開關櫃與配電箱知識介紹分享

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一切都是相對的，取決於視角。同樣的應用一個人認為采用開關櫃，而另一個人認為需要采用配電箱。

乐鱼官网的第一個目標將是解決是否采用開關櫃或配電箱的普遍焦慮。開關櫃比配電箱更大、更昂貴，但更可靠，這似乎很直觀。為了從直觀過渡到現實世界，乐鱼官网建立了五個應用案例條件進行比較分析。雖然這個相對較小的分析基礎並不聲稱在統計上是精確的，但它的結構是為了保持公平的比較。

下圖美標配電箱 Switchboard

下圖美標開關櫃 Switchgear

為了在兩種類型的設備之間保持一個共同的參考領域，乐鱼官网選擇具有800A 框架斷路器的饋線，相同的主母線（ACB 單獨安裝在開關設備中；塑殼組安裝在配電箱），研究了 480V 和 208V 係統以及從 2000 到4000 安培不等的主母線容量。

開關設備的成本比其在成組安裝的配電箱中的對應高 50% 到 100%。這自然回避了開關設備增加成本的回報問題。

根據IEEE-493-1990廣泛的故障數據評估，該標準的第 3 章表 10 總結了各種電力係統設備每單位年的統計故障率。雖然開關設備不能直接與配電箱進行比較，但在配電箱等成組安裝應用中使用的固定式低壓斷路器（600V 及以下，包括塑殼）可以與開關設備中使用的低壓金屬外殼抽出式斷路器進行比較。配電箱的故障率約為開關櫃的 156%，每次發生平均停機時間為 4 小時。盡管數據的基礎是曆史性的，但作者認為這是對每種產品的生產和設計理念的有效反映。

塑殼保護裝置旨在盡可能經濟地滿足市場需求，金屬外殼開關櫃是為那些需要可靠性和服務連續性的應用而開發的。當上述統計數據與各個行業的預期每次事件停電成本相結合時（商業 =2,299 美元；工業 = 61,710 美元；政府 =53,455 美元；），很明顯為什麽關注可靠性和安全性的應用會圍繞開關設備進行設計。在開關櫃的使用壽命內消除一次故障事件比增加的初始投資提供的回報要多。

然而，IEEE-493 還表明，故障發生的頻率遠高於此，這取決於環境、維護和使用持續時間。設備內置的附加功能，例如母線上短時耐受額定值、斷路器的高短時額定值、抽出式結構和完全可維護性，簡單地成為所有者的額外好處。它們促進了上遊和下遊的協調，能夠延長斷路器的使用壽命並在不需要母線停電的情況下提供服務，以及增加開關櫃的預期壽命。

傳統觀點認為配電箱總是比開關設備小得多。這些結果表明並非如此。由於選擇了主要保護裝置，它在開關櫃的占地麵積以及是否需要後部連接方麵起著重要的作用。根據經驗，任何大於 1.1米的開關櫃深度通常都需要符合 NEC 110.26 的後部檢修和後部工作間隙。如果指定了絕緣外殼主斷路器，則 4000A 的主要部分尺寸可以從 1.3米減少到 1.1米。即便如此，值得注意的是，在大多數情況下，組裝開關櫃的排列仍然更寬，對於某些情況（延長 62%），這一點尤為明顯。要吸取的教訓是正確選擇框架尺寸以優化占地麵積的重要性。例如，額定 800A 的斷路器使用與 1200A 斷路器相同的框架尺寸。因此，兩者都需要相同的高度間距，並且必須單獨安裝在1米寬的外殼中。但是，600A 斷路器可以將高度間距減少 33%，並且可以雙倍寬度安裝在相同尺寸的外殼中。因此，在受限製的配電盤位置，將更多600A 而不是 800A 的斷路器或更少的 1200A 而不是 800A 饋線應用到下遊的子配電箱上有明顯的優勢。

配電箱無疑代表了最廣泛使用的低壓分配電設備，但對於其許多功能以及何時最有效地使用它們似乎存在嚴重混淆。

配電箱的靈活性已提高到現在可以采用螺栓固定式或插入式結構的水平。在螺栓固定式設計中，保護裝置牢固地用螺栓固定在主配電母線上。插入式結構包含一個可拆卸模塊，保護裝置安裝在該模塊上，並允許它夾在主配電母線上。這種連接是通過彈簧加強型高張力鉗口夾具實現的，旨在在高故障條件下更緊地夾住母線。插入式結構的主要優點是可以快速從電路板上移除保護裝置，而無需從母線上鬆開斷路器（或開關）。盡管出於安全目的需要母線中斷，但此功能可最大限度地減少中斷時間。此功能僅使成本增加約 2%，並且對整體配電箱占地麵積大小沒有影響。