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停电的每一分钟，你的工厂都会损失金钱。 精良的配电板可以防止这种情况发生。本指南解释了配电板的用途、如何为您的项目选择配电板，以及为什么 IEC 61439 比价格标签更重要。
配电板是中央配电板，它接收来自变压器或发电机的输入电力并将其分成多个输出电路。每个电路为您设施的不同部分供电。将配电板视为大容量电源变成可用电源的连接点。
如果没有配电板，您将无法在不关闭整个工厂的情况下隔离故障电机。非洲各地的每一家工厂、矿山和商业建筑都依靠配电板来维持运行，即使其中一个电路跳闸也是如此。
在不同的地区，您可能会听到配电箱或电气数据库等术语。这些名称都指向相同的设备。无论您如何称呼它，配电板都是电气系统的核心。
电力以中压或低压进入您的站点。主电源通过主断路器向配电板供电。从那里，铜或铝母线将电流传送到各个分支断路器。
每个分支断路器保护一个电路。当该电路发生故障时，只有该断路器跳闸。配电板的其余部分继续工作。您可以隔离并解决问题，同时其他生产线继续生产。
对于电网供应不稳定的非洲项目，配电板通常通过自动转换开关同时连接市电和备用发电机。 ATS 检测电网故障并在几秒钟内切换到发电机电源。配电 箱 必须处理这种转换，而不会损坏配电板内的连接设备。
大多数工业设施使用三相四线系统。配电板将所有三相以及中性线和地线分配到每个引出电路。单相负载（例如照明和小型工具）连接在一相和中性线之间。电机和泵等三相负载使用所有三相。
配电板不仅仅是一个金属盒。六个核心部件决定您的配电板是否可靠工作 20 年或两年后出现故障。
主断路器。 这是配电板内的总开关。它可以保护整个组件免受过流影响，并让您可以关闭所有设备进行维护。对于 250A 以上的装置，您将使用 MCCB 或 ACB 而不是基本 MCB。
母线。 这些是厚铜条或铝条，将电流从主断路器传送到分支断路器。尺寸过小的母线过热。在非洲工业区的热带气候下，必须将母线容量降低 10% 至 15%，因为环境温度高于 35 摄氏度会降低装置的载流能力。
分支断路器。 每个输出电路都有自己的断路器，其大小适合负载。 63A 断路器保护 15kW 电机电路。 16A 断路器可保护同一装置上的照明电路。如果这个错误，断路器就会不断跳闸，或者更糟糕的是，在应该跳闸的时候却没有跳闸。
剩余电流装置。 RCD 会检测对地漏电流并在有人触电之前跳闸。在泵房和室外安装等潮湿区域，面板内的 RCD 不是可选的。为了人员安全，它们是强制性的。
电涌保护装置。 雷击和开关浪涌会损坏电子设备。安装在进线端的 SPD 将浪涌能量转移到地面。对于配备 VFD、PLC 和 SCADA 系统的工厂，跳过 SPD，您将在每个雨季更换控制板。
外壳。 钢制柜子可保护内部所有物品免受灰尘、水和机械损坏。 IP42 外壳在室内工作。 IP55 外壳在室外多尘的采矿环境中工作。选择错误，设备会在两年内被腐蚀毁坏。
并非每个配电板都是相同的。您需要的类型取决于它在电力系统中的位置。
类型 | 在系统中的位置 | 典型额定电流 | 常用 |
|---|---|---|---|
主配电板（MDB） | 直接位于变压器或发电机之后 | 630A至6300A | 接收大容量电力并将其分配给子面板 |
子配电板 (SDB) | MDB 之后，为区域或楼层供电 | 100A至630A | 将电力分配至某一区域的最终电路 |
最终配电板 | 加载前的最后一点 | 63A至250A | 直接为照明、插座和小型设备供电 |
电机控制中心 | 专用于电机负载 | 100A至3200A | 在一个面板上启动、停止和保护多个电机 |
配电中心 | 结合MDB和MCC功能的大型装配体 | 1000A至6300A | 整个过程工厂的集中控制 |
配电箱/外壳箱 | 小型壁挂式装置 | 16A至125A | 少数电路的局部隔离和保护 |
每种类型的配电板都有特定的作用。主配电板处理传入的电源。子配电板为特定区域或楼层供电。最终配电板直接向最终使用设备供电。
电机 控制中心面板 将电机启动器、接触器和过载继电器组合在一个组件中。这与仅分配电力而没有电机控制功能的标准配电板不同。
对于采矿现场的室外安装，配电箱采用 IP55 或 IP65 等级的焊接钢。对于室内工厂使用，IP42 的落地式面板通常就足够了。
许多工程师混淆了这两个术语。关键是任何工作电压高达 1000V AC 的设备都算作低电压。低压配电板从一个电源接收电力并为多个输出电路供电。是工厂中最常见的配电板类型。
配电中心是一个较大的组件。它将主配电板、多个子配电部分以及通常的电机控制结合在一个集成系列中。 PDC 可处理 1000A 至 6300A。在这种规模下，装配成为整个加工厂的单点控制。
这是决策规则。如果您有一个进线，且每个低于 630A 的出线电路少于 20 个，则标准低压装置可以满足您的需求。如果您有多个进线、超过 20 个电路或超过 630A 的负载，配电中心是正确的选择。
成本差异很大。具有 12 条出线方式的基本单元起价约为 2,500 美元。采矿加工厂的配电中心的运行费用为 40,000 美元至 150,000 美元，具体取决于开关设备配置和保护要求。
两者都必须符合 低压开关设备和控制设备组件的国际标准无论您的配电板馈送 100A 还是 4000A，设计验证规则都是相同的。低压IEC 61439 。 开关设备 组件遵循相同的原理。 IEC 维护这些标准以确保全球市场的安全 。
工业工厂比任何其他类型的设施都更依赖配电板。典型的非洲农产品加工厂拥有一台从变压器接收 800kVA 电力的主机、三台为生产线供电的分配电板以及十个用于照明和公用设施的最终配电箱。
采矿场将每个单位推向极限。中部非洲的铜矿可能使用额定值为 4000A 的配电中心，具有弧闪保护、远程监控和 IP65 外壳。灰尘、振动和极端温度意味着配电板必须符合可能在几个月内损坏标准面板的条件。
由于水泵在潮湿环境中运行，水处理厂需要具有高 RCD 灵敏度的装置。最小 30mA RCD。对于关键泵，面板上的 10mA 设备增加了额外的保护层。
数据中心电气设备遵循更严格的规则。非洲主要城市的三级和四级数据中心需要具有自动故障转移功能的双总线配电板。如果一个单元发生故障，第二个单元将不间断地接管。这些组件包括每个电路的电源监控、远程报警触点以及与楼宇管理系统的集成。
VFD面板 值得特别关注。当您通过变频驱动器为电机供电时，谐波会流回配电板。如果没有适当的滤波和母线尺寸调整，谐波会使中性导体过热并导致误跳闸。带有失谐电抗器的电容器 组 通过吸收谐波源来解决这个问题。
IEC 61439 是低压开关设备和控制设备组件的国际标准。 IEC 61439-2 由 IEC 发布，专门涵盖电力开关设备和控制设备组件。它取代了旧的 IEC 60439，并通过测试或计算引入了强制性设计验证。
以下是 IEC 61439 对每个配电板的要求：
验证项目 | 它检查什么 | 为什么它对您的项目很重要 |
|---|---|---|
温升 | 满载时母线及元件温度 | 防止 40 摄氏度环境条件下的热失控 |
短路承受能力 | 配电板是否能承受故障直至断路器将其清除 | 确定您的面板在故障期间是否爆炸或保持不动 |
介电特性 | 相间及相对地绝缘 | 防止闪络损坏开关设备 |
机械操作 | 断路器、门、抽出式装置是否工作顺畅 | 确保安全的维护访问 |
防护等级 | 防止灰尘和水进入 | 室内IP42、室外IP55、矿用IP65 |
爬电距离和间隙 | 带电部件之间的距离 | 防止潮湿热带空气中的漏电起痕和电弧 |
大多数非洲公用事业公司和项目融资机构都要求符合 IEC 61439 标准。非洲大陆的国家监管机构在其电网规范中引用了它。非洲 开发银行 和 世界银行 资助的项目要求对规范中的每个配电板进行型式测试组件。
不合规的配电箱前期成本可能会降低 30%。但是，当保险评估员在火灾后发现非 IEC 单位时，您的索赔就会被拒绝。这种情况发生的频率比您想象的要高。
对于备用电源集成，自动转换开关面板还必须符合 IEC 60947-6-1 标准。这确保了传输机制在电网到发电机转换期间可靠运行。
购买配电板而不检查这六个项目就像订购卡车而不检查发动机是否合适一样。
1. 总连接负载和多样性因子。 将设备将供电的每个电机、灯和插座加起来。然后应用多样性因素，因为并不是所有事情都能同时运行。连接负载为 800A 的电路板可能只需要 500A 的母线容量。无论哪个方向计算错误，你都会付出代价。
2. 安装点的短路电平。 向您的公用事业或项目电气工程师询问进线端的预期短路电流。在许多非洲工业区，25kA至50kA很常见。您的配电盘必须能够承受上游断路器清除故障所需的时间，通常为 0.1 到 1 秒。
3. 引出路数加上25%备用。 恰好有 12 路的装置在安装当天就已满。添加 25% 的闲置容量。如果您现在需要 12 条电路，请指定 16 路配电板。改造成本是原始面板价格的三倍。
4. IP等级与安装环境相匹配。 室内、干净、有空调：IP42。室外屋顶下：IP54。户外暴露于雨水和灰尘中：IP55。采矿或采石场：IP65。在热带条件下，IP 级别的一个错误会使设备的使用寿命从 20 年缩短至 5 年。
5、内部分离形式。 形式 1 表示外壳内的母线和端子之间没有隔离。表格 3b 将每个功能单元与所有其他功能单元分开。对于无法关闭整个组件来维修一个电路的关键流程，Form 3b 或 Form 4a 值得额外支付 20% 的成本。
6. 热带气候规定。 在 25 摄氏度环境下测试的标准设备将在 40 摄氏度时过热。指定具有更宽温度裕度的热带组件。为高湿度沿海地区添加防冷凝加热器。为电缆入口添加防虫网。这些小的添加可以防止导致数天停机的故障。
对于无功功率管理， 在主配电板下游集成这消除了公用事业处罚并为未来负载释放了变压器容量。 自动功率因数校正面板。
配电板和配电盘有什么区别？
配电板将输入电源分成多个输出电路。配电盘具有相同的功能，但可处理高于 1600A 的更高电流，并且通常包括输入计量、保护继电器和母线部分耦合器。实际上，它们之间的界限在 1600A 到 2500A 左右是模糊的。
配电板的使用寿命有多长？
使用一流组件的制造商精心打造的设备在室内环境中可持续使用 20 到 30 年。如果维护得当，热带气候下的室外安装可持续 10 至 15 年。限制因素通常是母线绝缘退化和接触器磨损，而不是钢外壳。
配电板可以安装在室外吗？
是的，但您需要一个带有防雨罩、遮阳罩、防冷凝加热器和耐腐蚀涂层的 IP55 或 IP65 外壳。如果安装在热带沿海或内陆地区的室外，标准室内机会在两个雨季内生锈。
我的电气 DB 需要电涌保护吗？
如果您的工厂有任何电子设备，例如 VFD、PLC、计算机或数字仪表，那么可以。主进线处的 1+2 型 SPD 可保护整个下游系统。对于数据中心电气设备，在子配电盘处增加2类防雷器，进行分层保护。
什么是配电箱与配电盘？
配电箱通常较小，安装在墙上，可处理高达 125A 的电流，具有 4 至 12 个电路。配电盘为落地式，手柄为 250A 至 3200A，用作主配电或次主配电。两者都是配电板类型，术语在 100A 到 250A 范围内重叠。
配电板的价格是多少？
基本的 12 路壁挂式配电箱起价约为 800 美元。24 路落地式子配电盘的价格为 3,000 美元至 8,000 美元。额定 2000A 的主低压装置成本为 15,000 美元至 40,000 美元。配电板的价格因组件品牌、IP 等级和定制而异。
非洲公用事业公司是否需要经过型式测试的配电板？
是的。撒哈拉以南非洲地区的国家监管机构参考了 IEC 61439，该标准要求对每个连接到电网的设备进行设计验证。不合格的组件无法连接，并且在调试检查期间将被拒绝。
为什么配电板在热带气候下会出现故障？
三个原因：通风不良的外壳导致内部温度超过组件额定值，高湿度凝结腐蚀母线和端子，灰尘进入阻塞通风路径。通过适当的规范，这三种情况都是可以预防的。
配电板是电气系统的支柱。选择正确的配电板，您的工厂就能运行数十年。如果做错了，你就会永远追寻错误。
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