【供配电知识】配电箱的内部结构解析,谁看谁懂!!!

“配电箱”，也叫配电柜，是电动机控制中心的统称。配电箱是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上，构成低压配电装置。正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警。借测量仪表可显示运行中的各种参数，还可对某些电气参数进行调整，对偏离正常工作状态进行提示或发出信号。

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配电箱的用途

便于管理，当发生电路故障时有利于检修。配电箱和配电柜配电盘配电凭等，是集中安装开关、仪表等设备的成套装置。常用的配电箱有木制和铁板制两种，现在哪儿的用电量都挺大的，所以还是铁的用的比较多。配电箱的用途：当然是方便停、送电，起到计量和判断停、送电的作用。

配电箱构成主要分为两部分：

一是成套部件，即配电箱外壳及其相关配件。

二是电气元件及相关附件，即空气开关和其所需要的附件。

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柜内有以下各部分组成：

一、断路器

断路器：既开关,是配电柜的主要元器件，常用的有空气开关. 漏电开关.双电源自动转换开关。

1.空气开关：

A.空气开关的概念：

空气开关也就是空气断路器，在电路中作接通、分断和承载额定工作电流和短路、过载等故障电流，并能在线路和负载发生过载、短路、欠压等情况下，迅速分断电路，进行可靠的保护。断路器的动、静触头及触杆设计型式多样，但提高断路器的分断能力是主要目的。目前，利用一定的触头结构，限制分断时短路电流峰值的限流原理，对提高断路器的分断能力有明显的作用，而被广泛采用。

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B.空气开关的工作原理：

自动空气开关也称为低压断路器，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器

等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。

自动空气开关具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。

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2．漏电保护开关：

A.漏电保护开关概念：

既具备漏电保护功能，人触摸到带电体会跳闸，确保人身安全，是漏电保护器的主要功能；用电设备如果绝缘不好漏电到外壳上，漏电保护器也会跳闸，避免人体触摸触电。同时具备电流通断功能、过负荷保护和短路保护功能。

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B.漏电保护开关的工作原理：

漏电保护器的工作原理图。LH为零序电流互感器，它由坡莫合金为材料的铁芯，和绕在环状铁芯上的二次线圈组成检测元件。电源相线和中性线穿过圆孔成为零序互感器的一次线圈。互感器的后部出线即为保护范围。

C.漏电保护开关的作用:

1、当电气设备或线路发生漏电或接地故障时，能在人尚未触及之前就把电源切断。

2、当人体触及带电的物体时，能在011s内切断电源，从而减轻电流对人体的伤害程度。

3、可以防止因漏电而引起的火灾事故。

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3．双电源自动转换开关：

双电源自动转换开关的概念:

双电源自动转换开关为电源二选一自动切换系统，第一路出现故障后双电源自动转换开关自动切换到第二路给负载供电，第二路故障的话双电源自动转换开关自动切换到第一路给负载供电。

适合用于UPS-UPS，UPS-发电机，UPS-市电，市电-市电等任意两路电源的不断电转换。

二、浪涌保护器：

A.浪涌保护器的概念：

浪涌保护器，也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害

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B.浪涌基本知识:

浪涌保护器系统的主要作用是保护电子设备免受“浪涌”的损害。因此，如果您想知道浪涌保护器的作用，就需要弄清楚两个问题：什么是浪涌？电子设备为什么需要它们的保护？

浪涌也叫突波，顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲，浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。可能引起浪涌的原因有：重型设备、短路、电源切换或大型发动机。

电涌或瞬变电压是指电压在电能流动的过程中大幅超过其额定水平。在美国，一般家庭和办公环境配线的标准电压是120伏。如果电压超过了120伏，就会产生问题，而浪涌保护器有助于防止该问题损坏计算机。

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C.浪涌保护器的作用：

第一道防线应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防浪涌保护器。一般要求该级电源保护器具备100KA/相以上的最大冲击容量，要求的限制电压应小于2800V。我们称为CLASS I 级电源防浪涌保护器（简称SPD）。

这些电源防浪涌保护器是专为承受雷电和感应雷击的大电流和高能量浪涌能量吸收而设计的，可将大量的浪涌电流分流到大地。它们仅提供限制电压（冲击电流流过SPD时，线路上出现的最大电压成为限制电压）为中等级别的保护，因为CLASS I 级的保护器主要是对大浪涌电流的吸收。仅靠它们是不能完全保护供电系统内部的敏感用电设备。

第二道防线应该是安装在向重要或敏感用电设备供电的分路配电设备处的电源防浪涌保护器。这些SPD对于通过了用户供电入口浪涌放电器的剩余浪涌能量进行更完善的吸收，对于瞬态过电压具有极好的抑制作用。该处使用的电源防浪涌保护器要求的最大冲击容量为40KA/相以上，要求的限制电压应小于2000V。我们称为CLASS II 级电源防浪涌保护器。一般的用户供电系统作到第二级保护就可以达到用电设备运行的要求了。

最后的防线可在用电设备内部电源部分使用一个内置式的电源防浪涌保护器，以达到完全消除微小瞬态的瞬态过电压的目的。该处使用的电源防浪涌保护器要求的最大冲击容量为20KA/相或更低一些，要求的限制电压应小于1800V。对于一些特别重要或特别敏感的电子设备，具备第三级的保护是必要的。同时也可以保护用电设备免受系统内部产生的瞬态过电压影响。

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三、电度表：

A.电度表的概念：

电工通常用的电能表，是用来测量电能的仪表，俗称电度表。

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B.电度表的工作原理：

①机械电度表工作原理：当电能表接入电路时,电压线圈和电流线圈产生的磁通穿过圆盘,这些磁通在时间和空间上不同相,分别在圆盘上感应出涡流,由于磁通与涡流的相互作用而产生转动力矩使圆盘转动,因磁钢的制动作用,使圆盘的转速达到匀速运动,由于磁通与电路中的电压和电流成正比例,使圆盘在其作用下以正比于负载电流的转速运动,圆盘的转动经蜗杆传动到计度器,计度器的示数就是电路中实际所使用的电能。

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②电子电度表基本原理：电子式电度表是利用电子电路/芯片来测量电能；用分压电阻或电压互感器将电压信号变成可用于电子测量的小信号,用分流器或电流互感器将电流信号变成可用于电子测量的小信号,利用专用的电能测量芯片将变换好的电压、电流信号进行模拟或数字乘法,并对电能进行累计,然后输出频率与电能成正比的脉冲信号；脉冲信号驱动步进马达带动机械计度器显示,或送微计算机处理后进行数码显示。

四、电流表：

A.电流表的工作原理：

流表是跟据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。当有电流通过时，电流沿弹簧、转轴通过磁场，电流切磁感线，所以受磁场力的作用，使线圈发生偏转，带动转轴、指针偏转。由于磁场力的大小随电流增大而增大，所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。这叫磁电式电流表。

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B.电流表的使用规则:

①电流表要串联在电路中(否则短路。);

②被测电流不要超过电流表的量程(可以采用试触的方法来看是否超过量程。);

③绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上(电流表内阻很小，相当于一根导线。若将电流表连到电源的两极上，轻则指针打歪，重则烧坏电流表、电源、导线。). ④.看清表针停留位置(一定从正面观察)

五、电压表：

A.电压表的概念：

电压表是测量电压的一种仪器，常用电压表——伏特表符号：V，在灵敏电流计里面有一个永磁体，在电流计的两个接线柱之间串联一个由导线构成的线圈，线圈放置在永磁体的磁场中，并通过传动装置与表的指针相连。电压表是个相当大的电阻器，理想的认为是断路。

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B.电压表工作原理：

电压表是采用电流表装配的，电流表的内阻很小，那么串连一个大的电阻，就可以直接并接到需要量取电压的两点，根据欧姆定律的关系可以知道，电流表显示的电流正比于外部电压，所以就可以测量出电压了

C.电压表的使用：

电压表能直接测电源电压,电压表使用时要并联在电路中. 使用电压表时应注意以下几点：（1）测电压时，必须把电压表并联在被测电路的两端；

（2）正确选择量程，被测电压不要超过电压表的量程。使用时并联在电路中；如果串联，则测得的是电源电动势。

不过以上讲到的几种元器件都是配电箱中最基本的元器件，在实际生产过程中还会根据配电箱不同的用途，以及对配电箱的使用要求来增加其他的元器件，如：交流接触器、中间继电器、时间继电器、按钮、信号指示灯、KNX智能开关模块（带容性负载）及后台监控系统、智能消防疏散照明及后台监控系统、电气火灾/漏电监控探测器及后台监控系统、EPS 电源电池等等。

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按结构特征和用途分类：

（1）固定面板式开关柜，常称开关板或配电屏。它是一种有面板遮拦的开启式开关柜，正面有防护作用，背面和侧面仍能触及带电部分，防护等级低，只能用于对供电连续性和可靠性要求较低的工矿企业，作变电室集中供电用。

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（2）防护式（即封闭式）开关柜，指除安装面外，其它所有侧面都被封闭起来的一种低压开关柜。这种柜子的开关、保护和监测控制等电气元件，均安装在一个用钢或绝缘材料制成的封闭外壳内，可靠墙或离墙安装。柜内每条回路之间可以不加隔离措施，也可以采用接地的金属板或绝缘板进行隔离。通常门与主开关操作有机械联锁。另外还有防护式台型开关柜（即控制台），面板上装有控制、测量、信号等电器。防护式开关柜主要用作工艺现场的配电装置。

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（3）抽屉式开关柜，这类开关柜采用钢板制成封闭外壳，进出线回路的电器元件都安装在可抽出的抽屉中，构成能完成某一类供电任务的功能单元。功能单元与母线或电缆之间，用接地的金属板或塑料制成的功能板隔开，形成母线、功能单元和电缆三个区域。每个功能单元之间也有隔离措施。抽屉式开关柜有较高的可靠性、安全性和互换性，是比较先进的开关柜，目前生产的开关柜，多数是抽屉式开关柜。它们适用于要求供电可靠性较高的工矿企业、高层建筑，作为集中控制的配电中心。

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（4）动力、照明配电控制箱，多为封闭式垂直安装。因使用场合不同，外壳防护等级也不同。它们主要作为工矿企业生产现场的配电装置。

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配电箱安装要求是：

配电箱应用不可燃材料制作；触电危险性小的生产场所和办公室，可安装开启式的配电板；在触电危险性大或作业环境较差的加工车间、铸造、锻造、热处理、锅炉房、木工房等场所，应安装封闭式箱柜；在有导电性粉尘或产生易燃易爆气体的危险作业场所，必须安装密闭式或防爆型的电气设施；配电箱各电气元件、仪表、开关和线路应排列整齐，安装牢固，操作方便。落地安装的板(箱)底面应高出地面5~10 mm；操作手柄中心高度一般为1.2～1.5m；箱前方0.8～1.2m的范围内无障碍物；保护线连接可靠；箱以外不得有裸带电体外露；必须装设在箱外表面或配电板上的电气元件，必须有可靠的屏护。

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操作规程

（1）配电柜为船舶配电中枢八产和设备的正常运转，任何无关人员不得扳动板上的开关。

（2）发电机组启动后，应利用动力屏升速开关手动缓慢加速，直到发电机进入正常工作状态，电压与频率达到规定值，方可合闸送电。

（3）配电板进入配电状态后，不得随意拔动动力屏升速开关，空气断路器的闭锁开关非紧急情况不得使用。

（4）发电机并联运行要严格按照并车条件要求与规定进行操作，要注意出现逆功率（逆流）和并车失败等现象。

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（5）停机时应先切断发电机负荷，然后空载停车，不得带负荷直接停机。

（6）交插岸电时，应先切断岸电屏各动力开关，然后检查接线与相序的正确性，确认正确后，方可实施船岸电的转换，严禁带负荷操作。

（7）配电柜应定期进行清洁和维护保养工作，以便使设备始终处于良好的工作状态。

（8）发电机工作，轮机人员进行配电板操作时，应集中思想，谨慎操作，防止意外事故发生，否则将追究个人事故责任。

（9）充放电板为船舶应急配电板，当班轮机人员应经常检查其工作状况，随时保证低压电力充足，并通过板上仪表掌握磁饱和稳压器的工作状况。

（10）正常航行时，配电板上各路开关应处于接通，以保证发电机能随时启动及应照时能随时投入使用。

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二次接线流程

1、按照原理图来了，不在同一位置的的要上端子，千万不要一个端子接3根线。查错就不是那么查了，只能按照原理图来一个个对。

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（1）导线横截面的选用

市电（交流220V）电压回路的线用1.5平方毫米的；电流回路用2.5平方毫米的。蓄电池一般用1.5平方毫米就可以。

（2）接线时候，要检查好导线两端的信号是否对应，以免造成不必要的错误。

（3）最主要的是看明白原理图及接线图。

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2、如果是新手要先审图，整理一条自己的思路，而且还可以检查一下图纸有没有问题，不懂的地方可以先弄明白，这样有利于做线。然后才开始接线。整个接线的过程都需要细心，当然，如果你是老手的话，就不用说这么多了。

施工人员应认真阅读并熟悉二次线符号，要将二次接线图与原理图进行核对，确保接线图正确无误。

对二次接线施工的要求：按图施工，接线正确；导线与电气元件采用螺栓连接、插接、焊接或压接等，均应牢固可靠，接线良好；配线整齐清晰、美观；导线绝缘良好，无损伤；柜内导线不应有接头；回路编号正确，字迹清晰。

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电缆芯线截面的选择还应符合下列要求：

（1）电流回路：应使电流互感器的工作准确等级，此时，如无可靠根据，可按断路器的电流容量确定最大短路电流。

（2）电压回路：当全部保护装置和安全自动装置动作时（考虑到发展，电压互感器的负荷最大时），电压互感器至保护和自动装置屏的电缆压降不应超过额定电压的3%。

（3）操作回路：在最大负荷下，操作母线至设备的电压降，不应超过10%额定电压。

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2、电流互感器二次绕组不允许开路，电压互感器二次侧不允许短路二次接线前，应熟悉一下图纸：

（1）原理图（表示各回路的工作原理和相互作用。图纸不久表示出二次回路中各元件的连接方式，而且还表示出与一次回路有关的联系）

（2）展开图

（3）端子排图

（4）安装接线图