电气成套知识讲座

2011年12月12日

高、低压成套电气知识讲座

目录一.几种常规开关柜横向比较二.常规电气国家标准的熟悉三.常规电气知识要点

1、电气施工图中常用的符号含义2、防护等级IP代码的组成及含义

3、TN-C、TN-S、TN-C-S系统了解4、爬电距离、爬电比距、电气间隙？5、三相笼形异步电动机降压启动常用方法

6、什么叫脱扣器、分励脱扣器、欠电压脱扣器？7、中置式开关柜五防联锁

8、什么是电流互感器？它有什么特点？使用电流互感器应注意事项？

一.几种常规开关柜横向比较

1、XL系列配电箱概述

本产品采用了国际IEC标准和国家标准设计的新型动力配电箱。适用于工矿企业、商业、服务业以及民用建筑交流50Hz电压600V以下的配电系统中作为动力或者照明配电之用。适用条件

1、环境温度：周围空气不超过+40°C，最低不低于-10°C，并在24小时内的平均温度不超过+35°C。

2、大气条件：相对湿度在最高温度+40°C不超过50%，温度较低时允许有较高的湿度。

3、没有导电尘埃及可能腐蚀金属和破坏绝缘气体场所。

4、没有剧烈振动和颠簸及垂直安装，要求倾斜度不超过5度。

5、海拔高度不超过2000米。产品型号及含义:产品结构特点本动力箱（柜）系封闭式，外壳一般采用钢板焊接而成，也可用型材组装而成。箱内左右侧壁上焊有电器安装立柱，刀开关操作手柄装于箱前右侧箱门上，作为切换电源之用。箱门上可装电压表、电流表、指示灯及操作按钮。可以开门检修箱内设备。箱内设备采用条架式结构安装，安装灵活紧凑，方便维修。型号说明：使用条件：

周围空气湿度不高于+40摄氏度，不低于-5摄氏度。24小时内的平均温度不得高于+35摄氏度。

户内安装使用，使用地点的海拔高度不得超过2000m。

周围空气相对湿度在最高温度为+40摄氏度时不超过50%，在较低温度时允许有较大的相对湿度。(例如+20摄氏度时为90%)应考虑到由于温度的变化可能会偶然产生凝露的影响。

设备安装时与垂直面的倾斜度不超过5%。

设备应安装在无剧烈震动和冲击的地方，以及不足使电器元件受到腐蚀的场所。

用户有特殊要求时可与制造厂协商解决。主要技术性能及参数：3、GCS低压抽出式开关柜概述：

GCS型低压抽出式开关柜是电力工业部、机械工业部以促进我国低压配电行业的技术进步，加速低压配电成套开关设备的更新换代，保护和弘扬我们民族工业为宗旨，于一九九五年委托森源电气有限公司组织两部GCS型低压抽出式开关柜联合设计组完成设计和研制，目前在全国范围内已得到初步肯定和选用。型号说明：适用范围：

该装置适用于发电厂、变电所、石油化工部门、厂矿企业、高层建筑等低压配电系统的动力、配电和电机控制中心、电容补偿等的电能转换、分配与控制用。

在大单机容量的发电厂、大规模石化等行业的低压动力控制中心和电机控制中心等电力使用场合时能满足与计算机接口的特殊需要。

该装置是根据电力部主管上级，广大电力用户及设计部门的要求，为满足不断发展的电力市场对增容、计算机接口、动力集中控制、方便安装维修、缩短事故处理时间等需要，本着安全、经济、合理、可靠的原则设计的新型低压抽出式开关柜。产品具有分断、接通能力高、动热稳定性好、电气方案灵活、组合方便、系列性实用性强、结构新颖、防护等级高等特点。可以作为低压抽出式开关柜的换代产品使用。

我公司生产的GCS装置符合IEC-1《低压成套开关设备和控制设备》、GB7251《低压成套开关设备和控制设备》、ZBK36001《低压抽出式成套开关设备》等标准。

使用条件：

周围空气温度不高于+40摄氏度，不低于-5摄氏度。24小时内平均温度不得高于+35摄氏度。超过时，需要根据实际情况降容运行。

户内使用，适用地点的海拔高度不得超过2000m。

周围空气相对湿度在最高温度为+40摄氏度时不超过50%，在较低温度时允许有较大的相对湿度，如+20摄氏度时为90%，应考虑到由于温度的变化可能会偶尔产品凝露的影响。

该装置安装时与垂直面的倾斜度不超过5%，且整组柜列相对平整（符合GBJ232-82标准）。

该装置应安装在无剧烈震动和冲击以及不足以使电器元件受到不应有腐蚀的场所。

用户有特点要求时，可以与制造厂协商解决。

主要电气参数：主结构特点:1、主构架采用8MF型开口型钢，型钢的二侧面分别有模数为20mm和10mm和∮9.2的安装孔，内部安装灵活方便。2、主构架装配形式设计为两种，全组装式结构和部分（侧框和横梁）焊接式结构，供用户选择。3、装置的各功能室相互隔离，其隔离室分为功能单元室、母线室和电缆室。各室的作用相对独立。4、水平主母线采用柜后平置式排列方式，以增强母线抗电动力的能力，是使装置的主电路具备高短路强度能力的基本措施。5、电缆隔室的设计使电缆上下进出均十分方便。功能单元:抽屉层高的模数为160mm。其中1/2单元、1单元、3/2单元、2单元、3单元、五个尺寸系列。单元回路额定电流400A及以下。抽屉改变仅在高度尺寸上变化，其宽度、深度尺寸不变。相同功能单元的抽屉具有良好的互换性。每台柜最多能安装11个1单元抽屉或22个1/2单元的抽屉。其中一单元以上抽屉才采用多功能后板。抽屉进出线根据电流大小采用不同片数的同一规格式结构的插件。

1/2单元抽屉与电缆室的转接采用背板式结构ZJ-2型转接件。单元抽屉与电缆室的转接按电流分档采用相同尺寸棒式或管式结构ZJ-1型转接件.

抽屉单元设有机械联锁装置。装置特点:装置转接的热容量，较大幅度的降低由于转接件的温升给接插件、电缆头、间隔板带来的附加温升。功能单元之间、隔室之间的分隔清晰、可靠，不因某一单元的故障而影响其他单元工作，使故障局限在最小范围。母线平置式排列使装置的动、热稳定性好，能承受80/176kA短路电流的冲击。

MCC柜单柜的回路数量多到22回，充分考虑大单机容量发电，石化系统等行业自动化电动门（机）群的需要。装置与外部电缆的连接在电缆隔室中完成，电缆可以上下进出。零序电流互感器置电缆室内，使安装维修放便。同一电源配电系统，可以通过限流电抗器匹配限制短路强度和要求。抽屉单元有足够数量的二次插接件（1单元及以上为32对,1/2单元为20对），可满足计算机接口和自控回路对接点数量的要求4、GCK型低压抽出式开关柜概述：

GCK、GCL系列低压抽出式开关柜式是我公司根据广大用户的需求而设计的，具有结构先进、外形美观、电气性能高、防护等级高、安全可靠、维护方便等特点，是冶金、石油、化工、电力、机械、轻纺等行业低压供电系统理想的配电装置，被国家列为两网改造推荐产品和第九批节能产品。型号说明：适用范围：

GCK1、GCL1、GCJ1系列适用于交流50Hz，额定工作电压380V~660V的低压配电系统中，作为受电、馈电、母联、照明、电动机控制及功率补偿之用，它包含动力中心（PC）和电动机控制中心（MCC）之功能，满足工矿企业、高层宾馆、机场、医院等供配电及动力控制之用。

使用条件：

海拔高度不超过2000M。

周围空气温度不高于+40摄氏度，并且24小时内其平均温度不高于+35摄氏度，周围空气温度不低于-5摄氏度。

大气条件：空气清洁，相对湿度在温度为+40摄氏度时不超过50%，在温度较低时允许有较高的相对温度，例如+20摄氏度时为90%。

没有火灾、爆炸危险、严重污染、化学腐蚀及剧烈震荡的场所。

与垂直面倾斜不超过5。

控制中心适应于以下温度的运输和储存过程，-25摄氏度至+55摄氏度，在短时间内（不超过24小时）不超过+70摄氏度。

如上述使用条件不能满足时，应由客户在订货时向我厂提出，协商解决。

主要技术参数：

额定绝缘电压：660V

额定工作电压：380V660V

辅助电路额定电压：AC、200V380VDC、110V220V

使用频率：50~(60)Hz

额定电流：水平母线<3150A，垂直母线630A800A

额定短时耐受电流：105KA/1s中性母线30KA/1s

额定峰值电路：105KA/0.1s，50KA/0.1s

功能单元（抽屉）分断能力：50KA（有效值）

外壳防护等级：IP30、IP40

母线设置：三相四线制、三相五线制

符合标准：IEC-439BS5486VDE0660GB7251NEMAIC2-322JJB/T9661

操作方式：就地、远方、自动

5、MNS低压抽出式开关柜用途:

MNS型低压抽出式开关柜适用于三相交流50、60Hz，额定电压660V，额定电流4000A以下的三相四线制及三相五线制电力系统，作为接受电能和分配电能之间。广泛应用于发电厂、变电所、厂矿企业和高层建筑的动力配电中心PC和电动机控制中心MCC。

本产品符合GB7251、ZBK36001、IEC439-1（1992）标准。使用条件:

1、周围空气温度不高于+40°C，不低于-5°C，并且24小时内其平均气温不高于+35°C。

2、周围空气相对湿度在最高温度为40°C时不超过50%，在较低温度时允许有较大相对湿度，如+20°C时为90%，但应考虑到由于温度的变化有可能会偶尔产生适度的凝露。

3、户内使用，使用地点的海拔高度不得超过2000m.4、应安装在无剧烈震动和冲击以及不足以使电器元件受到不应有腐蚀的场所。结构特点:开关柜的基本框架采用拼装组合式结构，由KB型钢通过自攻锁紧螺钉互相紧固联接成基本框架，再按方案变化需要，加上相应的门、封板、隔板、安装支架以及母线、功能单元等零件组合成一台完整的开关柜，柜内结构都经过镀锌处理，也可以采用敷铝锌板生产，并实行模数化安装（1E=25mm）.开关柜面板采用优质钢板经数控机床加工而成，表面经过酸洗、磷化处理后静电喷塑，抗磨耐腐，既有牢固的机械强度，又有可靠的接地连续性。开关柜隔室可分为功能单元室、母线室、电缆室，各单元的功能作用相对独立且区域之间又连续的金属板或阻燃板的功能壁严格分隔，保证使用安全且防止事故蔓延。水平母线为平置式安装，有效减少电气应力和热应力。母线截面有2（30X10）、2（60X10）、2（80X10）、2（100X10）、4（60X10）5种规格，对应母线电流1250A2000A、2500A、3200A、4000A，中性接地母线N、PE为60X10，抽屉垂直母线为50X30X5角尺型铜母线，所有母线皆经过镀锡处理。

MCC柜抽屉有8E/4、8E/2、8E、16E、24E屋种规格（1E=25mm）。抽屉具有连接位置、试验位置、断开位置、移动位置和分离位置。各抽屉与开关设有机械联锁装置，当开关处于分断时，抽屉才能抽出或插入；当开关处于合闸位置时，抽屉不能抽出或插入。为防止未经允许的操作，操作机构能是使用挂锁将开关锁在分断位置上。同规格的功能单元抽屉可以方便地实现互换，每一个功能单元抽屉对应有16-32对辅助接点，能满足异地操作控制、电度计量和与计算机接口的自动化监测系统的需技术参数:安装及使用:1、产品的安装应按照配电设备的一般安装方法进行，基础槽钢和采用螺栓固定方式时的螺栓由用户自备，主母线连接时，必须使搭接面贴合、平整、否则松开并柜螺栓再进行调整。

2、产品安装后投入运行前需做检查和试验，检查柜表面复盖材料（如喷塑）有否损伤，柜内是否干燥、整洁；检查柜内是否有异物（如扳手、电焊条），每个螺丝紧固有无松动、碰撞现象，机械联锁是否可靠，动作是否准确；检查开关整定电流、仪表的刻度、互感器的配电与极性是否符合要求。最后用1000兆欧表测量绝缘电阻值，应不低于1兆欧，用临时电源试送电，电动合分，指示应准确无误。

3、投入运行后应保持日常维护，定期观察母线的发热情况，发现温升偏高或异常声响时应查明原因。视运行环境因素，每2-5年进行一次清理工作及保养工作。

4、用注意事项：

a、MNS系列柜原则上为不靠墙安装，正面操作、双面维修的低压配电柜，若需靠墙安装，应进行特别说明。柜的维修通道及柜门必须是考核合格的专业人员方可进入及进行操作、检查及维护。

b、空气断路器、塑壳断路器经过多次分合闸，特别是经过短路分合后，会使触头局部产生碳类物质，使触头电阻增大，应按断路器使用说明书进行维护及检修。

c、经过安装和检修后，必须严格检查各隔室之间、功能单元之间的隔离状态确已恢复，以确保装置良好的功能分隔性，防止出现故障扩大。二.电气的国家标准的熟悉我国的低压成套开关设备执行的国内标准是什么？1、GB7251.1-2005低压成套开关设备和控制设备2、ZBK36001-89低压抽出式成套开关设备3、JB587-91低压固定封闭式成套开关设备4、GB4208-1993外壳防护等级(IP代号)5、GB/T2681-1981电工成套装置中的导线颜色6、GB/T2682-1981电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色7、GB/T14048.1-2000低压开关设备和控制设备总则三.常规电气知识要点1、在电气施工图中常用的符号含义：U：电压，单位“V”I：电流，单位“A”R：电阻，单位“Ω”U：额定电压Ue：额定工作电压Ui：额定绝缘电压Uc：额定辅助电路电压Ie：额定工作电流I：电流瞬时值Icw：额定短时耐变电流COSΦ：功率因素AC：交流DC：直流IP：外壳防护等级PE：保护导体N：中性导体PEN：接地的中性导体2、防护等级IP代码的组成及含义：代码字母IP是用来标识外壳防护等级

IP2

3

C

S第二个标示特性号码（数字）所指的防护程度

（1）IPX1

方法名称：垂直滴水试验

试验设备：滴水试验装置

试样放置：按试样正常工作位置摆放在以1r/min的旋转样品台上，样品顶部至滴水口的距离不大于200mm

试验条件：滴水量为10.05mm/min

持续时间：10min

（2）IPX2

方法名称：倾斜15°滴水试验

试验设备：滴水试验装置

试样放置：使试样的一个面与垂线成15°角，样品顶部至滴水口的距离不大于200mm。每试验完一个面后，换另一个面，共四次。

试验条件：滴水量为30.5mm/min

持续时间：4×2.5min（共10min）

（3）IPX3

方法名称：淋水试验

试验方法：

a。摆管式淋水试验

试验设备：摆管式淋水溅水试验装置

试样放置：选择适当半径的摆管，使样品台面高度处于摆管直径位置上，将试样放在样台上，使其顶部到样品喷水口的距离不大于200mm，样品台不旋转。

试验条件：水流量按摆管的喷水孔数计算，每孔为0.07L/min，淋水时，摆管中点两边各60°弧段内的喷水孔的喷水喷向样品。被试样品放在摆管半圆中心。摆管沿垂线两边各摆动60°，共120°。每次摆动(2×120°)约4s

试验时间：连续淋水10min

b。喷头式淋水试验

试验设备：手持式淋水溅水试验装置

试样放置：使试验顶部到手持喷头喷水口的平行距离在300mm至500mm之间

试验条件：试验时应安装带平衡重物的挡板，水流量为10L/min

试验时间：按被检样品外壳表面积计算，每平方米为1min(不包括安装面积)，最少5min

（4）IPX4

方法名称：溅水试验

试验方法：

a．摆管式溅水试验

试验设备和试样放置：与上述IPX3之a款均相同；

试验条件:除后述条件外，与上述IPX3之a款均相同；喷水面积为摆管中点两边各90°弧段内喷水孔的喷水喷向样品。被试样品放在摆管半圆中心。摆管沿垂线两边各摆动180°，共约360°。每次摆动(2×360°)约12s

试验时间：与上述IPX3之a款均相同(即10min)。

b．喷头式溅水试验

试验设备和试样放置：与上述IPX3之b款均相同；

试验条件：拆去设备上安装带平衡重物的挡板，其余与上述IPX3之b款均相同；

试验时间：与上述IPX3之b款均相同，即按被检样品外壳表面积计算，每平方米为1min(不包括安装面积)最少5min

（5）IPX5方法名称：喷水试验试验设备：喷嘴的喷水口内径为6.3mm试验条件：使试验样品至喷水口相距为2.5m～3m，水流量为12.5L/min(750L/h)试验时间：按被检样品外壳表面积计算，每平方米为1min(不包括安装面积)最少3min（6）IPX6方法名称：强烈喷水试验；试验设备：喷嘴的喷水口内径为12.5mm试验条件：使试验样品至喷水口相距为2.5m～3m，水流量为100L/min(6000L/h)试验时间：按被检样品外壳表面积计算，每平方米为1min（不包括安装面积）最少3min

（7）IPX7

方法名称：短时浸水试验

试验设备和试验条件：浸水箱。其尺寸应使试样放进浸水箱后，样品底部到水面的距离至少为1m。试样顶部到水面距离至少为0.15m

试验时间:30min

（8）IPX8

方法名称:持续潜水试验；

试验设备,试验条件和试验时间:由供需（买卖）双方商定，其严酷程度应比IPX7高。

注意：另外,许多户外用电子产品也在强调漂浮能力。

3、TN-C、TN-S、TN-C-S系统比较TN-C：三相四线制供电，分别引出L1,L2,L3,PEN。PEN为【保护接零】方式，即设备外壳连接到工作零线上（通常PEN要在用电侧进线处做重复接地）。节省线路有色金属，工业供电常用（三相负荷相对平衡运行时，PEN线上的电流一般不太大），民用建筑不用。TN-S:三相五线制供电，分别引出L1,L2,L3,N,PE。N为工作零线，PE为专用【保护接地】线，即设备外壳连接到PE上。因为用5线配电，有色金属用量大，多为民用建筑配电选择方式，对于大量单相负荷造成的三相不平衡问题，因为N为专用，平时PE不导电，安全性好。TN-C-S：变压器引出为TN-C方式，在某级配电系统开始将PE与N从PEN中区分开（二者此后不得再见面握手），也就是该分歧点之前为TN-C型式，此后类似TN-S（不是真正的TN-S）。对于要求不严格的民用建筑可以选用，如变压器及一级配电用TN-C，在建筑电源进线总箱处将PE从PEN中分离，建筑二级配电仍为5线制。无论什么方式，变压器的中性点一般都是接地的（包括外壳），所以对变压器来说，PE、N是连接在一起的。补充：对变压器，TT、TN-S中性点接地方式相同，比如用扁钢将变压器外壳接到【总接地装置】上，变压器的N排也与之连接（可以有不同做法），但通过工作电流的N线（到开关柜）和五线制的PE必须按照设计要求，一般仍是铜排、母线。TN-S系统中，PE、N是共同接到变压器（已经接地的）N端的。

4、爬电距离、爬电比距、电气间隙？爬电距离:在不同电位的两个导电部分之间，沿绝缘体表面最短距离爬电比距:将相和地或同相端子之间的爬电距离除以线电压电气间隙:一排导电部件中的两个相邻导电部件之间的最小空气距离

低压开关柜的电气间隙（mm）

高压开关柜的电气间隙（mm）

5、三相笼形异步电动机降压启动常用方法1、Y－△启动：Y－△启动适用与定子绕组为△连接的电动机，采用这种方式启动时，可使每相定子绕组降低到电源电压的58％，启动电流为直接启动时的33％，启动转矩为直接启动时的33％。启动电流小，启动转矩小。2、三相电阻降压启动：电阻减压启动一般用于轻载启动的笼型电动机，且由于其缺点明显而很少采用。定子回路接入对称电阻，这种启动方式的启动电流较大而启动转矩较小。如启动电压降至额定电压的65％，其启动电流为全压启动电流的65％，而启动转矩仅为全压启动转矩的42%,且启动过程中消耗的电能较大。3、自耦变压器降压启动：这种方式通常用于要求启动转矩较大而启动电流较小的场合，采用自耦变压器降压启动，电动机的启动电流及启动转矩与其端电压的平方成比例降低，相同的启动电流的情况下能获得较大的启动转矩。如启动电压降至额定电压的65％，其启动电流为全压启动电流的42％，而启动转矩仅为全压启动转矩的42%。

4、软启动器降压启动：其特点是启动平稳，对电网冲击少；不必考虑对被启动电动机的加强设计；启动装置功率适度，一般只为被启动电动机功率的5～25%；允许启动的次数较高。

6、什么叫脱扣器、分励脱扣器、欠电压脱扣器？脱扣器:开关电器中能接受电路非正常情况的电量信号或操作命令：以机械动作或触发电路的方法使脱扣机构动作的部件（如漏电脱扣器、空气延时脱扣器、液压延时脱扣器、半导体脱扣器等）.

分励脱扣器:由电压源激励的脱扣器（该电源与主电路电压无关）

欠压脱扣器:当脱扣器的端电压降至某一规定值范围时，使电器有延时，延几条地动作的脱扣器（欠电压脱扣器在85%额定电压及以上时，电器能正常闭合，在70%额定电压及以上时能保证不能断开，在35%额定电压以下时，应能释放的脱扣器)。

7、中置式开关柜五防联锁高压开关柜的“联锁”是保证电力网安全运行、确保设备和人身安全、防止误操作的重要措施。GB3906--1991《3～35千伏交