北美中压金属铠装开关柜

1.     引言 

北美地区由于其标准、使用习惯的差异，使用的中压开关柜与IEC、GB标准的产品有很大不同。因而需要理解IEEE标准，按照IEEE标准设计生产开关柜。

美标开关产品的主要标准

l   IEEE C37.20.2  交流1000V以上金属铠装式开关设备

l   C37.04交流高压断路器标准额定结构

l   C37.06 交流高压断路器推荐等级

l   C37.20.7 金属封闭开关设备内部故障试验

l   C37.11 电气控制要求

l   C37.55 金属铠装开关柜一致性试验规程

2.     北美开关柜的基本要求

2.1.    产品参数要求

额定电压及绝缘要求见表1

表1  额定电压及绝缘水平

额定电流(A)：  1200、2000、3000、4000； 额定频率： 60Hz

额定短路电流耐受时间：  2s

额定峰值耐受电流：  2.6倍有效值

2.2.    使用环境

使用温度： 最低-30 ^O C  最高 40 ^O C

海拔高度： 不超过3300英尺（1000米）

防护等级： 室内NEMA250 1类（IP20），户外 3R类(IP24)

3.     开关柜结构

3.1.    美标开关柜主流产品的宽度是36英寸，即914mm 宽度，也有26英寸的窄型开关柜。 采用双层柜结构，开关柜有户内和户外式，户外式又分为有维护走廊和无维护走廊两种。 美标开关柜需要满足燃弧要求的大约占40%，随着安全要求加强以及一些工业客户的要求，抗燃弧需求在不断的增加。 对于非燃弧柜，控制、仪表等设备安装在断路器室门上，对于燃弧柜，仪表等安装在中间单独隔室内。

电流互感器安装在一次触头 盒上，便于维护、更换，每相上下触头盒可以各安装两个CT，每相共可以安装4个CT。

美标开关柜采用专用的验电、接地手车作为检验回路是否带电，以及回路安全接地的手段，因此不使用接地开关。

3.2.    产品特征要求

3.2.1. 结构设计要求

所有带电体封闭在接地的金属隔室内，自动活门，主回路母线导体和连接全部绝缘，断路器隔室门可以作为继电器安装板。

手车驱动辅助触点TOC，固定安装在隔室内部的辅助开关，用来提供断路器在工作位置时的位置信号，TOC/NO当断路器不在工作位置时，辅助开关在常开位置，TOC/NC当断路器在工作位置时辅助开关处于闭合位置。

机构驱动辅助触点MOC，固定安装在隔室内部的辅助开关，用来提供断路器在分、合闸位置时的位置信号，MOC/NO当断路器在分闸位置时，辅助开关在常开位置，MOC/NC当断路器在合闸位置时辅助开关处于闭合位置。

3.2.2. 机械联锁

应提供继续联锁保证正确的操作顺序：

a.      断路器在合闸状态不能摇进摇出

b.     断路器在没有完全咬合或与带电体有足够的安全距离不能合闸

c.      只有二次回路断开，才可以接近或隔离电压互感器熔断器

d.     保持操作人员意外接触弹簧储能机构的释能危害

a)       当断路器机构储能时，联锁应阻止断路器安全从隔室中抽出；

b)      断路器合闸时，联锁应阻止断路器从隔室中抽出

c)       断路器抽出时操作机构自动释能，应提供电气联锁保证断路器不会再次自动储能；

d)      断路器储能状态不能被摇进到工作位置。

3.3.    开关设备还应符合下列要求

l   金属封闭结构或绝缘材料封闭型机构；

l   断路器应是抽出式结构或具有等效措施，在母排带电情况下，能安全地将断路器断开

l   抽出式断路器不论在工作位置还是断开位置，应有机械锁定机构，在断路器抽出状态下，带电静触头被自动覆盖；

l   应提供足够数量的接地和短路设备，以保证电路安全地进线维修工作；

l   电缆入口应有能防止漏水沿着电缆开关柜内部的措施；

l   仪表、开关、指示灯、按钮、操作手柄等应有标明其用途和操作位置的耐久铭牌。

4.     美标开关柜的试验及认可

美标开关柜需要通过如下试验，并通过UL认证。

5. 结语

随着中国电气制造业的快速发展，中国 开关柜产量已供大于求，IEC标准和GB标准接近，因此出口到IEC产品国家相对容易，在满足参数要求的情况下可以被客户接受。北美电气产品相对陈旧，问题很多，但市场巨大，由于北美地区IEEE标准和GB 标准差异很大，需要按IEEE标准设计产品才能够销售到北美市场及一些采用美标产品的国家、地区如菲律宾、中东及南美地区，国内有些美资如通用汽车、英伟达等企业也采用美标产品。