目录(7 节)
1. 什么是配电柜,依据哪些标准
快速解答
建筑内配电分为两级(QCVN 12:2014/BXD,第 1.4.12、1.4.13 条)。主配电柜设于建筑进户供电线路的起端。分配电箱设于主配电柜之后,为建筑的一部分供电。进户处必须设主配电柜,除非架空线路的分支线已设有动作电流不大于 25 A 的保护电器(第 2.1.12.1 条)。主配电柜之后须为建筑各部分设分配电箱(第 2.1.12.2 条)。
低压成套设备(assembly)本身按 IEC 61439 系列标准制造。第 1 部分(IEC 61439-1:2020)规定定义、使用条件、结构要求、技术特性和验证要求。第 2 部分起规定各类成套设备的特殊要求(webstore.iec.ch)。第 2 部分适用于额定电压不超过交流 1 000 V 或直流 1 500 V 的成套电力开关和控制设备。不属于第 3 部分及以后各部分的成套设备,按第 2 部分执行。第 3 部分适用于由一般人员操作的配电板(DBO)。
IEC 61439 区分两种责任。原始制造商(original manufacturer)设计成套系统,并通过试验、计算或与已试验样品比较进行设计验证(design verification)。成套设备制造商(assembly manufacturer,通常为配电柜厂)按原始制造商的说明组装,并对每台配电柜进行例行检验(routine verification)。未按说明组装的,须重新进行设计验证(Schneider Electrical Installation Guide)。
2. 一项工程中的各类配电柜
Schneider Electrical Installation Guide 按用途划分低压配电柜:低压总配电柜(MLVS,Main LV Switchboard,在越南通常称 MSB)、电动机控制中心(MCC,Motor Control Centre)、分配电箱和末级配电箱。用于采暖、电梯、工业过程等专门用途的配电柜,可设于总配电柜旁或用电处附近。在施工现场,配电柜通常按功能称呼,如下表。
| 配电柜类型 | 作用 | 依据 |
|---|---|---|
| 总配电柜(MSB) | 设于工程电源进线端,向后级各配电柜配电 | QCVN 12:2014/BXD 第 1.4.12 条;Schneider EIG 中的 MLVS |
| 分配电箱(DB) | 为建筑的一部分供电:一个楼层、一个区域、一套公寓 | QCVN 12:2014/BXD 第 1.4.13 条;Schneider EIG 中的分配电箱和末级配电箱 |
| 动力柜、MCC 柜 | 为泵、风机、机器等电动机供电并进行控制 | MCC trong Schneider EIG |
| 照明配电箱 | 为照明回路供电;楼梯、公共通道、走廊照明须从主配电柜引出专用线路 | QCVN 12:2014/BXD 第 2.1.14.3 条 |
| 无功补偿柜 | 装设无功补偿电容器;电容器容量不超过变压器容量的 15 % 时采用固定补偿,超过时宜采用自动补偿 | Schneider EIG,固定补偿或自动补偿的选择一节 |
| ATS 柜 | 主电源异常时自动将负荷从主电源转换至备用电源 | ABB ACB 产品样本,ATS 部分 |
| 安全设施配电柜 | 为安全系统供电;须与正常电气系统隔离,并在规定时间内耐火 | QCVN 12:2014/BXD 第 2.3.8.6 条 |
来源: QCVN 12:2014/BXD;Schneider Electric,Electrical Installation Guide,“Distribution switchboards”和“The choice between a fixed or automatically-regulated bank of capacitors”页;ABB SACE Emax 2 ACB 产品样本(未注明年份)。
- 公寓、办公室用嵌入式配电箱:参见嵌入式配电箱尺寸选择。
- 无功补偿柜:参见无功补偿柜。
- 动力柜:参见风机、水泵用变频器和接触器与热过载继电器。
- ATS 柜与总断路器:参见ACB 和 ATS 何时使用。
- 工程在总配电柜前端设有接受中压电源的专用变电站时:参见24、35 kV 中压电缆如何选择和中压电缆附件。
3. IEC 60529 规定的 IP 防护等级
IP 代码是对设备外壳防护等级的数字分类:防止人员触及带电部分、防止固体异物进入,以及在有标注时防止水进入(IEC 60050,第 426-04-02 条)。代码由字母 IP 和两位特征数字组成(IEC 60529)。首位数字为 0 至 6,第二位数字为 0 至 8。首位数字没有 7 级,因此 IP77 之类的代码属于错误标注。无需标注的数字以 X 代替,例如 IPX5 或 IP2X。IP 代码适用于 72.5 kV 及以下的电气设备(Schneider Electrical Installation Guide)。
| 数字 | 首位:固体异物 | 第二位:水 |
|---|---|---|
| 0 | 无防护 | 无防护 |
| 1 | 50 mm 及以上的固体异物 | 垂直滴水 |
| 2 | 12.5 mm 及以上的固体异物 | 外壳倾斜至 15° 时的垂直滴水 |
| 3 | 2.5 mm 及以上的固体异物 | 淋水,与垂直方向两侧夹角至 60° |
| 4 | 1.0 mm 及以上的固体异物 | 任意方向溅水 |
| 5 | 防尘:进入的灰尘量不足以影响正常运行或安全 | 任意方向喷水 |
| 6 | 尘密:无灰尘进入 | 任意方向猛烈喷水 |
| 7 | 无此等级 | 短时浸水,压力和时间按标准规定 |
| 8 | 无此等级 | 持续浸水,条件由制造商与用户商定,比 7 级更严酷 |
来源: IEC 60529(第 2.1 版,2001),首位特征数字(固体)和第二位特征数字(水)表,wewontech.com 转载的标准文本。
- IPX7、IPX8(浸水)不包含 IPX5、IPX6(喷水)。两者均能承受的外壳须双重标注,例如 IPX5/IPX7(IEC 60529)。
- 防止触及危险部件还有附加字母 A、B、C、D,位于两位数字之后:B 为直径 12 mm、长 80 mm 的试指;D 为直径 1.0 mm、长 100 mm 的试棒(IEC 60529)。
- 防直接接触的遮栏、外护物的防护等级不得低于 IPXXB 或 IP2X,易触及的顶部水平表面不得低于 IPXXD 或 IP4X(QCVN 12:2014/BXD,第 2.4.1.2 条)。
- 外壳有多种安装方式且对应不同 IP 等级时,制造商须在说明书中注明每种安装方式的 IP 等级(IEC 60529)。
4. IEC 62262 规定的 IK 防冲击等级
IEC 62262 定义了 IK 代码,表示设备外壳在各个面上承受机械冲击的能力。代码由字母 IK 和 00 至 10 的两位数字组成,对应以焦耳(J)计的冲击能量。AG 列为 IEC 60364-5-51 外部影响分类中的机械应力代码(Schneider Electrical Installation Guide)。
在 IEC 61439 中,机械冲击(第 10.2.6 条)和外壳防护等级(第 10.3 条)均属于配电柜设计验证项目。机械冲击只能通过试验进行验证(Schneider Electrical Installation Guide,图 E34)。
| IK 代码 | 冲击能量 | 对应 AG 代码 |
|---|---|---|
| IK00 | 0 J | — |
| IK01 | ≤ 0,14 J | — |
| IK02 | ≤ 0,20 J | AG1 |
| IK03 | ≤ 0,35 J | — |
| IK04 | ≤ 0,50 J | — |
| IK05 | ≤ 0,70 J | — |
| IK06 | ≤ 1 J | — |
| IK07 | ≤ 2 J | AG2 |
| IK08 | ≤ 5 J | AG3 |
| IK09 | ≤ 10 J | — |
| IK10 | ≤ 20 J | AG4 |
来源: Schneider Electric,Electrical Installation Guide,“Protection provided for enclosed equipment: codes IP and IK”页,图 E68。
5. 按安装场所选择 IP、IK
外壳的 IP 和 IK 等级按 IEC 60364-5-51 定义的外部影响选择:固体异物(代码 AE)、水(代码 AD)、机械应力、接触人员的能力(代码 BA)。在各国法规无其他规定时,Schneider 对室内配电柜建议采用下表中的等级(Schneider Electrical Installation Guide)。
| 安装场所 | 条件 | IP | IK |
|---|---|---|---|
| 技术间 | 正常,无垂直滴水;无较大冲击风险 | IP30 | IK07 |
| 走廊 | 正常,有垂直滴水风险;有可能损坏设备的明显冲击风险 | IP31 | IK08(带门外壳) |
| 车间 | 非常恶劣,有任意方向溅水风险;冲击风险最高,可能损坏外壳 | IP54/55 | IK10 |
左右滑动查看全部列。
来源: Schneider Electric,Electrical Installation Guide,图 E69、E70。资料中的示例为 Prisma 系列配电柜,设计用于室内安装;各国法规优先适用。
- 不得在卫生间、浴室、盥洗处、洗衣房、存放化学品的房间的下方或内部安装配电箱(QCVN 12:2014/BXD,第 2.1.12.8 条)。
- 在人员密集区域(QCVN 称为 KV2、KV3),开关、控制、保护电器的布置应仅允许责任人员接触。如设于通行范围内,须装在由不燃或难燃材料制成的封闭柜或箱内(QCVN 12:2014/BXD,第 2.5.3.2、2.5.3.3 条)。
6. 外壳材料
IEC 61439 通过以下项目验证配电柜材料的耐久性:耐腐蚀(第 10.2.2 条),绝缘材料特性,包括热稳定性、耐非正常热及内部电效应引起的着火(10.2.3),耐紫外线 UV(10.2.4),机械冲击(10.2.6)。耐腐蚀只能通过试验验证,不能通过计算或比较验证(Schneider Electrical Installation Guide,图 E34,依据 IEC 61439-1 附录 D 表 D.1)。
对于小型配电箱,Sino Vanlock 配电箱产品样本(未注明年份)列出以下材料选项:
- E4M 系列嵌入式配电箱:白色或透明烟色面盖,塑料底盒或铁底盒。
- ABS 塑料面板嵌入式配电箱,聚碳酸酯(PC)面盖。
- 带 PC 保护盖的金属外壳配电箱,暗装或明装,按模块数选择(例如 28、36、48 模块)。
- 防水金属外壳配电箱,样本标注 IP65/55。
- 用于安装 MCCB 和接触器的金属外壳配电箱。
7. 隔离形式与功能单元型式
成套设备划分为若干功能单元(functional unit)。每个单元包括共同完成一项功能的全部电气和机械元件。一台配电柜有一个进线单元和一个或多个出线单元。IEC 61439 规定了这些单元之间的隔离形式(form of separation),编号 1 至 4,并有 a 或 b 变体。编号较大的形式包含编号较小者的特征。选用哪种形式由配电柜制造商与用户商定(Schneider Electrical Installation Guide)。
| Form | 隔离 |
|---|---|
| Form 1 | 无隔离 |
| Form 2 | 母线与功能单元之间隔离 |
| Form 3 | 同形式 2,另加功能单元之间相互隔离,出线端子除外 |
| Form 4 | 同形式 3,另加各功能单元的出线端子之间相互隔离 |
来源: Schneider Electric,Electrical Installation Guide,“Distribution switchboards”页,Forms 部分。a、b 变体详见 IEC 61439-2。
- 形式大于 1 时,功能单元断开后仍带电的全部部件须至少遮护到 IPXXB(IEC 61439-2:2020,webstore.iec.ch 上的摘要)。
- 功能单元有三种型式:固定式(维护时须断开整个配电柜);可移式(安装在可拆卸底板上,母线侧和出线侧均可隔离);抽出式(无需断开配电柜其余部分即可快速更换故障单元)(Schneider Electrical Installation Guide)。
- 以其他品牌或其他系列的电器替换柜内电器,会影响温升验证和短路耐受能力。按 IEC 61439,仅以同品牌、同系列且限流特性(I²t、Ipk)相同或更优的电器替换,配电柜才能保持已验证的性能。替换为其他品牌须通过试验验证(Schneider Electrical Installation Guide)。
- 各单元断路器、隔离开关的选择:参见低压配电柜开关电器选型。
- 委托制作配电柜时,请注明:配电柜类型、电压、额定电流、柜处短路电流、安装场所、IP、IK、隔离形式、功能单元型式及设备清单。清单的编制方法见准备 BOQ 以快速获取报价一文。
来源与适用范围
- QCVN 12:2014/BXD 第 1.4.12、1.4.13、2.1.12.1、2.1.12.2、2.1.12.8、2.1.14.3、2.3.8.6、2.4.1.2、2.5.3.2、2.5.3.3 条;IEC 60050 第 426-04-02 条;IEC 60529 第 2.1 版(2001),wewontech.com 转载版本(访问日期 2026年10月14日);IEC 61439-1:2020 和 IEC 61439-2:2020,webstore.iec.ch 上的摘要(访问日期 2026年10月14日);Schneider Electric,Electrical Installation Guide,“Distribution switchboards”“Protection provided for enclosed equipment: codes IP and IK”“The choice between a fixed or automatically-regulated bank of capacitors”各页(访问日期 2026年10月14日);ABB SACE Emax 2 ACB 产品样本(未注明年份);Sino Vanlock 配电箱产品样本(未注明年份)。Hoang Nhat 汇编,不能替代工程师的设计与计算。
