低压开关柜的定义
一个或多个低压开关设备和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，由制造厂家负责完成所有内部的电气和机械连接，用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。
低压开关柜的主要组成部分
柜体：开关柜的外壳骨架及内部的安装、支撑件
母线：一种可与几条电路分别连接的低阻抗导体
功能单元：完成同一功能的所有电气设备和机械部件的组成体（包括一次设备和二次 设备）
母线的分类
主母线(水平母线）:连接一条或几条配电母线和或进线和出线单元的母线
配电母线（垂直母线）：框架单元内的一条，它连接在主母线上，并由它向出线单元供电
母线的基本要素
母线的额定电流及规格：母线的载流量及横截面
母线的短时耐受电流
母线在短路时动热稳定所能承受的最大电流有效值
母线的表面处理
为达到某种要求，而对母线表面进行一定的处理，如镀银、镀锡、镀镍等
主母排规格
垂直母线
变压器容量定母排和开关
功能单元的分类
☆一次设备 承担输送和分配电能任务的设备（变压器、断路器、互感器）
☆二次设备 用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的设备（仪表、按钮、指示灯）
一次设备按功能分类
①变换设备 按电力系统要求，改变电压或电流大小的设备，如变压器、互感器；
②控制设备 用来控制一次电路通断的设备，如低压断路器、负荷开关、刀开关；
③保护设备 用来对电力系统进行过电流和过电压等保护设备，如熔断器、避雷器；
④补偿设备 用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备，如并联电容器。
功能单元性质
固定式 （FFF)：
主电路的连接只能在开关柜断电的情况下进行接线和断开
可移式(WFW …)：
主电路带电的情况下亦可安全的从主电路上断开或接通，具有连接和移出位置
抽出式(WWW)：主电路带电的情况下亦可安全的从主电路上断开或接通，具有连接、试验、分离、移出位置
低压开关柜的功能
作为电能分配转换、马达控制、无功功率补偿等之用
保护人身防止触电(直接和间接接触)
保护设备防止外界影响
溅水
挤压
振动
电磁波辐射
防止动物进入 (蛇, 鼠, 鸟……)
低压开关柜的分类
按结构分：
固定式
抽出式
插入式
按功能分：
√配电用:如PC馈电柜
√控制用:如MCC马达控制柜
√补偿用:如无功功率补偿柜 (电容器柜）
柜体的基本要素
外形尺寸
联拼方式
进出线方式
外壳防护等级
颜色及表面处理
柜体内部的分割型式
柜体的安装方式
外型尺寸
柜宽(mm)：400、600、800、900、1000、1200
柜深(mm)：600、800、1000
柜高(mm)：2200、2350
出线方式(铜排或电缆）
前出线（顶部或底部）
后出线（顶部或底部）
柜体的安装方式
安装方式分类：
靠墙安装
离墙安装
挂墙安装
固定方式分类：
螺栓固定
电焊固定
低压开关柜主要规格
国产开关柜型：GCK、GCS、GCL、BFC、MNSG、GGD、PGL
国际电气巨头以技术转让或合作方式在中国企业生产的有：
施耐德 OKKEN、Blokset、MB、Prisma等；
ABB MNS3.0、MNS2.0、Artu、MD190等；
西门子 Sivcon8PV、Sivcon8PT、SIKUS等；
金钟默勒 Modan6000、ID2000等低压开关柜已成为中国重点工程项目中的首选设备。
国产开关柜GCS
原电力部、机械部委托森源公司研制，1996年在上海通过两部鉴定
市场：发电厂、变电所、石化、厂矿企业、建筑等
型号含义
G：封闭式开关柜
C：抽出式
S：森源电气公司
额定电流：4000A
类型：抽出式
GCS
柜框架：采用型钢，均有安装模数孔（E=20mm）
5种尺寸抽屉
1/2单元、1单元、1又1/2单元、2单元、3单元
1单元的抽屉高160mm
二次插接件
1单元及以上的为32对
1/2单元的为20对
尺寸
高mm：2200
宽mm：400，600，800，1000
深mm：600，800，1000
基本模数：E=20mm
每面柜最多抽屉数：22个；每面柜最多可装3台ACB
隔室：功能单元室、母线室、电缆室（240mm或440mm）
垂直母线：直角L型截面，额定电流为1000A
水平母线：位于柜后；2500A及以下为单层布置，3150A及以上为上下层布置
水平母线
优势：背后平置式，使电缆室上下均有出线通道，便于上出线
劣势：柜后检修危险；电缆室位于柜侧，柜子较宽
GCK/GCL
由天津电气传动研究所研制
型号含义
G：封闭式配电柜
C：抽出式
K：马达控制中心 L:动力控制中心
适用：发电厂、变电站、建筑、高层楼宇、工矿企业、冶金等
额定电流：4000A
类型：抽出式
优势
价格
MCC柜宽小（600mm)
劣势
安装密度小（每面柜最多抽屉数：9个；最新的可装18个）
尺寸
高mm：2200
宽mm：400，600，800，1000,1200
深mm：800，1000
基本模数：25mm
柜框架：采用C型型材，均有安装模数孔（E=25mm）
三种尺寸抽屉：8E、16E、24E
隔室
水平母线室（在柜顶前部）
开关室 （在柜前部）
电缆室 （在柜后）
GGD
1991年由原能源部低压成套开关设备联合设计研制组（NLS）研制，1992年通过能源部的鉴定
适用：发电厂、变电站、厂矿企业、建筑等
型号含义
G：交流低压配电柜
G：电器元件固定安装、固定接线
D：电力用柜
类型：固定（不分隔）式
额定电流：3150A
柜体骨架采用冷弯型钢局部焊接组装而成
安装：离墙安装，不能靠墙安装
短时耐受电流（1S）
1：15KA
2：30KA
3：50KA
尺寸
高mm：2200
宽mm：600，800，1000，1200
深mm：600，800
电容补偿柜：GGJ1、GGJ2
Brokset
Brokset是施耐德电气公司法国研发中心专门为施耐德旗下梅兰日兰低压配电产品和TE工控器件产品而设计的低压开关柜,充分体现和发挥了施耐德电气低压元器件的技术优势和特点,最大限度地优化它们在开关柜中的安装,它引进了功能系统的崭新概念,设计合理,性能可靠,是低压开关柜先进技术的代表.
适用：发电厂、变电站、工矿企业、建筑与基础设施等各个领域,可作为动力配电中心、 马达控制中心、电容补偿及终端配电等电能控制、转换与分配装置使用。
类型：固定式
额定电流：6300A
防护等级：IP4X
内部分隔形式：形式1/2b/3b/4
安装方式：靠墙/离墙/背靠背
进出线方式：上进上出/上进下出/下进下出/下进上出
柜高：2200mm
柜深：400/600/1000mm
柜宽：700/900/1100/1200/1300mm
开关柜结构框架的基本零件为带有25mm间隔的模数孔的骨架，骨架由2mm厚的进口覆铝锌板制成，加工剪切面具有及强的自愈功能，长时间使用不会发生腐蚀现象，所有金属件均经过特殊的防腐处理。
框架零件均为三十年免维修型，且整个开关柜无焊点，防止了焊接引起的柜体上的结构应力。
开关柜内每个柜体分隔为三小室，即母线小室，装置小室及电缆小室，装置小室为功能单元组件，且功能单元组件之间具有金属或高强度阻燃多功能板隔板分隔；
母线小室中为母线和配电母线，配电母线位于柜侧，以方便接线及检修，母线之间连接采用专用鱼型排和梳形母线夹、合金母线夹支撑及螺钉。容量小于1600A的垂直母线采用施耐德电气专利产品异型母线，实现无孔搭接，提高标准化程度，相同截面积的情况下增加了表面积，提高散热面积，提高导体的载流量。
水平母线可安装在柜的顶部、中部和底部。水平母线均统一选用5mm厚的铜排。
Blokset主要技术指标：6300A，Isc 100KA rms/1sec, IP20/31/42/54，分割类型1/2b/3b/4,
固定式、抽出式
卖点：
1，法国原厂设计的成熟的国际产品，迄今全球的销量已经超过1万台。
2，多样化的柜型针对不同的应用：D型配电柜、Dc型电容补偿柜、 Mf型固定式马达控制中心、Mw型抽屉式马达控制中心、Ms型变频器和软启动器柜、C型配电箱
3，主母线方式灵活，可以是单母线或双母线,并可置于柜的顶部 、中部、底部
4，在实验位置和抽出位置不损失IP等级
5, 功能单元可以方便的调整（门，铰链等）
6，施耐德的先进技术以及质量保证
7，外形美观
国内的流行柜型与Blokset比较
主要技术指标：不同厂家生产的不同的产品拥有不同的技术指标
对比: 这些国内的柜型与Blokset并非同档次的产品，主要表现在以下一些根本性的差异上面
1。标准化的概念：Blokset的所有零件均为标准设计，决不存在按照不同项目而特殊设计的零件，保证产品的互换性和质量稳定性。
2。标准方案和TTA的概念：Blokset有上百种的标准方案，这些标准方案可以满足所有的客户需求。我们不允许也不需要特殊的方案。我们所有的上百种的方案均通过了型式实验(TTA完全型式实验).
3。质量关键点由施耐德控制：超过20%的关键零件由施耐德直接进口，施耐德由专门的质量人员负责合作厂家的质量控制
4。Blokset配电中心(PCC)安装密度高（24支NS250以下的开关）
5。Blokset马达控制中心结构十分可靠，实验位置和抽出位置不损失IP等级
低压开关柜的两大重要标准
GB7251.1-1997
《低压成套开关设备和控制设备》
第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备
IEC60439
《低压成套开关设备和控制设备系列标准》
低压开关柜型式试验
按符合标准程度分：
全型式试验的低压柜（TTA）
符合一种确认的型号或系列的低压成套开关设备和控制设备，它与已通验证认为符合本标准的定型成套设备相比，不存在可能会影响性能的差异。
部分型式试验的低压柜（PTTA）
一种低压成套开关设备和控制设备，它既包含型式试验的安排，也包括未经型式试验安排，后者是从符合相关试验的通过型式试验的设备派生（例如通过计算）出来的。
型式试验的主要技术参数
☆额定工作电压Uc：380V（690V）
☆额定绝缘电压Ui：660V（1000V）
☆额定电流In： 水平母排：5000A（6300A）
垂直母排 ：1000A(2100A)
☆额定短时耐受电流Icw：水平母排：80KA（100KA）
垂直母排 ：50KA (85KA)
☆额定峰值耐受电流Ipk：水平母排：176KA（220KA）
垂直母排 ：105KA(187KA)
☆电气间隙：主母排之间≥20mm、主电路带电部件与地之间≥10mm
辅助电路带电部件与地之间≥8mm
☆爬电距离：主母排之间≥20mm、主电路带电部件与地之间≥12.5mm
辅助电路带电部件与地之间≥10mm
☆内部隔离形式：1~3b（1~4b）
☆外壳防护等级：IP40（IP54）
☆污染等级：3
柜体内部的分割型式
为保护人身和财产安全，将开关柜独立划分成几个 隔室的不同方式
绝缘配合
污染等级：
根据导电的或吸湿的尘埃，游离气体或盐类和由于吸湿和凝露导致表面介电强度或电阻率下降事件发生的频度而对环境条件作出的 分级
污染等级分类：
污染等级1：
无污染、或仅有干燥的非导电性污染
污染等级2：
一般情况下，只有非导电性污染，但也应考虑到偶然由于凝露造成的暂时的导电性
污染等级3：
存在导电性污染或者由于凝露使干燥的非导电性污染变成导电性污染
污染等级4：
造成持久性的导电性污染。列如由于导电尘埃或雨雪造成的污染
一般工业用途的开关柜在污染等级3环境下使用
额定绝缘电压（Ui） ：
额定绝缘电压Ui是检验成套设备中绝缘材料介电性能的重要参数之一。
成套设备中所采用的母线支架、绝缘端子、抽屉用接插件及绝缘电缆的护套都是绝缘材料制成的，这种绝缘材料是一种不可恢复性绝缘介质，偶尔发生的过电压，就可能造成绝缘介质永久性损坏。
电动力、热应力叠加的影响，环境温度过高都会加速绝缘材料的老化，降低绝缘性能。
工作环境中的导电物质的颗粒、尘埃在绝缘材料上堆集也会造成绝缘材料过电压击穿。
成套设备绝缘电压Ui越好，绝缘性能越好，设备的可靠性越高。
介电试验电压和爬电距离都参照此电压值确定
额定冲击耐受电压（Uimp） ：
设备能够承受瞬态过电压的能力，即开关操作过电压，雷击过电压能力大小；
直接由低压电网供电的设备要采用过电压类别概念，过电压类别共分为四级。常用的成套设备为III级过电压类别。
国外成套设备的Uimp值≥8KV(12KV)，国内成套设备的Uimp值为6KV。
电气间隙值参照此电压值确定
电气间隙：
不同电位的两导电部件的空间直线距离
决定电气间隙的主要因素：
额定冲击耐压
污染等级
国家标准
标准规定冲击耐压12KV，污染等级3时所需的电气间隙为最小14mm
爬电距离
不同电位的两个导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离
决定电气间隙的主要因素：
额定绝缘电压
污染等级
材料
国家标准
我公司根据标准建议最小爬距为16mm
IPX X：用数字表示外壳提供的保护程度
在实际工程设计和应用中，很难在所有各方面与做过型式试验样机完全相同，总会存在差异，但是这些差异决不能影响TTA成套设备的性能。
能够明显影响成套设备性能差异包括：
◆对成套设备来讲，有重大结构变化。
◆母线截面减少，母线外形及所占空间的变化。
◆母线支架的数量或类型的变化及支撑结构的变化。
上述结构的差异都会影响母线的机械强度，对母线短路耐受强度造成很大的影响
◆改变了型式试验项目中涉及的大型短路保护器件，如进线断路器和刀熔开关等
◆隔离尺寸缩小，部件和连接线将释放出一定的热量，如果将它们安装在小于形式试验项目确定的隔室内，就会产生较高的温升，可能会超过允许的温升极限，部件和导线过热，其结果，可能会相继引起部件损坏，绝缘失效，导线着火和内部短路故障。
部分型式试验的低压柜（PTTA）
PTTA成套设备不是不具备型式试验的基础，相反PTTA设备所有计算方案
必须直接或间接的基于型式试验的结果，例如：100KA短时耐受电流验证是
采用外推法来验证，经过例如80KA的型式试验的验证合格后，表明此外推法
有效，方可用于100KA短时耐受强度验证。
由此可见PTTA设备，它的设计依据和计算方法已被型式试验所验证，但无
论如何，这样的成套设备不是实际通过了型式试验的设备。
一次单线图
平面布置图简介
