兰剑.中国配电开关应关注的发展热点[J].高压电器.2015（10）.

作者简介：张岩，1985-11-13，性别：女，民族：汉，学历：本科，职称：工程师，研究方向：电气。