MNS3.0低压开关柜部件说明

1.MNS3.0低压开关柜的骨架材料

骨架材料用于构建开关柜的基础结构。ABB的MNS开关柜中采用C形骨架和安装槽钢构成框架结构。

MNS3.0开关柜采用C形骨架拼接而成。C形骨架的材料为覆铝锌板，其上冲压了许多安装孔。

与C形骨架材料配套的各种横梁、支架、支撑结构件、铰链和各种板材上面的冲孔圆心间距均为E的倍数，由此构建出各种类型开关柜的柜体结构。

MNS3.0低压开关柜的高度为2200mm，其深度系列包括600mm、800mm、1000mm和1200mm 4个规格，其宽度系列包括400mm、600mm、800mm、1000mm和1200mm 5个规格。

MNS3.0低压开关柜结构件之间的栓接通过固定转矩的气动工具利用高强度自攻螺丝进行紧固，既便于装配，又使得整个开关柜柜体结构坚固而稳定。

2.MNS3.0侧出线柜型的主母线和分支母线

（1）主母线

图2-15所示为MNS3.0侧出线柜型结构中的各类母线。其中水平母线位于开关柜的后部，接地PE水平母线和中性线N水平母线安排在开关柜的前下部，其中接地PE水平母线直接与金属骨架连接。

图2-15 MNS3.0样本中的母线系统

在MNS3.0侧出线结构方案中，相线、中性线和PE线水平母线的铜排截面比值符合IEC 61439-1：2011和GB 7251.1—2013中有相关规定：若相线截面大于10mm²则中性线铜排的截面必须为相线铜排截面的一半。MNS3.0侧出线柜型结构中的铜排截面满足此要求。

（2）垂直分支母线

在图2-16中绘出了馈电柜里的母线系统结构示意图，其中左侧是分支母线，该垂直分支母线的后部与主母线相连接，而前部通过插拔式母线接触夹与柜内的功能单元相连接。

如图2-16中所示的垂直分支母线被隐蔽地安装在多功能板中，而多功能板又同时作为设备区与母线区的分隔隔板。多功能板的材质由不含卤素的阻燃塑料制成，具有优良的灭弧能力。多功能板的盖板具有IP20的防护等级。

在图2-16中可见到三条“L”形的垂直母线，分别应用于L1、L2和L3三相电源。图中还可见到多功能板本体及盖板。

图2-16 MNS3.0侧出线柜型的 对功能板和垂直母线

3.MNS3.0开关柜的隔室

在国际电工标准IEC 60439-1和我国国家标准GB 7251.1的附录D中对低压开关柜的隔室有详尽的说明，MNS3.0低压开关柜与上述标准对应地也分为若干个隔室，分别为母线隔室、开关和元器件隔室、出线电缆隔室等。

1）母线隔室：母线隔室有2种，即水平母线隔室和垂直分支母线隔室。

2）设备区开关和元器件隔室：用接地的覆铝锌板材和绝缘材料进行封闭的空间，其中安装各种功能单元；对于MNS3.0低压开关柜的抽屉单元，其中一次元件和二次元件也用覆铝锌板材和绝缘材料隔离封闭。

3）出线电缆隔室：用接地的覆铝锌板材和绝缘材料进行封闭的空间，其中安装和敷设各种出线电缆。出线电缆隔室通往电缆沟的窗口上安放了法兰盘，用于隔离开关柜内部空间与电缆沟外部空间，防止小动物侵入开关柜。

在MNS3.0低压开关柜中配备了贯穿所有开关柜的二次行线槽，其中安放和敷设二次线缆。二次行线槽由覆铝锌板材制作，并且可靠接地。

4.MNS3.0开关柜的隔板和挡板

图2-17所示为MNS3.0侧出线柜型的各类隔板。隔板用于隔离各个隔室，而挡板则用于防止操作人员对导电体的直接接触以及对电弧进行防护隔离。

图2-17 MNS3.0侧出线柜型的各类隔板

1）柜间隔板：用于将相邻的开关柜相互隔离。

2）母线隔室与出线电缆隔室间的隔板：用于隔离母线隔室与出线电缆隔室。

3）回路间的隔板：用于隔离各个出线回路。

4）终端板：用于封闭一列开关柜的左右终端。

5.MNS3.0开关柜的门板

门板实质上是带铰链和锁的挡板，操作人员对门板可进行开启和关闭操作。

在MNS3.0低压开关柜中，所有的金属门板都可靠接地，且满足IEC 60439-1和GB 7251.1标准中对门板等可移动部件的保护导体连续性的要求，如图2-18所示。

1）操作门板：包括框架断路器、塑壳断路器、ATSE开关、变频器、软起动器和补偿电容测控仪等的操作门板，其上安装电气仪表、信号灯、按钮和测控板等元器件。

2）MNS3.0低压开关柜的后封板和后门板，在侧出线结构中用于将水平母线封闭，在后出线结构中用于操作人员与出线电缆间的防护隔离。

6.功能单元

功能单元指能够完成某些电气功能且包括主回路和辅助回路的电路组合。在MNS3.0开关柜中包括几种功能单元：

（1）进线功能单元

把来自电力变压器或发电机的电能馈送到成套低压开关设备中的功能单元，一般属于大容量功能单元。

进线功能单元一般采用第一种抽出式方案，即利用断路器自身具备的抽出式功能构成开关柜抽出式结构，所以进线功能单元一般采用单柜单回路或固定分隔式的安装方法。

（2）母联功能单元

对分段的母线进行联络的功能单元，一般属于大容量功能单元。

母联功能单元与进线功能单元类似，一般采用单柜单回路或固定分隔式的安装方法。

（3）出线馈电功能单元

把电能输送到馈电线路、照明线路等下级电网的功能单元。出线馈电功能单元既有大容量的单元，也有小容量的单元。出线馈电功能单元既可采用单柜单回路或固定分隔式的安装方法也可采用抽屉式的安装方法。

图2-18 符合IP41防护等级的 MNS3.0电容柜的门板

（4）补偿电容功能单元

对无功功率进行补偿的电容器控制单元，一般采用固定分隔式的安装方法。

（5）电动机测控功能单元

对低压电动机实施测控的功能单元，可采用固定分隔式的安装方法或抽屉式的安装方法。

对各种功能单元的详细介绍可参阅关于主回路的章节。

7.MNS3.0开关柜的抽屉

（1）抽屉结构(www.xing528.com)

抽屉是MNS3.0抽屉式开关柜的主要部件，在MNS3.0侧出线柜型方案和后出线柜型方案中的抽屉结构和外形都是一致的。

抽屉的结构包括：抽屉侧板、抽屉门板及附件、抽屉底板、抽屉背板及插接式母线接触夹总成、抽屉隔板、二次接插件总成、抽屉闭锁装置、断路器操作机构总成和二次测控板等。

在MNS3.0开关柜中，4E抽屉及8E以上抽屉的结构基本类似，图2-19所示为MNS3.0的8E抽屉视图。

1）抽屉底板：抽屉的结构件，抽屉底板用于安装元器件，其上冲制了安装孔及散热孔。

2）抽屉左右侧板：抽屉的结构件，左侧板上安装了闭锁装置，右侧板上安装了二次回路接插件。闭锁装置用于抽屉的抽出缓冲，避免抽屉在抽出后发生直接坠落事故。左右侧板上还弯制了抽屉的导入导出滑轨。二次接插件用于输入和输出有关抽屉内部电路在测量、控制、信号等方面的电信息。

图2-19 MNS3.0的8E抽屉视图

3）抽屉门板：抽屉门板上安装了抽屉拉手、门锁、操作手柄等附件。抽屉门板与操作机构有联动装置：当主开关处于工作位置时门板是无法打开的。

4）隔板：抽屉结构件，用于安装断路器、接触器等一次元件，同时作为抽屉内部一次系统和二次系统的内部分隔。

5）抽屉后板：抽屉的结构件，抽屉后板上安装有一次回路的接插件和接触夹。

6）操作机构：分为手动操作机构和电动操作机构，一般仅安装一种操作机构。

7）行程开关：被操作机构驱动的位置开关，在不同的操作模式和工作位置下其辅助触头能根据要求产生闭合和打开的动作。

8）二次测控板：用于安装仪表、信号灯、控制按钮和选择开关等装置。

8E/4抽屉和8E/2抽屉与上述抽屉的结构不同，其中8E/2抽屉的结构如图2-20所示。

图2-20 MNS3.0的8E/2抽屉视图

8E/2抽屉的结构由抽屉侧板、抽屉面板及附件、8E/4和8E/2抽屉底板、8E/4和8E/2抽屉背板及一次和二次插接件、抽屉闭锁装置、断路器操作机构等组成。

8E/2和8E/4抽屉的面板不能打开，且测控板与抽屉面板合并使用。8E/2和8E/4抽屉的底板实质是专用的铝合金型材，其下有导轨槽，而上部有元器件的安装卡轨。从图2-20中可见所有元器件都安装在卡轨上。

（2）抽屉内的分区

MNS3.0的抽屉分为两个区域：一次元器件安装区域和二次元器件安装区域。一次元器件安装区域主要安装断路器、接触器及其附件，而二次元器件安装区域主要安装电流互感器和中间继电器等元件。

将一次系统和二次系统元器件分开安装的最大好处是两者相互隔离后能够使得安装更清晰且减少故障电弧对一次、二次元器件的影响，使得系统运行得更稳定。

抽屉的种类

MNS3.0抽屉式开关柜的抽屉种类见表2-5。

表2-5 MNS3.0开关柜中的抽屉种类规格表

（3）抽屉的操作

抽屉操作的要点如下：

1）操作者能在主回路带电的状况下将抽屉抽出或插入。

2）抽屉具备工作位、试验位、抽出位和热备位四个位置，此四个位置具备机械锁定功能，只允许操作变位，不允许自行变位。

3）抽屉中的主断路器和一次接插件与辅助回路的电源和二次接插件能随抽屉位置的变更而自动接通或断开，且满足如下关系：

①试验位置：抽屉操作手柄位于“试验位置”时，一次和二次接插件的动静触头均紧密接触闭合，但主开关处于分断位置，例如断路器、熔断器开关或隔离开关等都处于分断状态，而二次回路的工作电源则处于接通状态。利用试验位置，操作者可以方便地测试该功能单元工作正常与否。

二次回路的工作电源受操作手柄的行程开关控制，当操作手柄指向试验位置时行程开关触头闭合，二次回路控制电源得电，此时操作者可对控制回路进行测试。

注意：在“试验位置”状态下，抽屉中的主开关断路器保持分断状态，故抽屉内的主回路不工作。

②工作位置：抽屉操作手柄位于“工作位置”时一次和二次接插件的动静触头均紧密接触闭合。

主回路电器处于正常工作位，二次回路的工作电源也保持接通，整个功能单元都进入正常运作状态。

当操作手柄指向“工作位置”中的“分闸位”时，操作手柄的行程开关闭合，控制电源得电；当操作手柄位于“工作位置”的“合闸位”时，行程开关和断路器的辅助触头均闭合，控制电源得电。

③抽出位置：主回路和二次回路都处于分断状态，抽屉的机械闭锁打开，操作者可以将抽屉自由退出。

④热备位置：主回路和二次回路都处于分断状态，抽屉的机械闭锁保持锁定状态，整个抽屉被锁定在开关柜内且不能随机械震动而运动。操作者能够方便地将此抽屉转变为工作状态或作为其他功能单元的备份。

⑤MNS3.0抽屉的四种操作位置标志

MNS3.0抽屉的四种操作位置标志如图2-21所示。

图2-21 MNS3.0抽屉的四种操作位置标志

操作者将抽屉完全推入后可以利用操作手柄指向的位置来改变功能单元的运作状态。操作手柄指向的位置包括：试验位置、工作位置、抽出位置和热备位置。

试验位置、工作位置、抽出位置和热备位置的标志如图所示。

在图2-21中，带箭头的是旋转操作手柄，外部为固定位置的状态指示盘，操作者可按逆时针方向旋转操作手柄从而改变抽屉或抽出设备的工作状态。

在图2-21中箭头所指的方向（180°方向）为工作位置中的“分闸位”，最上部（90°方向）是工作位置中的“合闸位”，最下部（270°方向）是抽出位置，在抽出位置的左侧（225°方向）是试验位置，在抽出位置的右侧（315°方向）是热备位置。

4）若同种规格的抽屉中功能单元一致，则此类抽屉具有互换性。满足互换性的抽屉其机械尺寸偏差必须一致，抽屉抽插顺利，不允许出现过松过紧或卡死等现象。

图2-22所示为抽屉的试验位置和工作位置的电气性能示意图：

在图2-22的上半部分绘出了抽屉一次接插件，其中左边的是抽屉进线端一次接插件，右边的是抽屉出线端一次接插件；抽屉右侧的是二次接插件；在图2-22的下方所绘断路器操作机构旁边是微动行程开关。

图2-22 抽屉的试验位置和工作位置的电气性能

注意断路器辅助触头和微动行程开关的辅助触头是并联的，并且在试验位置和工作位置微动行程开关的辅助触头都是闭合的，所以虽然在试验位置主开关断路器未闭合但行程开关辅助触头却是闭合的，故二次控制电源保持有电。

从图2-22中还可以看见8E抽屉的门板及断路器操作手柄，以及安装电流表、信号灯和控制按钮的测控板；门板上还可见到抽屉的操作手柄。门板上配备了闭锁装置，当抽屉处于工作位置时门板被闭锁。

从图中还可以看见抽屉的二次接插件，二次接插件可上下微调运动使得接插更为可靠。

从图2-22的右侧可见抽屉后板和一次输入接插件，一次输入接插件中安装了3套插拔式母线接触夹用于引入三相电源。