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低压开关柜
低压开关柜适用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等行业，作为输电、配电及电能转换之用。产品符合IEC439-1，GB7251.1-1997《低压成套开关设备》的标准规定。低压开关柜通过了国家3C认证。有以下类型 ：
GCL低压抽出式开关柜
GCS型低压抽出式开关柜
GCS型低压开关柜
GCK抽出式开关柜
GGD低压固定式开关柜
组装式低压开关柜
MNSC型低压抽出式开关柜
MS低压抽出式开关柜
GCS型低压抽出式开关柜
MNSQH抽出式低压开关柜
GCS型低压抽出式开关柜
GCK(L)低压开关柜
1、从结构形式上分
(1)固定式：
能满足各电器元件可靠地固定于柜体中确定的位置。柜体外形一般为立方体，如屏式、箱式等，也有棱台体如台式等。这种柜有单列，也有排列。
为了保证柜体形位尺寸，往往采取各构件分步组合方式，一般是先组成两片或左右两侧，然后再组成柜体，或先满足外形要求，再顺次连接柜体内务支件。组成柜体各棱边的零件长度必须正确(公差取负值)，才能保证各方面几何尺寸，从而保证整体外形要求。对于柜体两侧面，固考虑排列需要，中间不能有隆起现象。
另外从安装角度考虑，底面不能有下陷现象。在排列安装中，地基平整是先决条件，但干整度和柜体本身都有一定误差，在排列中要尽量抵消横向差值，而不要造成差值积累，因为差值积累将造成柜体变形，影响母线联结及产生组件安装异位、应力集中，甚至影响电器寿命。故在排列时宜用地基最高点为安装参考点，然后逐步垫正扩排，在底面干整度较理想并可预测条件下，也可采取由中间向两侧扩排方式，使积累差值均布。
为了易于调整，抵消公差积累，柜体宽度公差都取负值。柜体的各个构件结合体完成以后，视需要还应进行整形，以满足各部分形位尺寸要求。对定型或批量较大的柜体制造时应充分考虑用工装夹具，以保证结构的正确统一，夹具的基准面以取底面为妥，夹具中的各定位块布置以工作取出方便为准，对于柜体的外门等因易受运输和安装等影响，一般在安装时进行统一调整。
(2)抽出式：
抽出式是由固定的柜体和装有开关等主要电器元件的可移装置部分组成，可移部分移换时要轻便，移入后定位要可靠，并且相同类型和规格的抽屉能可靠互换，抽出式中的柜体部分加工方法基本和固定式中柜体相似。但由于互换要求，柜体的精度必须提高，结构的相关部分要有足够的调整量，至于可移装置部分，要既能移换，又要可靠地承装主要元件，所以要有较高的机械强度和较高的精度，其相关部分还要有足够的调整量。
制造抽屉式低压柜的工艺特点是：(1)固定和可移两部分要有统一的参考基准；(2)相关部分必须调整到最佳位置，调整时应用专用的标准工装，包括标准柜体和标准抽屉；(3)关键尺寸的误差不能超差；(4)相同类型和规格的抽屉互换性要可靠。
2、从连接方式上分
(1)焊接式：
它的优点是加工方便、坚固可靠；缺点是误差大、易变形、难调整、欠美观，而且工件一般不能预镀。另外，对焊接夹具有一定的要求：
①刚性好、不会受工件变形影响；
②外形尺寸略大于工件名义尺寸，可抵消焊后收缩影响；
③平整、简易、方便操作，尽量减少可转动机构，避免卡损；
④为防止焊蚀和易于检修调整，要选择好工件支持，支持还要加置防焊蚀垫件。
工件焊后变形现象是焊接时由于焊接处受热分子膨胀，挤压产生微观位移，冷却后不能复位而产生的应力所致。为了克服变形影响，必须考虑整形工艺。整形的方法一般有：
①通过试验预测工件变形范围，在焊接前强迫工件向反方向变形，以期焊后达到预定尺寸；
②焊后用过正方法矫正；
③击、压焊接后相对收缩部分，而得到应力子衡；
④加热焊接后相对松凸部分，达到与焊接处同样收缩的目的；
⑤必要时对构件进行整体热处理。
另外，焊接点选择、焊缝走向、焊接次序、点焊定位对焊后变形现象都有一定的影响，如处理得当可减少变形，但这要视具体情况而定。
(2)紧固件连接：
它的优点是适于工件预镀，易变化调节，易美化处理，零部件可标准化设计，并可预生产库存，构架外形尺寸误差小。缺点是不如焊接坚固，要求零部件的精度高，加工成本相对上升。紧固件一般都为标准件，其种类主要有常规的螺钉、螺母和铆钉、拉铆钉，以及预紧而可微调的卡箍螺母和预紧的拉固螺母，还有自攻螺钉等。也有专用紧固螺钉(如国外引进的低压柜大多用专用紧固螺钉)。
工艺特点：以夹具定形，工装定位，并视需要配以压力垫圈；铆接一般要配钻，且预镀件要防止镀层被破坏；对于用精密的加工中心或专用设备加工的构件，如各连接孔径与紧固件直径能保持微量间隙时，则可以不用夹具进行装合，一次成形；对导向及定位件的紧固，应以专用量具先定位再以标准工装检测。

(
1
)固定和可移两部分要有统一的参考基准
;


(
2
)相关部分必须调整到最佳位置
,
调整时应用专用的标准工装
,
包括标准柜体和标准
抽屉
;


(
3
)关键尺寸的误差不能超差
;


(
4
)相同类型和规格的抽屉互换性要可靠。



(二)从连接方式上分


1
．焊接式
:
它的优点是加工方便、坚固可靠
;
缺点是误差大、易变形、难调整、欠美观
,
而且工件一般不能预镀。另外
,
对焊接夹具有一定的要求
:
①刚性好、不会受工件变形影
响
;
②外形尺寸略大于工件名义尺寸
,
可抵消焊后收缩影响
;
③平整、
简易、
方便操作
,
尽量
减少可转动机构
,
避免卡损
;
④为防止焊蚀和易于检修调整
,
要选择好工件支持
,
支持还要加
置防焊蚀垫件。



工件焊后变形现象是焊接时由于焊接处受热分子膨胀
,
挤压产生微观位移
,
冷却后不能
复位而产生的应力所致。为了克服变形影响
,
必须考虑整形工艺。整形的方法一般有
:
①通
过试验预测工件变形范围
,
在焊接前强迫工件向反方向变形
,
以期焊后达到预定尺寸;②焊后
用过正方法矫正
;
③击、压焊接后相对收缩部分
,
而得到应力平衡
;
④加热焊接后相对松凸
部分
,
达到与焊接处同样收缩的目的
;
⑤必要时对构件进行整体热处理。另外
,
焊接点选择、
焊缝走向、焊接次序、点焊定位对焊后变形现象都有一定的影响
,
如处理得当可减少变形
,
但这要视具体情况而定。


2
．紧固件连接
:
它的优点是适于工件预镀
,
易变化调节
,
易美化处理
,
零部件可标准化设
计
,
并可预生产库存
,
构架外形尺寸误差小。
缺点是不如焊接坚固
,
要求零部件的精度高
,
加工
成本相对上升。紧固件一般都为标准件
,
其种类主要有常规的螺钉、螺母和铆钉、拉铆钉
,
以及预紧而可微调的卡箍螺母和预紧的拉固螺母
,
还有自攻螺钉等。也有专用紧固螺钉(如
国外引进的低压柜大多用专用紧固螺钉)

。



工艺特点
:
以夹具定形
,
工装定位
,
并视需要配以压力垫圈
;
铆接一般要配钻
,
且预镀件要
防止镀层被破坏
;
对于用精密的加工中心或专用设备加工的构件
,
如各连接孔径与紧固件直
径能保持微量间隙时
,
则可以不用夹具进行装合
,
一次成形
;
对导向及定位件的紧固
,
应以专
用量具先定位再以标准工装检测。


3
．焊接与紧固混合连接
:
它可以集中上面两种方法的优点
,
一般在柜体的连接处采用电
焊
,
可变或可调部分则以紧固件连接。较大柜体因焊接后镀覆有困难
,
表面多以涂漆处理
,
户
外柜体如以预镀材料为构件而又必须焊接时
,
则焊接部分可用热喷镀金属来处理。



(三)从构件取材分


1
．型材：型材有角钢槽钢也有特型钢管、特型槽钢。角钢槽钢的构件多以焊接形式连
接
,
加工中对连接端必须吻合而少间隙
,
否则将影响焊缝而增大变形量
;
对特型钢管构件的连
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．制造抽屉式低压柜的工艺特点是：
　　(1)固定和可移两部分要有统一的参考基准;
　　(2)相关部分必须调整到最佳位置,调整时应用专用的标准工装,包括标准柜体和标准抽屉;
　　(3)关键尺寸的误差不能超差;
　　(4)相同类型和规格的抽屉互换性要可靠。

、、柜体结构和工艺特点
　　对于柜体结构及其工艺大致可以从:结构形式、连接方式、构件取材等方面加以区分。
　　(一)从结构形式上分
　　1．固定式:能满足各电器元件可靠地固定于柜体中确定的位置。柜体外形一般为立方体,如屏式、箱式等,也有棱台体如台式等。这种柜有单列,也有排列。
　　为了保证柜体形位尺寸,往往采取各构件分步组合方式,一般是先组成两片或左右两侧,然后再组成柜体,或先满足外形要求,再顺次连接柜体内各支件。组成柜体各棱边的零件长度必须正确(公差取负值) ,才能保证各方面几何尺寸,从而保证整体外形要求。对于柜体两侧面,因考虑排列需要,中间不能有隆起现象。另外从安装角度考虑,底面不能有下陷现象。在排列安装中,地基平整是先决条件,但平整度和柜体本身都有一定误差,在排列中要尽量抵消横向差值,而不要造成差值积累,因为差值积累将造成柜体变形,影响母线联结及产生组件安装异位、应力集中,甚至影响电器寿命。故在排列时宜用地基最高点为安装参考点,然后逐步垫正扩排,在底面平整度较理想并可预测条件下,也可采取由中间向两侧扩排方式,使积累差值均布。为了易于调整,抵消公差积累,柜体宽度公差都取负值。柜体的各个构件结合体完成以后,视需要还应进行整形,以满足各部分形位尺寸要求。对定型或批量较大的柜体制造时应充分考虑用工装夹具,以保证结构的正确统一,夹具的基准面以取底面为妥,夹具中的各定位块布置以工作取出方便为准,对于柜体的外门等因易受运输和安装等影响,一般在安装时进行统一调整。
　　2．抽出式:抽出式是由固定的柜体和装有开关等主要电器元件的可移装置部分组成,可移部分移换时要轻便,移入后定位要可靠,并且相同类型和规格的抽屉能可靠互换,抽出式中的柜体部分加工方法基本和固定式中柜体相似。但由于互换要求,柜体的精度必须提高,结构的相关部分要有足够的调整量,至于可移装置部分,要既能移换,又要可靠地承装主要元件,所以要有较高的机械强度和较高的精度,其相关部分还要有足够的调整量。
　　3．制造抽屉式低压柜的工艺特点是：
　　(1)固定和可移两部分要有统一的参考基准;
　　(2)相关部分必须调整到最佳位置,调整时应用专用的标准工装,包括标准柜体和标准抽屉;
　　(3)关键尺寸的误差不能超差;
　　(4)相同类型和规格的抽屉互换性要可靠。
　　(二)从连接方式上分
　　1．焊接式:它的优点是加工方便、坚固可靠;缺点是误差大、易变形、难调整、欠美观,而且工件一般不能预镀。另外,对焊接夹具有一定的要求: ①刚性好、不会受工件变形影响; ②外形尺寸略大于工件名义尺寸,可抵消焊后收缩影响; ③平整、简易、方便操作,尽量减少可转动机构,避免卡损; ④为防止焊蚀和易于检修调整,要选择好工件支持,支持还要加置防焊蚀垫件。
　　工件焊后变形现象是焊接时由于焊接处受热分子膨胀,挤压产生微观位移,冷却后不能复位而产生的应力所致。为了克服变形影响,必须考虑整形工艺。整形的方法一般有: ①通过试验预测工件变形范围,在焊接前强迫工件向反方向变形,以期焊后达到预定尺寸;②焊后用过正方法矫正; ③击、压焊接后相对收缩部分,而得到应力平衡; ④加热焊接后相对松凸部分,达到与焊接处同样收缩的目的; ⑤必要时对构件进行整体热处理。另外,焊接点选择、焊缝走向、焊接次序、点焊定位对焊后变形现象都有一定的影响,如处理得当可减少变形,但这要视具体情况而定。
　　2．紧固件连接:它的优点是适于工件预镀,易变化调节,易美化处理,零部件可标准化设计,并可预生产库存,构架外形尺寸误差小。缺点是不如焊接坚固,要求零部件的精度高,加工成本相对上升。紧固件一般都为标准件,其种类主要有常规的螺钉、螺母和铆钉、拉铆钉,以及预紧而可微调的卡箍螺母和预紧的拉固螺母,还有自攻螺钉等。也有专用紧固螺钉(如国外引进的低压柜大多用专用紧固螺钉) 。
　　工艺特点:以夹具定形,工装定位,并视需要配以压力垫圈;铆接一般要配钻,且预镀件要防止镀层被破坏;对于用精密的加工中心或专用设备加工的构件,如各连接孔径与紧固件直径能保持微量间隙时,则可以不用夹具进行装合,一次成形;对导向及定位件的紧固,应以专用量具先定位再以标准工装检测。
　　3．焊接与紧固混合连接:它可以集中上面两种方法的优点,一般在柜体的连接处采用电焊,可变或可调部分则以紧固件连接。较大柜体因焊接后镀覆有困难,表面多以涂漆处理,户外柜体如以预镀材料为构件而又必须焊接时,则焊接部分可用热喷镀金属来处理。
　　(三)从构件取材分
　　1．型材：型材有角钢槽钢也有特型钢管、特型槽钢。角钢槽钢的构件多以焊接形式连接,加工中对连接端必须吻合而少间隙,否则将影响焊缝而增大变形量;对特型钢管构件的连接则既可采用焊接形式,也可以紧固件连接,一般在连接部分要配以专用联接件,联接件必须坚固正确,否则将影响柜体外形。选用统一的特型钢管在统一面上布以统一间距(模数) 的孔,配以统一通用的联结件,按统一模数组合成柜体,便于柜体设计,便于备制构件和生产准备,但加工孔量多而用的少,而且空间利用受一定限制。
　　这种柜体的制造工艺特点是:要保证构件和联结件的通用性及其精度。柜的基本结构往往由封板得以加强。这种柜的构件除特型钢管外还以钢板制成的C形槽钢或带筋矩形管来代替,C 形槽钢宜于镀覆,带筋矩形管因酸洗后酸液难除,镀覆后易翻锈,要酌情选用。
　　2．板材构件(不指上述C 形槽钢及带筋矩形管)则完全可以按需要定形,无预设成型条件限制。这类结构设计工作量大,定型后变异少,结构主要处多用焊接,变异处或需调处多以紧固件连接(如低压控制箱和控制台等) 。
　　由于板材结构多用焊接、一次成形,需克服板面因焊接而收缩或相对隆起的影响,故焊接点要间距均匀,焊缝要平整,焊后要整形,棱边要直,两侧中间部分不得凸出于前后棱边,若中间有隔板时,应在处理好两侧后再焊。
　　台式控制柜最宜板材作构件,当多台排列时,台面应在整体排列后再统一调整定位。
　　三、结束语
　　从以上分析可知,柜体结构的各种选择,既要按开关设备的功能需要来决定,又要以工艺条件作取舍,而工艺水平的高低直接影响到柜体的结构设计和材料选择。故障线路，还会因MCB的分断能力过小而引起MCB的爆炸，危及人身和其它电气设备线路的安全运行。
　　低压配电线路的短路电流与该供电线路的导线截面、导线敷设方式、短路点与电源距离长短、配电变压器的容量大小、阻抗百分比等电气参数有关。一般工业与民用建筑配电变压器低压侧电压多为0．23／O．4LV，变压器容量大多为1600kVA及以下，低压侧线路的短路电流随配电容量增大而增大。对于不同容量的配变，低压馈线端短路电流是不同的。一般来说，对于民用住宅、小型商场及公共建筑，由于由当地供电部门的低压电网供电，供电线路的电缆或架空导线截面较细，用电设备距供电电源距离较远，选用4．5kA及以上分断能力的MCB即可。对于有专供或有10kV变配电站的用户，往往因供电线路的电缆萍面较粗，供电距离较短，应选用6kA及以上额定分断能力的MCB。而对于如变配电站(站内使用的照明、动力电源直接取自于低压总母排)以及大容量车间变配电站(供车间用电设备)等供电距离较短的类似场合，则必须选用10kA及以上分断能力的MCB，具体设计时还必须进行校验。此外，特别要注意的三点是：
　　1．随着现代建筑物中配变容量的增大；大容量母线槽的使用以及用电设备与电源间的距离在缩短等各种因素，使供电线路末端的短路电流也在不断地增大，特别是一些高档的写字楼、办公楼、宾馆及大型商场等公共建筑，这类场合使用的MCB，在设计时应加以注意。
　　2．MCB有两个产品标准：一个是IEC898《家用装置及类似装置用断路器》(GBl0963—1999)；另一个是IEC947—2《低压开关设备及控制设备低压断路器》。!EC898是针对由非电气专业和无经验人员使用的标准，而IEC947—2是针对由电气专业人员操作使用的产品标准。两个标准对MCB的额定分断能力指标是不同的，对设计人员来说，一定要看具体使用场合和对象来选用MCB。若按IEC947—2的额定分断能力来选用MCB，应安装在供专业人员操作的箱柜中，并由专业人员操作，如各楼层、厂房内的照明总配电箱；若按IEC898来选用MCB，可供安装在非专业人员使用的操作电箱中，如大会议厅、厂房内的照明开关箱中，这些使用对象都是一般的工作人员。因此在选用 MCB时一定要注意加以区别，不能混淆。
　　3．一般来说，MCB的额定分断能力是在上端子进线、下端子出线状态下测得的。在工程中若遇到特殊情况下要求下端子进线、上端子出线，由于开断故障电流时灭弧的原因，MCB必须降容使用，即额定分断能力必须按制造厂商提供的有关降容系数来换算。现在有些厂商制造的MCB，上下端子均可进线及自由安装，分断能力不受影响，但笔者认为，在非万不得已的情况下，宜以上进下出为妥。MCB的保护特性根据 IEC898，MCB分为人、B、C、D四种特性供用户选用：A．特性一般用于需要快速、无延时脱扣的使用场合，亦即用于较低的峰值电流值(通常是额定电流／n的2—3倍)，以限制允许通过短路电流值和总的分断时间，利用该特性可使MCB替代熔断器作为电子元器件的过流保护及互感测量回路的保护；B特性一般用于需要较快速度脱扣且峰值电流不是很大的使用场合；与A特性相比较，B特性允许通过的峰值电流＜3In一般用于白炽灯、电加热器等电阻性负载及住宅线路的保护；C特性一般适用于大部分的电气回路，它允许负载通过较高的短时峰值电流而MCB不动作，C特性允许通过的峰值电流＜5In一般用于荧光灯、高压气体放电灯、动力配电系统的线路保护；D特性一般适用于很高的峰值电流(