低壓電氣設(shè)備主要是低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，在工業(yè)現(xiàn)場大量使用。低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備可以理解為是安放低壓電器的容器，因此低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，在使用方面的要求有時比低壓開關(guān)電器自身的要求更高。

每當(dāng)有一個新工程需要建設(shè)時，工程技術(shù)人員和采購人員都為待采購的低壓開關(guān)設(shè)備是否能滿足現(xiàn)場條件和要求而憂心忡忡，他們總覺得需要考慮的問題太多。


第一個相關(guān)問題：環(huán)境條件
環(huán)境條件指的是開關(guān)設(shè)備安裝地點的年平均溫度和平均濕度，還有海拔高度，污染程度等等。

年平均溫度會影響到開關(guān)電器的使用溫升，平均濕度和污染程度會影響到開關(guān)電器絕緣材料的絕緣能力。圖1所示為ABB的Emax框架斷路器按環(huán)境平均溫度值變化的降容值。


圖1 Emax斷路器在不同溫度下額定不間斷電流的變?nèi)萸闆r

圖1中，左邊是環(huán)境溫度，中間是降容值。例如E6-6300斷路器，從55℃開始降容，降容值從96%一直到92%。

海拔則會影響到開關(guān)電器的滅弧能力，以及開關(guān)電器的溫升。因此，當(dāng)海拔超過2000m后，開關(guān)電器和低壓開關(guān)設(shè)備需要降容，如圖2所示。


圖2 Emax開關(guān)在不同海拔條件下的降容情況

第二個相關(guān)問題：防護等級
防護等級的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 60529《外殼的防護等級（IP代碼）》。圖3是簡單描述。

我們看到，IP00是無防護的，而IP20表示能防止手指插入殼體內(nèi)，但不防水；當(dāng)防護等級為IP54時，用電設(shè)備不但能防塵，還能防止噴濺的水侵入用電設(shè)備。我們看到，IP00是無防護的，而IP20表示能防止手指插入殼體內(nèi)，但不防水；當(dāng)防護等級為IP54時，用電設(shè)備不但能防塵，還能防止噴濺的水侵入用電設(shè)備。

防護等級要合適，不建議采用過高的防護等級。過高的防護等級會造成開關(guān)電器和開關(guān)設(shè)備的運行溫度不容易散發(fā)，因此當(dāng)防護等級高到一定程度后，開關(guān)電器和開關(guān)設(shè)備需要降容。


圖3 防護等級

第三個相關(guān)問題：系統(tǒng)短路參數(shù)和低壓電器的動熱穩(wěn)定性
短路電流對低壓電器的影響很大，具體可參照GB 14048.1-2012《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第1部分：總則》和GB 7251.1-2013《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第1部分：總則》。

第四個問題：共振和振動
工作環(huán)境中的振動會引起共振，這對于某些用電設(shè)備來說會有很大的影響。這種影響屬于用電設(shè)備的動穩(wěn)定性之一。動穩(wěn)定性包括四方面的內(nèi)容，即共振影響、短路電流電動力的沖擊、地震影響，還有電器觸頭霍姆力等。

因此，對用電設(shè)備來說，現(xiàn)場振動條件是必須要仔細考慮的要素之一。

第五個問題：諧波影響
我們知道，可調(diào)光的照明燈具會引發(fā)三次諧波，用電設(shè)備會因此而嚴(yán)重發(fā)熱。影視中心的調(diào)光設(shè)備特別多，所以影視中心是三次諧波的重災(zāi)區(qū)。

我們還知道，用晶閘管調(diào)壓會帶來大量的諧波，特別是調(diào)功器甚至?xí)矸謹?shù)次諧波。因此，凡是具有大量電熱設(shè)備的企業(yè)，例如硬質(zhì)合金制造企業(yè)、玻璃纖維制造企業(yè)等等，都需要做好濾除諧波的工作。

還有，五次諧波會引起電機發(fā)熱。企業(yè)中電動機多，電動機也會因此而大面積損壞。可見，抑制諧波與用電設(shè)備穩(wěn)定工作有很大的關(guān)系。

對于電網(wǎng)來說，諧波日益成為主要污染源之一。如何消除三次和五次諧波，是企事業(yè)單位共同面對的重大問題。一般采取諧波抑制器，還有用帶電抗器的無功功率補償器來消除諧波。

在諧波抑制方面，同樣也有大量的理論知識和國家國際標(biāo)準(zhǔn)，以及各種規(guī)范。事實上，在供配電的出版物和論文中，諧波的分析和討論向來都占有很大的比例。

第六個問題：EMC-用電設(shè)備的電磁騷擾
所謂EMC，就是用電設(shè)備的電磁騷擾。用電設(shè)備當(dāng)然不希望受到強烈的電磁騷擾，同時，也不希望自己輸出電磁騷擾去干擾其他設(shè)備。這里又出現(xiàn)大量的相關(guān)知識點，以及相關(guān)的國際和國家標(biāo)準(zhǔn)。

第七個問題：電壓凹陷引起的用電設(shè)備工作失穩(wěn)
大功率用電電器的起動會造成電壓跌落，專業(yè)術(shù)語叫做電壓凹陷。電壓凹陷后，會引起其他用電設(shè)備的轉(zhuǎn)速下降，而電壓恢復(fù)后又會造成負載轉(zhuǎn)矩沖擊，所以，電壓凹陷問題在電動機特別多的生產(chǎn)企業(yè)，顯得特別重要、需要在設(shè)計之初就仔細斟酌考慮。

第八個問題：智能化帶來的影響
智能化，當(dāng)然就是利用各種智能裝置、PLC和計算機構(gòu)建數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)智能化監(jiān)視和控制。

對于智能化系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性極為重要。如果傳輸不穩(wěn)定，那么是否需要配套冗余通信和控制？是否全部采用光纖布線？這些都值得仔細考慮。

第九個問題：低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的安裝問題
低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的安裝問題，可以說是低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備最讓人頭痛的問題了。

安裝問題包括幾類：
①配電室的選址
選址問題可參照本單位的實際使用情況和安裝環(huán)境條件，以及電業(yè)公司的建議方案，還必須滿足國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。因此，配電室的選址需要綜合的解決方案，必須全盤考慮。

②低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的就位，安裝
低壓開關(guān)設(shè)備的就位涉及配電室的位置，配電室的電梯空間，還有配電室大門的寬度等。
此外，需要考慮低壓開關(guān)設(shè)備的深度是否滿足電纜溝寬度要求，開關(guān)設(shè)備柜項母線槽是否滿足安裝要求等。
開關(guān)設(shè)備的底部出線和頂部出線是有要求的，這在設(shè)計之初就必須考慮好。

③不同電氣設(shè)備制造商之間的協(xié)調(diào)配合
由于不同的電氣設(shè)備制造商一般只負責(zé)自己產(chǎn)品的安裝，也不希望其他電氣設(shè)備制造商把電線、電纜或者母線連接到自家制造和安裝的電氣設(shè)備中來。因此，這里往往會出現(xiàn)扯皮的現(xiàn)象，或者出現(xiàn)三不管的真空地帶。此時往往需要甲方協(xié)調(diào)。
例如干式變壓器需要將母線槽安裝到低壓開關(guān)柜的進線回路中，于是這兩家制造商必然會出現(xiàn)安裝矛盾，此時就需要甲方協(xié)調(diào)。

④控制方式的整改和聯(lián)調(diào)
控制方式關(guān)系到日后開關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定運行，是非常重要的安裝步驟。由于控制方式的調(diào)試牽涉到生產(chǎn)商、甲方訂貨人員和甲方使用人員，同時還要滿足配電要求和生產(chǎn)工藝要求，所以這里也需要有大量的配合和協(xié)調(diào)工作。
若調(diào)試工作涉及儀表、PLC程序控制和信息交換技術(shù)時，更需要相關(guān)單位的工程人員們鼎力配合才行。

⑤技術(shù)資料的匯總整理和存檔
安裝調(diào)試完成后，技術(shù)資料的匯總、整理和歸檔極為重要。此事關(guān)系到日后的保養(yǎng)和維修，以及將來更新時的技術(shù)參考。因此，歸檔工作必須認真細致地完成。
作者：張白帆