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>> 成为一名高低压开关柜的设计师需要具备哪些能力和相关的专业知识？
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讨论主题：
[问题探讨]
成为一名高低压开关柜的设...
发表于： 21:45
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成为一名高低压开关柜的设计师需要具备哪些能力和相关的专业知识？
成为一名高低压开关柜的设计师需要具备哪些能力和相关的专业知识？
鸣谢帕帕老师出版的《高低压开关柜设备GB7251》，在设计GGD的过程中我始终都是围绕其中的要求来设计的，给我提供了很多帮助，减轻了我很多负担。
从今年4月份进入技术部以来，一直感到迷茫
本人接触到的第一个项目就是GGD样机的设计，基本过程就是根据系统图选择开关型号，柜体的尺寸等等，接下来就是围绕一系列要求来设计开关、导线和柜体的配合从而实现电气功能。（个人肤浅的理解）
脑海中一直有问题想不开，希望高人指点。
第一，GGD是什么？从哪来？
第二，GGD柜的结构是如何设计出来的，并且如何成为标准低压开关柜的？（同时还希望知道设计这样一个柜体结构需要具备哪些专业知识？。。比如设计房屋的承重墙之类的是属于结构工程师的范畴。。）
第三，生产工艺又是如何规定的？
第四，最头痛的是二次图的设计和接地还有电线的选择，各种仪表和指示灯按钮的选择，很头疼，二次图这块原理图好说，接线图我不清楚是不是有国家标准要求。。。。有没有规范。。。和典型的图。。电线的选择应当根据电流来选择可是接地电流这块不好算，同时电气性接地与保护性接地有本质的不同。。。。找不到规范和出处是我最头疼的问题
最后从计划下达到设备出厂有没有一个标准的过程，还是一个单位一个样子？如果有去哪里能够找到？
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先把旺点电气有关低压开关柜最经典的帖子放出，也是帕版的经典之作&&
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一等人忠臣孝子，两件事读书种田……
发表于： 18:09
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感谢 bzp4891 给的链接地址，我看到了第5页期待老师的PDF版出版
针对GGD出一些看不懂的问题希望得到指点
1、在已知变压器容量的前提下（比如800kVA的变压器）计量CT和计量表如何选择（甲方没有要求的前提下）进线柜和分段柜的测量CT和电流表的变比根据什么确定？
2、图中GGD的进线柜这三种类型有什么区别？每种的优缺点都是什么？
3、母排平放和竖放的载流能力为什么会不同？如何确定母排的散热能力，如何能够使母排与柜体结构相配合而达到最好的散热，从而使柜体达到要求，这一要求是不是就是指温升？
4、我看过有些高压的补偿柜比如SVQC，进线到电抗、电抗到调容都是铜铜搭接，而调容到电容却是铜铝搭接，这样是为了降低成本吗，但是为什么有些环节必须用铜排而有些地方可以用铝排呢？
5、再设计柜体的时候要经过那些计算和安排才能使柜体的结构能够达到要求的热稳定性和动稳定性？（说白了我希望能够系统的学习到柜体设计及制造的知识，不知道切入点，急切需要指点！）
6、母线的安装我是通过GBJ149-90查到的，母线的选型可以在样本中查到，因为前段时间我们接到邀请参加了一个铜铝复合排厂家的招商会，想请教铜铝复合排的可用度是什么样的？
7、在同时符合载流量要求的铜牌中如何择优，比如同样截面积我是优先选择双排还是单排、薄的还是厚的？
8、在网上查到趋肤效应可以用电磁波向导体透入的过程加以说明，请问是不是透入深度越小趋肤效应越明显？
9、我们铜牌上加的热缩套全是根据A黄B绿C红N蓝的规律来的没那么这样的目的是什么？是为了绝缘、散热还是标识？
还有好多好多问题。。。。
发表于： 07:04
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很好的问题！
先回答第2个问题：图中GGD的进线柜这三种类型有什么区别？每种的优缺点都是什么？
如上图所示：方案1只用了一台抽出式框架断路器，方案2用了一台熔断器开关+抽出式框架断路器，方案3用了一台隔离开关+抽出式框架断路器，容量为800kVA的10/0.4kV变压器低压侧短路电流为：800/1.732/0.4/0.06=19.3kA，这说明只要低压进线柜的框架断路器的极限分断能力Icu或运行分断能力Ics大于19.3kA就满足要求。
1. 方案1，如果进线框架断路器的分断能力满足大于19.3kA的要求，又因为它是抽出式断路器，在停电的状态下可以将断路器抽出形成明显的可视断点；
2. 方案2，如果此框架断路器的分断能力低于19.3kaA,这是就需要在它的上级增加分断能力更高的熔断器作为后备保护（此处后备保护不同于电力系统里的继电保护里的&后备保护&，具体可查询GB14048.2标准），停电检修是将断路器器分闸，将熔断器开关分闸形成明显的可视断点，也可以将断路器抽出形成明显的可视断点；
3. 方案3，如果进线断路器的分断能力满足大于19.3kA的要求，停电检修是将断路器器分闸，将隔离开关分闸形成明显的可视断点，也可以将断路器抽出形成明显的可视断点；
综上所述，在断路器满足分断要求的情况下，方案1是最优化的，如果要选用方案3,可将抽出式框架断路器改为固定式，而方案2里假如选用的框架断路器分断能力不能满足大于19.3kA的要求，可以在其上端增加熔断器开关，同时将抽出式框架断路器改为固定式就可以，以免隔离功能重复。
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下面上传两张施耐德MT固定式和抽出式框架断路器的截图：
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发表于： 12:00
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3、母排平放和竖放的载流能力为什么会不同？如何确定母排的散热能力，如何能够使母排与柜体结构相配合而达到最好的散热，从而使柜体达到要求，这一要求是不是就是指温升？
1.如图所示铜排竖放和平放，产生热量时对流时的样子：
2.对于断路器也有水平端子和垂直端子的区别，也主要是因为垂直端子的散热要比水平时要好：
3.对于断路器安装在低压柜内，好的母排布置和冷却通道设计方案可以改善柜内温升，同样IP等级和环境温度情况下，铜排的允许载流量会提高：
4.低压柜内温升需要遵循GB7251.1 低压成套开关设备和控制设备 总则 表6的要求：
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4、我看过有些高压的补偿柜比如SVQC，进线到电抗、电抗到调容都是铜铜搭接，而调容到电容却是铜铝搭接，这样是为了降低成本吗，但是为什么有些环节必须用铜排而有些地方可以用铝排呢？
铜铝在低压柜内不建议直接搭接，因为考虑到不同金属之间的电腐蚀情况，这个问题在帕版的&&有大量的理论作证明。
6、母线的安装我是通过GBJ149-90查到的，母线的选型可以在样本中查到，因为前段时间我们接到邀请参加了一个铜铝复合排厂家的招商会，想请教铜铝复合排的可用度是什么样的？
GBJ149-90这个标准应该已经更新为了GB
电气装置安装工程 母线装置施工及验收规范了，国内很多的成套制造商是按该规范制造生产成套开关设备，现场验收也大多按此规范，但是铜排的搭接主要是满足载流量要求和动热稳定要求，只要满足螺栓紧固力矩和搭接面要求都是满足要求的，即根据GB7251.1或IEC61439.1满足温升试验和动热稳定试验要求；
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发表于： 12:34
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5、再设计柜体的时候要经过那些计算和安排才能使柜体的结构能够达到要求的热稳定性和动稳定性？（说白了我希望能够系统的学习到柜体设计及制造的知识，不知道切入点，急切需要指点！）
1.低压开关柜的热稳定也称短时耐受电流Icw，考核的是低压柜在短路故障情况下承受短路电流热冲击的能力，可以根据GB7251.1附录B校验导体的截最小面是否满足热稳定要求：
2.低压开关柜的动稳定也称额定峰值耐受电流Ipk，考核的是低压柜在短路故障情况下承受短路电流所产生的电动力冲击的能力，也有公式可以计算，比如对于水平布置的具有一定间距的主母排，见链接：：
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发表于： 12:55
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7、在同时符合载流量要求的铜牌中如何择优，比如同样截面积我是优先选择双排还是单排、薄的还是厚的？
比如说100*10的铜排和2*100*5的铜排，后者的散热性比前者好，即在相同IP等级、环境温度的情况下，载流量要高些。
8、在查到趋肤效应可以用电磁波向导体透入的过程加以说明，请问是不是透入深度越小趋肤效应越明显？
在同样的材料、海拔、频率、环境温度、表面处理方式、IP等级情况，相同截面的单根导体，由于考虑集肤效应，其载流量与导体形状有关系，如果是两根或多根相距不远导体，其载流量还需考虑邻近效应。
集肤效应是指：当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的&皮肤&部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大，导线内部实际上电流较小。
导体的载流量与电流流过导体的有效截面积有关，其计算公式如图：
旺点关于铜排的集肤效应理论方面的讨论很多，大多是帕版的帖子：
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9、我们铜牌上加的热缩套全是根据A黄B绿C红N蓝的规律来的没那么这样的目的是什么？是为了绝缘、散热还是标识？
1.先说散热，同样一根铜排，加上表面处理之后对于散热有不同的作用，比如硫化处理和烘套管，该铜排的允许载流量关系是：裸铜排＜硫化处理铜排＜烘套管铜排，其中烘套管的散热效果最好；
2.低压柜内铜排烘套管起绝缘作用不大，这一点与3.6-40.5kv中压柜内母排烘套管的作用不同，在中压柜内母排烘套管的绝缘作用非常明显的，比如日本住友或美国瑞侃就在其产品资料了对中压套管的使用提出了说明，但对低压套管的绝缘作用却只字未提；
3.标示作用，ABCN黄绿红蓝，确实可以
综上三点，铜排烘套管在低压柜内散热意义大于绝缘意义，在中压柜内绝缘意义大于散热意义，在内部燃弧故障情况下，铜排烘套管的阻燃作用都很明显。
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发表于： 22:25
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10、经常看到铜排搭接处镀锡或者搪锡或者镀银，具体为什么不知道，有的说为了增加导电性能，有的说提高温升，有的说抗腐蚀。我个人猜想镀锡和镀银是两个性质的，锡的导电性不如铜，何来增加铜排搭接的导电性？镀锡后搭接处的温度高于其他位置的温度，所以使温升变高也是局部的吧？还有为什么要提高温升？搭接处如果不加母线罩（盒）的话就是处于裸露状态，锡比铜活泼，所以原电池反应下去锡保铜，我认为是抗腐蚀的作用。镀银我还没见到过，鄙人拙见，如果镀银，不应当只在搭接处镀银，原因只有一点，就是镀银的目的是为了增加导电性能的，我知道交流电的趋肤效应，导致导体减小了有效截面积，那么在铜导体表面镀上导电性很强的银可以提高导电性能，但是只在搭接处镀银我觉得并不能达到效果，更何况铜银原电池消耗的是铜。
11、根据洛伦兹力原理可知两根同相母线想吸引，异相则相斥。我想问的是主母线承受的短路电流电动力是不是根据短路情况来判断？那么GGD中常见的短路有哪几种？
12、主母线的污染等级是不是主母线处在的环境中存在污染物的等级？1），物无污染物2），有污染物或少量非导电性污染物3），有非导电性污染物，有少量导电性污染物4），有导电性污染物
13、母线打眼儿一般用冲床冲眼儿，母线的安装方式和打眼方式属于工艺，想问生产工艺和结构设计之间是不是应该在理论上相互支撑在实施时相互妥协（白话就是相互有约束，折中取优）？
14、我见过一次进线和馈出叠装的柜体,我试着凭记忆粗略的画一下
还有，我有看过GGD中进线柜和联络柜中加入继电器的，目的好像是用来防止两变压器并列运行的，我不知道为什么？同事想问，如果两个变压器低压侧为星形接法，那么两个进线柜同时进线时，是不是应该将两个变压器的N接地？如果做实验时，将一个变压器下的两处电源接到分别接到两个进线柜中，是不是取一处电源的N与柜中的N排接上就可以？
15、一些接线问题，软线和硬线是如何使用的？我看到过有用铜排将避雷器封起来然后经过镀锡铜绞线直接与PE连接的，为什么避雷器不能直接与壳体连接？开关上的和电容器上的接地我们是用黄绿双色线直接与壳体连接，为什么这个接地不需要与PE排直接连接？还有接地线的尺寸如何选择？如果说根据电流选择，电流是怎么算出来的？我知道往往二次线电压回路使用1.5方的黑线，电流回路用2.5方的黑线，我想知道，电压回路和电流回路的标记是不是有属于自己的标记代号段，有没有标准？又觉得电压回路多数情况下为控制和指示，电流回路多为测量和取样，二次在电源电压时需要经过带保险丝的电压端子，一般额定电流取5A、6A 为什么要经过这种端子？还有我看到电流端子上一般都带有连片，听说是提供实验位置用的，我不知道具体是做什么的？书上说电流互感器在工作时二次侧一端必须接地，也必须不能开路这是为什么？如果是真的，当我电流端子调到试验位置时二次侧不就是开路了吗？所以我们要将它的同名端封起来接地是不是？刚才在看电流互感器和电压互感器的原理，拿穿心电流互感器来说，电流互感器原线圈原应与待测电流的负载线路相串联，一次侧并不是直接与原线圈连接的啊，我看倒像是原线圈先感应出穿心导线的磁通，然后这个磁通再通过2次侧的线圈感应出电流呢？是这样吗？电压互感器中提到的开口三角形是什么意思啊？跟我们说的电动机或发电机的但角形接法是一个玩意儿不？
16、为什么GGD额定峰值的耐受电流时间是0.1秒？我猜测是不是跟电源有关系？做这个实验会影响到上级电源开关和导线的寿命吧，时间长了是不行的吧，0.1s这个时间又让我联想到上级开关的保护跳闸。。。。实在不明白，请解答吧？还有主母线此时的电压是多少？
17、针对低压开关柜而言或者单纯就GGD而言，都哪里需要配备交流接触器？哪些地方需要配套试验位置？是因为需要试验位置而配备接触器还是因为需要接触器才配套试验位置？还有一个问题，柜中的检修接地点一般设在什么地方是不是根据客户需求如不根据客户需求，我们一般应该设置在哪里？
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旺点币:+5(bzp4891) 很好的问题！jy2412214旺友如此用心，我也需要更详细回答才是……
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刚刚发完后面的问题，终于可以安心的看bzp4891的解答了。在此感谢bzp4891的辛苦解答。
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1、在已知变压器容量的前提下（比如800kVA的变压器）计量CT和计量表如何选择（甲方没有要求的前提下）进线柜和分段柜的测量CT和电流表的变比根据什么确定？
变压器容量为800kVA变比为10/0.4kV低压侧的额定电流为：800/0.4/1.732=1154.7A，根据GB50063 电力装置的电测量仪表装置设计规范：电流互感器额定一次电流的选择，宜满足正常运行的实际负荷电流达到额定值的60%，且不应小于30%（S级为20%），故测量选择变比为1500/5的电流互感器，准确级选择0.5，对于计量电流互感器一般选用0.2，负荷范围变化大时会选用更高精度的s级。
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发表于： 03:33
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17、针对低压开关柜而言或者单纯就GGD而言，都哪里需要配备交流接触器？哪些地方需要配套试验位置？是因为需要试验位置而配备接触器还是因为需要接触器才配套试验位置？还有一个问题，柜中的检修接地点一般设在什么地方是不是根据客户需求如不根据客户需求，我们一般应该设置在哪里？
1.交流接触器的作用是用于控制接通，比控制电动机起停（鼠笼式电动机AC-3类）、正反转(AC-4类)、控制电容的投切或其他阻性、感性、容性负载，不同的负载类别对应不同的接触器使用类别，可参见GB14048.4 机电式接触器和电动机起动器。
2.GGD低压柜内假如有电动机控制回路，一般用于保护和控制电动机的三元件单磁型电动机断路器+接触器+热继电器，或两元器件热磁型/电子脱扣器型电动机保护断路器+接触器，安装方式都是固定式安装，故没有有试验位置一说，但如果上述元器件装在GCS/GCS/ABB的MNS3.0/施耐德Blokset/Okken抽屉柜内，作为抽屉单元是有：工作位置，试验位置、隔离位置、抽出位置之说，如截图在测试位置时：主回路分断，二次回路接通：
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发表于： 04:09
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16、为什么GGD额定峰值的耐受电流时间是0.1秒？我猜测是不是跟电源有关系？做这个实验会影响到上级电源开关和导线的寿命吧，时间长了是不行的吧，0.1s这个时间又让我联想到上级开关的保护跳闸。。。。实在不明白，请解答吧？还有主母线此时的电压是多少？
在低压成套开关设备中，短路电流产生的电动力主要作用在主母线上，进行型式试验时，让低压开关柜在0.1s内流过制造厂商规定的峰值耐受电流，试验后，如果低压盘柜的外形没有发生明显的变化，柜内的主母线或者其他导体仍然满足最小电气间隙和爬电距离的要求，各个绝缘部件或者支撑件也没有出现明显的裂纹，则我们可以判定此盘柜满足动稳定的技术要求。做这个试验当然会影响试验站内的上级电源开关和导线，但这属于试验站的试验能力范畴，试验站是要保证成套制造商提供的试验数据相关的电流值和时间，这个试验上级开关不允许跳闸。
如果已知铜排的规格数量、三相铜排间距、绝缘之间的间距、绝缘母线夹的性能参数，我们就可以用下列公式校验设计是否满足峰值耐受电流所产生的电动力，具体见工业与民用配电设计手册三P208。
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发表于： 04:24
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11、根据洛伦兹力原理可知两根同相母线想吸引，异相则相斥。我想问的是主母线承受的短路电流电动力是不是根据短路情况来判断？那么GGD中常见的短路有哪几种？
对于两根并行的铜排，可以根据左手定则和右手定则判断出电流同向时相吸，异向时相斥，如图，电力系统中短路情况包括：三相短路，两相不接地短路，单相接地短路、单相对中性线短路等，其中对称的三相短路电流最大，两相短路电流次之，其大小约为三相短路电流的&3/2倍，所以校核低压柜动热稳定常常以承受最大的三相短路故障电流考虑。
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发表于： 04:35
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12、主母线的污染等级是不是主母线处在的环境中存在污染物的等级？1），物无污染物2），有污染物或少量非导电性污染物3），有非导电性污染物，有少量导电性污染物4），有导电性污染物
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是的，低压柜一般都是3类污染等级，GB7251.1已经有明确的定义：
以下是施耐德Blokset和Okken低压柜样本截图：
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发表于： 14:59
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GGD是国家电力部和能源部共同设计的产物，具体执行是由森源公司执行的。
&GGD设计结束后，就开始设计GCS。再后来，这两个柜型就成为我们国家低压开关柜的代表作了。
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GGD的参照柜型是PGL，而GCS的参照柜型是MNS2.0。这两种柜型与参照柜型有很深的渊源。
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发表于： 17:41
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再次感谢bzp4891的解答，解决了我的问题。
我想在再确定几个问题的答案，
第1个问题 计量CT（接电能计量表用）的选择是不是应该根据变压器的负载率来选择，这个负载率是不是夜市查标准而知还是通过设计前就定好的？而GGD的测量CT变比只要大于等于计算电流就行，一般选择其上一级的变比，然而现在的电流互感器的变比是可以定制的，那么电流互感器有没有标准的变比，标准？还有电能计量表类别是怎么分的？
第10个问题中的为什么要提升温升？
第14个问题和第15个问题我不知道是不是我问的有问题，希望有人能够能够指点一下。
衷心感谢bzp4891和帕老。
可不可以提供一些最新的施耐德的框架断路器和塑壳的的样本和ABB的变压器和电抗的样本
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