国网标准化低压开关柜设计方案浅析

国网标准化低压开关柜设计方案浅析

摘要：本文介绍了国网标准化低压开关柜标准化后的总体概况，主要介绍低压

开关柜结构及各种方案的标准化设计，打破了原有低压柜多种柜型分类，统一电

气接口及结构设计，精简柜型，统一方案，对标准化低压开关柜的一些浅谈。

关键词：低压开关柜；安全可靠，结构统一；通用互换，模块化；接口规范；

一、引言

随着未来科技的发展，能源技术与自动化和软件技术相融合，需要高可靠、

高性能的开关柜。低压开关柜作为配电网的重要组成部分，由于市场上低压柜柜

型种类繁多，比如MNS、GCS、GCK、GGD以及近些年来出现的手摇机构二代柜等，概括起来框架主要由C型材和8MF型材组装而成的低压开关柜，并且每个柜体厂家做外观及结构形式的各有特点，在工程应用中扩建或者改造并柜有一定的

难度。给予各种原因，国家电网开始推广低压开关柜标准化，通过标准化的设计，不仅可以提高低压配电柜的整体质量，还能提高用户满意度。

二、低压开关柜标准化的总体思路及原则

在系统地分析低压开关柜产品的结构和设计特点基础上，广泛搜集了中国电

科院、国网经研院、26家省公司的意见，深入调研国内外30余家知名企业在产

品设计过程中反映出的实际问题，提出了低压开关柜标准化设计应按照安全可靠、坚固耐用、标准统一、通用互换、合理分级、广泛适用的指导思想，应兼顾制造

厂水平与用户体验满意度两方面，通过改进与调整整体提高低压开关柜的标准化

程度。根据设备需求程度的不同，主要进行低压开关柜壳体、一次接口、二次接口、主要元器件的标准化设计。

编制原则：1.精简分类、统一标准，打破原有柜型分类，统一结构，实现柜

体并柜统一；2.先进引领、差异兼顾，主要部件、柜体形式布局采用进几年广泛

且能够代表未来发展方向的的方案。同时来考虑到去差异化配置，将小型化柜型、SVG补偿、通讯接口作为可选方案供使用者选择；3.适当超前、一步到位，针对

开关柜额定电流序列、防护等级、无功功率补偿装置、应急电源接口、核相装置、馈线负荷监测进行了适度超前设计、以适应配电网未来的升级改造需求，达到设

备投运后一步到位的目标，避免频繁升级改造；4.简化运维、提升效率，针对开

关柜的结构布局，尺寸设计、绝缘防护以及柜门铰链的安装方式细节方面进行了

统一和优化设计，方便运维人员巡视、操作、减少周期性运维项目，进一步提升

工作效率。

三、低压开关柜标准化设计方案

1.典型结构方案

本次标注准化打破原先一次方案固定柜、固定分隔柜、抽出式开关柜确定的

传统思维，取消固定柜方案，将方案按功能归类为四种，适用于所有柜型，本次

设计低压开关柜的典型结构方案共计4大类8小类。其中4大类为进线柜、母联柜、馈线柜、无功补偿柜。8小类为进线、母联柜各1类；馈线柜4类；无功补

偿柜2类。

2.一次方案及土建接口

2.1柜体主框架及门板板材

尺寸允许偏差满足GB/T 708《冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》的B级精度要求。对人体可能触及到金属结构零部件的金属断面做去毛刺工

艺处理。

表2-1柜体主框架及门板板材规格

骨架型材原则上选用“C”型材结构，也可选用可与“C” 型材深度尺寸50mm安

装面贴合并可实现与“C”拼柜的型材。在满足IK防撞等级10的条件下门板板材厚

度可降低至1.2mm（门板可采用四边折弯成型加强筋结构或其他工艺）。

2.2开关柜外形尺寸

开关柜高度统一为2200mm，含眉头，眉头高度与框架柜顶平齐。柜深统一

为800mm，不含前后门。不同结构方案开关柜的宽度尺寸按照方案给出的尺寸，一般为800或1000mm宽。使用单位可根据站房土建设计要求，结合断路器选型、内部结构特殊要求等情况统一调整开关柜宽度尺寸，但深度、高度及拼柜要求不变。

2.3开关柜拼柜尺寸

为方便现场拼柜，保证开关柜主母线、零线、PE线位置的统一，对母线安装

根据主系统的电流大小及母排的规格做出具体的高度、深度位置具体尺寸要求。

2.4土建接口及安装位置尺寸

开关柜基础施工时，应预埋基础槽钢，槽钢规格为10#，基础槽钢与变电站

地网可靠接地连接。开关柜的底部框架应放置在基础槽钢上，可用M12的地脚螺丝将其与基础槽钢相连。土建接口及安装位置尺寸见下图

2.5防护等级

开关柜防护等级IP40，通风口IP30D，柜顶部IP30。对于防滴水有特殊要求

的地区，可加强柜顶防滴水功能设计。

2.6主母线额定电流对应母排规格及额定短时耐受电流

依据国网物料清单描述，常规的主母线而额电流划分为2500、2000、1600、1250、800A，本次标准化电流规格精简为1250、2000、2500A三档，对应主母线

额定短时耐受电流为三种：30、50、65kA/1s。额定电流对应母排规格及额定短时耐受电流关系如表2-6所示。

表2-1额定电流对应母排规格及短时耐受电流关系

取消1600A主母排规格，若实际需要可以2000A主母排规格替代。取消800A 主母线规格，若实际需要可以1250A主母排规格替代。多回路馈线柜的总负荷应

严格控制在垂直母线额定电流之内。进线柜、母联柜柜内分支排与主母排规格保

持一致，要求断路器厂家桩头规格符合本项要求。铜排材质要求为T2，型号为TMY，其尺寸、公差等要求应符合《GB/T5585.1 电工用铜、铝及其合金母线第1

部分：铜和铜合金母线》。

四、结束语

综上所述通过国网把低压开关柜标准化设计，把目前市场上的各种低压柜设

计方案从柜体结构设计到电气元件的具体安装位置进行统一，各种电流大小的抽

屉模块化、通用互换化在今后的工程项目应用中起到很好的指导作用，不管是哪

个企业生产的柜体在扩建或改造工程都能无缝对接并柜。在此，只是对国网标准

化低压开关柜设计上一些理解与大家共同分享，希望同行们提出宝贵意见。

参考文献：

[1]GB7251.1《低压成套开关设备》第七章：设计和结构要求

[2]GB/T20641-2006《低压成套开关设备和控制设备空壳体的一般要求》

[3]《国网标准化低压柜设计定制方案》