常用形式与图示分布的低压配电系统

（一）电力系统的组成

电力系统通常是由发电机、变压器、电力线路、用电设备等组成的三相交流系统。电能由发电厂产生，发电厂一般建在动力资源丰富的地方，通常与用电场所相距较远，这就需要把电能长距离地输送到用电场所，为了减少输送过程中的电能损失，一般把发电机发出的电压用变压器进行升压送至用户。而用户所使用的电压又是很低的，多数为380V和220V，所以又需要降压，甚至需要二次降压才能达到用户的要求。这样一个由产生、输送、分配和使用电能的各子系统所连接起来的有机整体称为电力系统。

（二）低压配电系统分类

变配电系统根据电压强弱可以分为低压配电系统和高压配电系统。这里主要介绍低压供电系统。

低压配电系统由配电装置及配电线路组成。根据对可靠性的要求、变压器的容量及分布、地理环境等情况，低压配电系统的常用形式有放射式、树干式、混合式，见图7-1所示。

放射式的优点是各个负荷独立受电，因而故障范围一般仅限于本回路，线路发生故障需要检修时，也只切断本回路而不影响其他回路；同时回路中电动机启动所引起的电压波动，对其他回路的影响也较小。其缺点是所需开关设备和有色金属消耗量较多，因此，放射式配电一般多用于对供电可靠性要求高的负荷或大容量设备。

图7-1　低压配电方式

树干式配电的特点正好与放射式相反。一般情况下，树干式采用的开关设备较少，有色金属消耗量也较少，但干线发生故障时，影响范围大，因此供电可靠性较低。树干式配电在机加工车间，高层建筑中使用较多，可采用封闭式母线，灵活方便，也比较安全。

在很多情况下往往采用放射式和树干式相结合的配电方式，亦称混合式配电。

（三）变配电设备

1.高压隔离开关

高压隔离开关主要用于隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。用了隔离开关，可以将高压装置中需要修理的设备与其他带电部分可靠地断开，并构成明显可见的断开间隙，故隔离开关的触头是暴露在空气中的。隔离开关没有灭弧装置。所以不能带负荷操作，否则可能发生严重的事故。

2.高压负荷开关

高压负荷开关具有简单的灭弧装置。专门用在高压装置中通断负荷电流，但因灭弧能力不高，故不能切断短路电流，它必须和高压熔断器串联使用，靠熔断器切断短路电流。

3.高压熔断器

高压熔断器是一种当所在电路的电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。熔断器功能主要是对电路及电路设备进行短路保护，有的也具有过负荷保护的功能。由于它简单、便宜、使用方便，所以适用于保护线路、电力变压器等。它主要由熔体管、接触导电部分、支持绝缘子和底座等组成。按其使用场所不同可分为户内式和户外式两大类。

4.高压断路器

高压断路器的功能是，不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。高压断路器按其采用的灭弧介质可分为：油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器等。在高层建筑内则多采用真空断路器，真空断路器的优点是体积小、重量轻、动作快、寿命长、安全可靠和便于维护等优点，主要用于频繁操作的场所。需要注意的是断路器和隔离开关一定要配合使用，配合使用时，要严格遵守操作顺序，即停电时，应先使断路器跳闸，后拉开隔离开关；送电时，应先合隔离开关，再闭合断路器。

5.高压开关柜

高压开关柜是按一定的接线方案将有关一、二次设备（如开关设备、监察测量仪表、保护电器及操作辅助设备）组装而成的一种高压配电装置，在变配电所中作为控制和保护电力变压器及电力线路之用。

高压开关柜有固定式、手车式两大类型。传统的固定式高压开关柜目前使用仍较为普遍。因为这种开关柜具有“五防”功能，即：防止带负荷分、合隔离开关，防止误入带电间隔，防止误分、合断路器，防止带电挂接地线，防止带接地线合闸。手车式高压开关柜中的高压断路器等主要电器设备可拉出柜外检修，推入备用手车后可继续供电，有安全、方便、缩短停电时间等优点。

6.互感器

互感器是一种特殊的变压器，是电流互感器和电压互感器的统称。互感器是一次系统和二次系统的联络元件，其一次绕组接入电网，二次绕组分别与测量仪表、保护装置等互相连接。互感器与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统的电压、电流和电能；与继电保护和自动装置配合，可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。

电流互感器的作用是将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，便于仪表直接测量；使测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，便于屏内安装；互感器一次侧和二次侧没有电的联系，只有磁的联系，使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全；为继电保护和自动装置提供电源。

7.避雷器

避雷器是电力保护系统中保护电气设备免受雷电过电压或由操作引起内部过电压损害的设备。避雷器的类型有阀型、管型和氧化锌避雷器。

8.变压器

电力变压器是用来变换电压等级的设备，是变电所设备的核心。变压器的分类方法很多，按功能分有升压变压器和降压变压器；按相数分有单相和三相变压器；按绕组导体材质分有铜线和铝线变压器；按冷却方式分有油浸式和干式，其中，油浸式变压器又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等，而干式变压器又有浇注式、开启式、充气式（SF6）等；按用途分有普通变压器和特种变压器。安装在总降压变电所的变压器称为主变压器，6～10kV/0.4kV的变压器通常称为配电变压器。建筑供配电系统中的配电变压器都是三相电力变压器。

9.低压开关柜

低压开关柜是一种成套配电装置，它按一定的接线方案将有关低压一、二次设备组装起来，适用于低压配电系统中动力、照明配电之用。低压配电屏的结构形式，有固定式和抽屉式两大类型。

10.低压断路器

低压断路器是能够接通、承载及分断正常电路条件的电流，也能在规定的非正常条件下（如过载、短路、欠电压以及发生单相接地故障时）接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。过去也称之为自动开关、空气开关和空气断路器（空开、空断）等。

低压断路器的种类很多，按保护对象分配电保护型、电动机保护型、家用或类似场所用保护型（以前称为导线保护型，现称为小型或称微型断路器的就属于此类）、剩余电流（漏电）保护型；按其结构形式可分为框架式（万能式）和塑料外壳式（装置式）；按触头数目可分为单极、双极、三极、四极；按动作速度可分为延时动作、普通速度和快速动作等。

（四）变配电设备安装

1.变压器安装

油浸式变压器安装的工作内容，视变压器容量大小不同而有所区别。整体运输的中小型变压器，多为整体安装；解体运输的变压器，则油箱和附件等分别进行安装。干式变压器安装工艺与之相同，只是不需进行绝缘油处理和器身检查等内容。

（1）变压器搬运

在这里变压器的搬运是指施工现场的短途搬运，一般均采用起重运输机械。须注意的是，应保证运输过程中的安全。

（2）变压器器身检查

变压器到达现场后，应进行器身检查。《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》（GBJ50148-2010）规定了不进行器身检查的条件及其器身检查的项目和要求。

（3）变压器的干燥

变压器是否需要进行干燥，应根据《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》（GBJ50148-2010）进行综合分析判断后确定。设备进行干燥时，宜采用真空热油循环干燥法。

2.高、低压开关柜的安装

（1）基础槽钢的安装

高、低压开关柜安装在基础上，基础大多采用槽钢。先按照要求先将基础槽钢校直、预制加工、除去铁锈，待土建施工时，配合土建工程进行预埋。埋设的方法有两种：一种是在土建混凝土施工时，根据槽钢固定尺寸和位置预埋好地脚螺栓，待基础强度符合要求后再安放槽钢。也可以在基础施工时留置地脚螺栓孔，基础槽钢和地脚螺栓同时配合土建施工安装。二是随土建预埋固定槽钢的钢板，待安装基础槽钢时与钢板进行焊接，安装如图7-2所示。基础槽钢找正、找平，应完全符合规范要求，其顶部宜高出室内最终地面10～20mm，与主接地网接地应不少于两处。

图7-2　基础型钢的安装

（2）高、低压开关柜的安装

在浇筑基础型钢的混凝土凝固达到要求强度之后，即可将开关柜就位。就位时应根据图纸及现场条件确定就位顺序，一般情况是以不妨碍其他柜（屏）就位为原则，先内后外，先靠墙处后入口处，依次将开关柜放在安装位置上。

开关柜就位后，应先调到大致的水平位置，然后再进行精调。当柜较少时，先精确地调整第一块柜，再以第一块柜为标准逐个调整其余柜，使其柜面一致、排列整齐、间隙均匀。当柜较多时，宜先安装中间一块柜，再调整安装两侧其余柜。柜金属框架及基础型钢应与保护导体可靠连接；对于装有电器的可开启门，门和金属框架的接地端子间应选用截面积不小于4mm²的黄绿色绝缘铜芯软导线连接，并应有标识。

装置内保护接地导体（PE）排应有裸露的连接外部保护接地导体的端子，并应可靠连接。

3.母线安装

变电所室内硬母线通常有两种，一种是硬裸母线，一种是封闭式母线。封闭式母线安装不需要对母线加工，只是按图纸所示位置用支架将封闭式母线架设起来；硬裸母线安装，必须在现场加工，并应在设备安装就位调整后进行。

（1）硬裸母线安装(www.xing528.com)

1）母线矫正

安装前母线必须进行矫正。矫正的方法有手工矫正和机械矫正两种。

2）母线切割

切割母线可用钢锯或手动剪切机，用钢锯切割母线，虽然工具轻比较方便，但工作效率低。用手动剪切机剪切母线，工作效率高，操作方便。大截面的切割则可用电动无齿锯。

3）母线弯曲

母线的安装，除必要的弯曲外，应尽量减少弯曲。矩形母线应进行冷弯，不得进行热弯。弯曲形式有平弯、立弯、扭弯三种，可分别采用平弯机、立弯机和扭弯器进行。

4）母线连接

矩形硬母线的连接应采用焊接、贯穿螺栓连接或夹板及夹持螺栓搭接。

5）支架制作安装

支架要采用L50×50的角钢制作，其形式和尺寸应依据图纸尺寸和母线架设路径来决定。支架埋入墙内部分必须开叉成燕尾状。支架一般是埋设在墙上或固定在建筑物的构件上。装设支架时，应横平竖直，支架埋入深度宜大于150mm。孔洞要用混凝土填实、灌注牢固。

6）绝缘子加工安装

室内用绝缘子种类较多，且有高低压之分。比较常用的是高压支柱绝缘子和低压电车绝缘子，其外形见图7-3所示。

电车绝缘子在安装前首先应用填料将螺栓及螺帽埋入瓷瓶孔内。其填料可采用水泥和洗净的细砂掺合，其配合比按重量为1：1。具体做法是：先把水泥和砂子均匀混合后，加入0.5%的石膏，加水调匀，湿度控制在用手紧抓能结成团但不滴水为宜。瓷瓶孔应清洗干净，把螺栓和螺帽放入孔内，加放填料压实，见图7-4。

图7-3　常用绝缘子

图7-4　绝缘子与螺栓胶合

胶合好的瓷瓶用布擦净，经检查无缺陷后，即可固定到支架上。固定瓷瓶时，应垫红钢纸垫，以防拧紧螺母时损坏瓷瓶。如果在直线段上有许多支架时，为使瓷瓶安装整齐，可先在两端支架的螺栓孔上拉一根细钢丝，再将瓷瓶顺钢丝依次固定在每个支架上。

7）母线固定

支架和绝缘子均安装完毕后，即可将加工好了的母线架设到支架上，固定于绝缘子上。矩形母线在瓷瓶上的固定方法，常用的有两种方法，用夹板或用卡板。见图7-5所示。用卡板固定是将母线放入卡板内，然后将卡板扭转一定角度卡住母线。母线相序的排列当按设计或规范要求。安装固定结束刷相色漆，L1一黄色、LZ一绿色、L3一红色。

8）母线过墙做法

高压母线穿过墙壁时应安装高压穿墙套管，低压母线过墙要安装过墙隔板。高压穿墙套管的安装，多是在墙上预留长方形孔洞，在孔洞内装设角钢框架用以固定钢板，根据穿墙套管尺寸在钢板上钻孔，然后将穿墙套管固定在钢板上，如图7-6所示。

图7-5　母线在绝缘子上的固定

1—上夹板；2—下夹板；3—红钢纸垫圈；4—绝缘子；5—沉头螺钉；6—螺栓；7—螺母；8—垫圈；9—螺母；10—套筒；11—母线；12—卡板

图7-6　穿墙套管安装

1—穿墙套管；2—钢板；3—框架

低压母线过墙隔板的安装方法，如图7-7所示。隔板多采用硬质塑料板开槽制成。

（2）封闭插接母线安装

封闭插接母线是工矿企业、事业建筑和现代高层建筑中新型的供配电装置。在民用建筑中主要用在变压器低压侧出线与低压配电柜的连接和电气竖井中照明、电力供电干线等。与硬裸母线相比，以其安全、可靠、安装迅速方便、使用美观大方等优点，得到越来越广泛的应用。

生产封闭插接母线的厂家较多，型号、规格、外形和尺寸也不尽相同，同时又有各自的安装方式和安装附件。但共同的特点是在安装现场不需再对母线进行一系列加工，只需进行连接组装和架设工作，见图7-8。

图7-7　低压母线过墙隔板安装

1—角钢；2—绝缘夹板；3—螺栓；4—螺母；5—垫圈；6—橡胶或石棉板垫圈

图7-8　封闭插接式母线安装示意图

1）支架的制作与安装

封闭插接母线支架的形式是由母线的安装方式决定的，母线安装方式有垂直式，水平侧装式和水平悬吊式等。常用支架形式有“一”字形、“U”形、“L”形、“T”字形以及三角形等多种形式，应视施工现场结构类型决定，并选用角钢或槽钢、扁钢等制作。

支架可以根据用户要求由厂家配套供应，也可以自制，支架的制作安装应符合设计和产品技术文件的规定。

水平或垂直敷设的母线槽固定点应每段设置一个，且每层不得少于一个支架，其间距应符合产品技术文件的要求，距拐弯0.4m～0.6m处应设置支架，固定点位置不应设置在母线槽的连接处或分接单元处。

支架应安装牢固、无明显扭曲，采用金属吊架固定时应有防晃支架，配电母线槽的圆钢吊架直径不得小于8mm；照明母线槽的圆钢吊架直径不得小于6mm。

2）封闭母线安装

母线沿墙垂直安装。可以使用U形支架固定。母线在U形支架上可以采用平卧式或侧卧式固定。母线平卧固定使用平卧压板，母线侧卧固定使用侧卧压板，这两种压板均由生产厂家提供。

母线水平安装。在各种不同类型的支、吊架上亦有平卧式和侧卧式之分，均用厂家配套供应的平卧压板或侧卧压板固定。

3）封闭母线连接

封闭插接母线连接时，母线与外壳间应同心，误差不得超过5mm。段与段连接时，两相邻段母线及外壳应对准，连接后不应使母线及外壳受到额外应力。连接处应躲开母线支架，且不应在穿楼板或墙壁处进行。母线在穿墙及楼板时，应采取防火隔离措施，一般是在母线周围填充防火堵料。

4）封闭插接母线的接地

母线槽的金属外壳等外露可导电部分应与保护导体可靠连接，每段母线槽的金属外壳间应连接可靠，且母线槽全长与保护导体可靠连接不应少于2处；分支母线槽的金属外壳末端应与保护导体可靠连接；连接导体的材质、截面积应符合设计要求。

当设计将母线槽的金属外壳作为保护接地导体（PE）时，其外壳导体应具有连续性且应符合现行国家标准《低压成套开关设备和控制设备第1部分：总则》GB7251.1的规定。一般每段母线间应用截面不小于16mm2的编织软铜带跨接，使母线外壳连成一体，外壳上焊有接地螺栓供接地用。也有的带有附加接地装置。无论采用什么形式接地，均应接地牢固，并应与专用保护线（PE线）连接。