国内低压配电柜的现状及发展

梅国斌

盛隆电气集团有限公司 湖北武汉 430070

摘要：在我国，低压配电柜技术随着经济和技术的发展，发生了翻天覆地的变化。最初进口，再到引进技术，通过一代代电力人卓绝的努力，到如今低压配电柜技术有些方面已经可以比肩国外品牌。在本文中通过回看国内低压配电柜的过去、以及对现状的探究，笔者也试着提出了一些对未来产品的展望。

关键词：低压配电柜；固定式；抽屉式；操作机构；智能型

低压配电柜，学名低压成套开关设备和控制设备；它是指电压等级在1200V以下的成套电气装置。它是由一个或多个低压开关器件和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，以及所有内部的电气及机械的连接及结构部件构成的组合体。低压配电柜广泛应用于包含如电力、房地产、机械工业、电信、油气、矿业等各个配电场所，由于不同场所和用户需求不同使得配电柜种类繁多。

随着经济的长足发展，技术的不断进步，低压元器件的从早期性能低下，体积较大逐渐转变为高性能、体积小、智能化；对应中国低压配电柜也发生的一系列的演变。

1、低压配电柜发展的第一阶段：依靠从外国进口配电柜。

我国在配电技术方面起步较晚，最初变压器国内相关生产企业均不具备足够的生产研发能力，电器元件大多也无法自行生产，配电柜及变压器的需求更多依靠于国外进口。我国于20世纪50年代首次引进配电柜，元器件也大量引进技术。初期国内配电柜采用纯粹进口；或是直接元器件将固定安装形式，并没有成型的配电柜品类。

2. 低压配电柜发展的第二阶段：固定式配电柜。

改革开放以后，中国引进市场经济体制，大大激发了企业的创新和发展的激情，随着引进技术的增加，同时对以往技术的吸收和再创造，变压器及元器件生产进入了新的历史阶段。

PGL作为国内较早的自行可以生产的一种低压配电柜体，为早期国内配电柜发展作出了贡献。但由于其柜架组成需要大量焊接，且安装配孔不便，没有太多标准化的方案，随着元器件技术的发展，到后期该柜型显得越来越不适应于时代。

进入20世纪90年代，国内已广泛学习了电子绘图技术，采用CAD技术进行配电柜的设计及生产均已具备条件。同时，含有模数孔位的型材来制作配电柜体骨架这一方法也渐渐突显优势。

在一九九一年能源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为宗旨，下达由能源部低压成套开关设备联合设计研制组（简称NLS）研发GGD 系列低压交流固定式开关柜这一技术进步开发项目。GGD柜型成功完成设计和研制，于一九九二年十月通过了由能源部主持的部级鉴定。

GGD柜的主GGD柜的主电路设计了129个方案，共298个规格。主电路方案征求了广大设计、使用部门的意见选编的，方便各个不同场所情形选用。GGD采用通用柜地形式，构架用8MF冷弯型钢局焊接组装而成，构架零件及专用配套零件由型钢定点生产厂配套供货。通用柜的零部件按模块原理设计，并由20模的安装孔，通用系数高，可以工厂预生产。这样既缩短了生产制造周期，也提高了工作效率。

随着GGD柜的大量推广应用，极大促进了低压配电柜行业的发展，在当时出现数家专业生产配电柜壳体的厂家。由于专业的分工制造，使得人们对配电柜结构方面有了更多的关注和思考。如何更方便安全地使用配电柜分配电能？配电柜如何设计更简易操作、便于维护？

2. 低压配电柜发展的第三阶段：间隔式及抽屉式开关柜。

在当时我国电力系统快速发展的需求下，GGD迅速推广使用，元器件技术性能大大提升。一系列引进的新技术促进了国产配电柜技术的研究与发展；GCK系列低压抽屉式配电柜应运而生。

在90年代初期，由天津电气传动研究所研制的GCK配电柜产品开启了国内低压配电抽屉柜的自产之路。

GCK是组装式的抽屉柜类型，采用FA28型钢组装而成，结构灵活，组装效率高；适用于交流50-60Hz，额定工作电压为660V及以下，额定电流为4000A及以下的发、供电系统中配电、电动机集中控制，无功补偿。由于GCK在当时拥有电气性能高于同类产品，外型美观，防护等级高，安全可靠，维护方便等特点，被国家列为两网改造推荐产品。

GCK柜出现了抽屉柜形式，每个用电单元可以用单独的抽屉分隔。GCK抽屉柜采用拨把杠杆省力操作机构，抽屉柜的门板与内部抽屉是分开的两部分结构。当抽屉单元在打开抽屉门后，可以从抽屉柜本体中抽离，极大地方便了检修和用电单元的更换工作，提前了效率和配电可靠性。

90年代中期，为了更好引导和促进电力发展，电力部和机械部委托森源电气公司组织行业力量联合设计开发新产品GCS。于1996年7月通过了两部联合组的鉴定，1997年1月两部联合发文对GCS型开关柜推广应用。

GCS型开关柜由进线柜，配电柜（PC柜）和电动机控制柜（MCC柜）三种基本柜型组成，主断路器最大额定电流为4000A，主断路器和母排的短路强度最大可达到80/170KA,MCC柜最多可配置22个功能单元。GCS型开关柜吸收了国外低压开关柜先进的设计思想，采用独特的CJG推进机构，实现抽屉的推进与开关分合闸为一体；同时，GCS柜使用后置母排和各功能区域绝缘间隔。电器元件、专用配套件和结构件立足于国内生产制造的产品，性价比高；且极大推动了配电柜行业的发展。GCS在后续两部联合持续推使用中，迅速被广大用户接受，成为了我国低压配电柜的主流产品。

GCS，GCK柜在市场上广泛应用的同时，国外瑞士ABB集团的MNS低压抽出式成套开关柜在引进多年后，国内很多开关柜厂也进行仿制生产，逐渐形成一种低压开关的标准，MNS柜型。

MNS柜采用25MM模数孔的C型钢拼装而成，抽屉柜采用了与MNS独有的大联锁操作机构，在抽屉推入到合闸位置时，先采用大联锁机构进行锁定抽屉的位置，再采用开关合闸机构进行分合闸，两种机构分开，避免可能了出现的误操作。MNS操作结构与GCS机构的不同，也吸引了客户的注意力和关注。

进入21世纪后,随着中国加入世贸组织，为兑现加入世界贸易组织的承诺，于2001年12月3日开始了强制性产品认证制度；从2002年5月1日起，国家认监委开始受理第一批列入强制性产品目录的19大类132种产品的认证申请。低压成套开关设备即低压配电柜便成为了第一批第三大类（低压电器类）里面的一种产品。GCK，GCS，MNS这三种柜型在3C认证的推动下，在国内通过不断的改良和演变，逐渐成为了最广泛应用和最基础的三大类低压配电柜产品。

当然，期间市场中也出现其他不同结构形式配电柜，如：引进LK-NES技术的多米诺组合式开关柜等。多米诺开关柜采用模数组合设计的方式，采用抽屉形式利用水平及垂直母线来分配不同使用单元的电能。还有采用插入式开关技术的一些固定间隔配电柜型等等。

2. 低压配电柜发展的第四阶段：智能型或多功能配电开关柜。

加入WTO后，中国对接国外先进技术，带来了开关元器件飞速进步和发展，材料学的突破、空气流体学等各类学术的进步，使得国内各类框架式断路器、塑壳断路器、交流接触器、热继电器等等，都实现了小型化，低能耗，同时设计也均考虑到了额定工作电压和减少了飞弧距离的问题。元器件的标准化、模块化、智能化、多样化发展趋势越来越明显。新型低压二代抽屉柜质量也越来越与外国品牌比肩，国内有一些厂商开发的产品甚至在某些技术参数等方面超过外国品牌配电柜。

由于国外配电柜技术比中国发展早，在现阶段各类国外柜型在市场中还是占有着显著的位置，瑞士ABB公司的授权柜MDmax柜、原厂柜MNS 3.0 ; 法国施耐德的Blockset柜、原厂柜Okken柜;德国西门子的8PT柜、原厂柜S8柜；美国罗克韦尔CENTERLINE原厂柜等等。这些国外产品一方面不断开发更新技术，一方面不断将产品中国化，使得他们也得到了广泛的认可和应用。

随着网络和智能化技术的成熟和扩展，配电柜结构技术的改进和创新，国内外厂商配电柜都开始发力于新产品。在现场总线技术发展的前提下，低压配电成套装置也向新的方向发展，并逐渐体现出紧凑化、智能化、可通信、高防护、高可靠性、模块化、环保等新技术特征。低压智能配电柜相关技术的研发已经成为了未来科技的流行趋势。

因崇尚个性化以及新一代技术创新多，新的智能配电柜出现了多元化的发展，但是综合起来都有如下特点：趋向于易操作、可靠性高；模块化、易维护；应用总线技术实现网络化、智能化；外观美观、现代；突显人机交互技术，采用手机APP管理；智慧能耗管理等等。

2. 低压配电柜发展的展望：结语。

随着全球一体化的加强，市场竞争日益加强，国内技术不断突破，中国配电行业在创新和发展的路上越走越远。

把握时代发展的契机，利用优势技术如：5G，网络大数据，大基建等，中国低压配电柜必将最终走出一条独特而强大之路：智慧、物联、人文，物美价廉，坚实耐用让世人惊叹。

参考文献

[1]天津电气传动设 计研究所有限公司， 等. GB7251. 1 - 2013 / IEC 61439 - 1： 2011 低压成套开关设备和控制设备 第 1 部分： 总则［S］. 北京： 中国标准出版社， 2013.

[2]王峰，夏雪. 浅谈低压配电柜的技术创新与发展[J]. 装备应用与研究,2011.

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