低压配电柜技术创新及发展

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2024年4月24日发(作者：)

低压配电柜技术创新及发展

摘要: 高新技术的发展强有力地带动了低压配电柜技术的发展，随着现场总

线的广泛应用，低压配电柜越来越向着技术化、智能化和集约化的方向发展，现

对低压配电柜进行了分析，阐述了低压配电柜行业的特点，并对低压配电柜的技

术创新和发展趋势作了探讨和分析。

关键词：低压配电柜 技术创新 现场总线

经济的不断发展和技术的不断进步，给为分配与控制电能使用的低压配电柜

的发展提供了契机，我国涌现出的大量的现代化企业，这些企业引进了发达国家

的先进设备，由于自动化水平高，经常要持续生产、连续作业，所以对供电要求

非常高，这就意味着低压配电柜的技术必须相应提高。在现场总线技术发展的前

提下，低压配电、控制系统与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。

一、低压配电柜的发展历程

我国低压电器历经50年的发展，迄今已形成了比较完善的体系。从20世纪

六七十年代的第一代产品， 到20世纪七八十年代的第二代产品，再到20世 纪

90年代的第三代产品，21世纪初又推出 了第四代产品，目前低压配电柜已从最

早的性能指标低、容量小、体积大、功能单一、规格品种少， 发展为具备高性

能、小体积、 电子化、智能化、模块化、多功能等特性的产品。我国在20世纪

80年代开始引进低压开关柜，90年代引进低压成套设备，通过与国外公司的合

资不断地将国外的先进技术和设备引入到国内。从国外引进的低压成套开关设备

总体来说有着如下的特点:这些设备在柜体的设计、设备的故障电弧防护能力、

加工工艺、开关设备的智能化方面有着领先的水平，在技术上有着很大的突破，

国外各大企业一直致力于在低压供电系统实现集中监控的基础上，积极开展智能

化的低压开关和智能化的低压成套开关设备的研究。

在设计方面，各大厂家已经采取了CAD软件进行三维设计，同时将设计、数

据库、计算分析和加工等有机地结合起来，很大程度上提高了产品的设计速度和

可靠性，并且降低了相关技术人员的劳动强度。

在设备的抗故障能力方面，成套开关的设备故障一直是技术上的瓶颈，国外

大企业始终在致力于该技术的研发。

在设备的发展方面，限制故障电弧的持续时间可以有效减小电弧的损害。一

般来说，由于故障电弧电流值小于主开关的瞬间整定值，在此状况下，常规的保

护难以迅速地将电弧电流断开，所以，一些研究机构开始向快速断开电流技术方

向展开，比如，ABB公司MNS低压配电柜采用的绝缘材料和触头灭弧系统可以实

现最大限度地防止故障电弧的发生，不但符合IEC标准，而且还通过了权威试验

机构的故障电弧试验。配电设备一旦发生了故障电弧，就可以实现在短时间内切

断电流，还不会影响到相邻的抽屉单元。标准的抽屉单元具有互换性，只要将故

障抽屉更换，就不会影响整个系统的正常运行。

在加工工艺方面，我国相关技术也取得了一定的突破， 并且在母线的异型

化、柜体无螺母连接上也有着一定的成果。

二、低压配电柜的技术创新及发展

我国低压配电柜已经由最早的体积大、容量小和性能低发展为小型化、高性

能和大容量。并且已经全面地进入了智能化和信息化时代。

（一）大容量、高分断

由于大规模工程项目和高层楼宇的增多，对于低压配电柜的容量要求也逐渐

提高，目前变压器单机容量已经达到了2000kVA以上，低压配电柜的容量已经越

来越大型化。随着创新技术的进步，目前低压配电柜的分断能力已经高达100kA

(KVA)以上。

（二）配电柜系统的智能化控制

低压配电柜从各个元件到成套设备都已经实现了智能化、可通讯化以及网络

化，在新技术的变革下，电器元件都采用了智能化的元件，将传统配电柜技术和

微电子技术、工业以太网技术、计算机控制技术和电力电子技术等新技术相结合，

大大提高了设备的可靠性。智能型开关柜通过通讯网络组成了智能低压配电系统。

具有遥控、遥测、遥讯和遥调的功能。由于现场总线技术的发展，使低压配电柜

的配电质量提高，能耗减少，实现了局域网的现场连接和配电保护的自动化，进

一步提高了配电系统的可靠性，同时还开发了功能强大的监控系统。工业现场总

线的应用与通信技术和工业以太网为用户提供了一个安全、可靠、 快捷、智能

的人机界面系统，基本实现了自动化配电系统的智能化控制。

（三）模块化、标准化的结构设计

目前供电企业要求全面推进电网需求管理，对线损管理、提高供电质量、保

证供电的可靠性和安全性提出了新的要求。低压配电柜的模块化设计是指安装方

式多样化、安装尺寸模数化、组装结构积木化、系统功能模块化等，此类设计具

有较高的标准化及流程化程度，设计过程方便快捷，结构形式多元化等特点，可

满足不同使用环境及防护等级的需要，极大地提高了运行的安全性和可靠性。电

网配电变压器由于其安装位置分布、安装地点等问题，使其无法为配变管理和决

策分析提供有效数据。而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。在

GPRS无线电网配电变压器实时监测管理系统中，GPRS覆盖范围广，GPRS电力远

程抄表系统一般位于电力公司的配电中心，或者位于居民小区的电表数据采集点，

利用中国移动现有的GPRS/GSM网络，电表数据通过中国移动的GPRS/GSM网络进

行传输，只要在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成对电表数据的

集中抄表控制和管理。

（四）低压配电柜的高可靠性

新一代低压配电柜一个重要的技术进步就是高可靠性。以ABB 公司的INSUM

系统为例，通过与低压配电柜等现场设备的结合，使成套供、配、用电系统能够

实现在本机、上位机、负载等对象中交换各种信息，同时通过工业网络来实现状

态检测、信息回馈、综合判断、发出指令操作等方面对整个配电系统的可靠性提

高。

（五）新型环保材料在配电柜中的应用

现阶段，我国大力提倡的方针政策是节能减排、低碳环保。各大低压配电柜

的生产厂家也顺应这一趋势大量采用低碳环保的新型材料。如在电力及自动化技

术领域中都首屈一指的ABB公司生产的MNS低压配电柜除采用了覆铝锌柜架外，

还采用了高导电率的铜母排，并配以热缩套管，极大地提高了安全性能。

三、低压配电柜的发展趋势和应用前景

随着5G、大数据、物联网等新技术的不断深入发展，以及各元器件智能制造

的不断完善，智能化低压配电柜是未来技术研发的主要趋势，未来低压配电柜的

研发将越来越侧重于智能系统化和模块化，会重视元件的研发，使元件向智能化、

高性能和小型化发展，并且会越来越多地使用到新材料；在机械安装和制造方面，

会越来越标准化、模块化，同时配电柜会以自动化系统为趋势。并且通过接口来

实现和计算机控制的自动化配电系统组件通信，整个系统都在智能化控制系统之

中。在机电自动化领域将会有着巨大的发展潜力，不但能够提高电网运行的质量，

而且还能够控制用电量，对电力企业的发展有着巨大的帮助和影响。

四、结语

在经济全球化的背景下，市场竞争更加激烈，对低压配电柜技术提出了更高

的标准和更高的要求。因此，每一个想发展的企业需要促进低压配电柜技术的不

断革新和发展，必须进行自主研发掌握核心技术的产品，并且抢占新一代低压电

器产品的制高点，以此来选择更优异的电器成套设备及系统解决方案。

[参考文献]

[1] 王志伟.低压配电网三相不平衡监测装置的设计与实现[D].太原理工

大学，2015.

[2] 薛俊鹏.陈家涛. 浅谈国内外低压配电柜的发展趋势[J].民营科技，

2011（5）.

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