低摘要针对中大型项目，提出低压标准配电柜的设计理念；指出低压标准配电柜不仅可简化设计、方便维护，还能加快采购及工程实施进度；介绍低压标准配电柜实际设计案例。关键词与出版号低压标准配电柜；低压标准主配电柜；低压标准分配电柜；额定分散系数；峰值耐受电流；短时耐受电流；熔断器组合电器; 过电流保护电器的配合
中图分类号：TU852 文献标识码：A
doi：10. 3969 / j. issn. 1003 - 8493. 2016. 04. 0050引言低压成套开关设备和控制设备是由一个或多个低压开关器件和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，以及所有内部的电气及机械的连接及结构部件构成的组合体［1］，人们根据其外形、结构的不同，常称为低压配电柜 / 盘 / 屏 / 箱等，其内部所有的电气和机械的连接由制造商负责完成。低压配电柜是低压配电系统实现配电功能的主要电气设备，广泛应用于发电厂、变电站、工矿企业及各类电力用户的低压配电系统中，用作电能的分配、控制、保护和监测。本文所说的低压配电柜，也包括配电板。配电板是一种带有开关或保护器件（例如熔断器或小型断路器），并带有一条或多条进出线电路，以及用来连接中性导体和保护电路导体端子的成套设备。它可以带有信号和其他控制器件［2］，配电板常称配电箱。
由于使用场所和业主要求的千差万别，使得低压配电柜的设计较为复杂，不仅难以具有通用性，而且需要较长的设计周期。在传统的低压配电设计过程中，只有所有外部供电资料、负荷资料、配电方案、业主要求等确定后，才可能完成低压配电柜的设计，而且随着设计的深入，业主、工艺及其他相关专业会不断地修改对电气专业的设计输入资料，这也使得低压配电柜的接线图在设计完成前很难确定，上述情况对工程建设的进度控制带来重大挑战，特别是中大型工程。事实上即使设计完成了，在实施和运行过程中电气专业的设计输入仍然会不停变化，因此设计低压配电柜是业主、设计、施工、运行、维护各方都非常关注的一个重点。
笔者在2010年的设计实践中，首次看到德国在设计低压配电柜时，根据工程配电系统形式、负荷容量及分布特点，对配电柜规格进行了标准化，不仅大大提前了采购招标流程，加快了工程实施进度，还简化了设计，方便了维护，且备品备件简单。为便于描述，笔者把上述根据项目特点标准化了的低压配电柜称为“低压标准配电柜”。
由于低压标准配电柜具有上述优势，目前我公司也在其他设计项目进行推广采用。下面笔者把自身所理解的低压标准配电柜设计理念、案例作一些介绍，供大家借鉴和参考。1 低压标准配电柜的设计理念设计低压开关柜时，必须依据使用的环境条件、开关设备的工作任务及系统可靠性和可用性等方面的要求进行。根据使用的场所及要求的不同，笔者把低压配电柜分为以下两种：低压主配电柜（Low voltage Main Distribution Panel）和低压分配电柜（Low voltage Sub Distribution Panel）。
对于变电所或动力中心，由于要求较高供电可靠性、电器元件能快速更换、尽可能减少停电时间等原因，开关柜大多采用可移式部件，常设置母线室、元件室、出线电缆室、辅件室等不同功能的隔室，以提高供电的可靠性和灵活性。采用可移式部件的柜体一般可自由安装不同型式的功能部件，如插入式部件和抽出式部件，此类结构的优点是一个出线回路发生故障后，能限制配电柜中内燃弧引起的不良影响，不影响相邻的功能单元，保证供电的可靠性和连续性。为便于称呼，本文把变电所或动力中心等重要场所的配电柜称为低压主配电柜。配电柜中的可移式部件不仅适用于断路器保护系统，也适用于熔断器保护系统。由于熔断器保护系统具有高分断能力、优异的选择性、廉价、高限流特性等一些优点，在欧洲低压配电系统中得到了广泛应用，而国内由于忽视低压配电系统的选择性、可靠性，并在熔断器认识上存在着较大偏差，使得国内低压配电系统多使用断路器保护系统。另外，低压主配电柜根据所接负荷的不同，常分为PCC（Power Control Center）柜和MCC（Motor Control Center）柜。
对于一般场所，开关柜常选用固定式部件的安装柜型，可提高元器件的安装密度。保护元件国外常选用性价比优异、安装密度高的条式熔断器等熔断器组合电器，国内一般使用断路器。为便于称呼，本文把一般场所的配电柜称为低压分配电柜。
设计选用低压开关柜时考虑的主要技术因素包括：① 开关柜防护等级、温升、功耗和通风散热等要求；② 母线额定电流及短路耐受能力；③ 确保人身安全（通过燃弧试验和型式试验)；④ 按需求采用固定式、插入式、抽出式等结构，满足系统灵活性和可靠性的要求；⑤ 标准化模块化设计，确保可扩展性；⑥ 模块化标准化的电器元件，减少备件，快速更换；⑦ 合理设置计量、通信及智能控制等功能，为智能配电及电能管理提供技术支撑等。
对于按施工图设计标准完成的低压配电柜，其系统图不仅有配电柜的规格型号、柜内各元器件型号、规格、整定值等参数，还明确了配出回路编号、进出线规格、编号、负荷名称等数据，制造厂根据图纸要求即可进行制造。但对于低压标准配电柜，由于其电流额定数据、额定分散系数、防护等级、外部接线端子、冷却系统等数据是统一设计的，但实际配电系统、所接的负荷大小、电缆规格却是变化的，这就使得低压标准配电柜还必须得适应各种可能的变化情况。
对于常用的低压主配电柜，一般采用模块化的插入式和抽出式部件。相同壳架等级（断路器）或尺码（熔断器）的部件，对于同一个供应商的产品，其外形尺寸（模数）是相同的，便于组件的维护、更换。设计师可根据实际负荷的大小、数量，把每一个低压柜的进出线回路进行组合，形成低压配电系统图（一次线路图）。
一般场所的固定式箱型配电柜，各制造商也给出了一系列标准方案，但在实际设计中，设计人往往是根据配电柜实际所接负荷对制造厂的标准方案进行修正，使得实际上大多数配电柜的一次接线大都不相同。
按照上述原则进行的设计虽然节省投资，但设计、制造周期长，要求维护人员熟悉所有不同的配电柜，备品、备件复杂。在设计没有完成前，制造厂无法进行制造。在目前的社会发展阶段，时间意味着成本，也意味着效益和机遇，特别是对于中、大型建设工程。低压标准配电柜所节省的时间，对中、大型建设工程意义重大。
根据笔者的设计实践经验，在对低压配电柜进行标准化的过程中，除正常设计低压配电柜需要考虑的因素外，低压配电柜需重点考虑以下因素：
a. 标准配电柜的一致及互换性。对于指定的低压标准配电柜，其外形尺寸、外部接口应是相同的，以保证配电柜的一致及互换性，这是设计低压标准配电柜的一个基本原则。满足了上述原则，就可以使采购的配电柜的外形尺寸、外部接口与供应商无关，可以圆满地解决多家供应商供货产品不一致的问题。为达到上述目的，设计师在选择标准配电柜的柜体型号时应与业主充分勾通，慎重确定。
b. 标准配电柜的电流额定数据的选择。变电所等重要场所常采用低压主配电柜，在标准化时柜体的电流额定数据应尽可能统一。当变压器容量差别不大时，建议统一为一种规格，当变压器容量差别较大时，可考虑分为二种规格。一般情况下，当考虑采用低压标准配电柜时，变压器的容量规格也宜尽量统一，避免出现过多的变压器容量规格。
低压主配电柜内一般有两类母线：水平母线（主母线）和垂直母线（配电母线）。制造商提供的与母线相关的3个重要电流额定数据是：额定电流（In）、额定峰值耐受电流（Ip k）、额定短时耐受电流（Ic w）。对于主母线，国产品牌产品的额定电流常见规格为1 600 A、2 000 A、2 500 A、3 200 A、4 000 A，合资或进口品牌低压柜主母线的额定电流可达7 000 A，一般情况下选择主母线时考虑的主要因素是变压器容量，对于配电母线，国产品牌低压柜的额定电流常见规格为1 000 ～ 1 600 A，合资或进口品牌低压柜的额定电流可达4 000 A，一般情况下选择配电母线时考虑的主要因素是出线回路负荷的大小和数量。在负荷较多且电流较大时，宜选择配电母线较大的开关柜，以方便使用。
主母线和配电母线额定电流初选后，应按最不利的运行情况进行Ic w、Ip k的校验，其中Ic w是短路热稳定的校验，Ip k是短路动稳定的校验，两者不能相互替代。在变压器容量较大或并列运行时，仅按额定电流选择母线往往不能满足动、热稳定要求。笔者认为低压柜内主母线及配电母线的额定短时耐受电流Ic w均不应小于柜内实际的短路电流有效值。对于Ic w，制造商给出的短路持续时间一般为1 s，而低压开关柜在选用B类断路器时，延时时间一般为0. 4 ～ 0. 8 ｓ，这种情况下开关柜实际的短路耐受电流可根据I 2 t = 常数进行折算。
另外在进行水平母线规格的选择时应注意，相同规格的母线，在开关柜防护等级、通风条件不同时，其额定电流具有较大的差异，不同公司的柜体，其母线外形及结构也不相同。
c. 标准配电柜的额定分散系数（RDF）。额定分散系数是成套设备制造商根据发热的相互影响给出的成套设备出线电路可以持续并同时承载的额定电流的标幺值。对于标准配电柜，因为设计时不可能确定每个柜的计算电流，但也没有必要要求所有回路均能在额定电流下连续运行，因此额定分散系数是设计标准配电柜的一个重要概念。对于设计者和成套设备制造商而言，通过额定分散系数，规定了成套设备所设计的平均负荷条件，避免了材料和资源的低效率应用。
根据GB 7251. 12 - 2013 / IEC 61439 - 2：2011《低压成套开关设备和控制设备 第2部分：成套电力开关和控制设备》，当成套设备制造商与用户协议缺少实际负载电流的情况下，成套设备输出电路或输出电路组的设定负载可采用表1中的值。对于低压标准配电柜，由于为通用设计，各个出线回路所接负荷不确定，故设计时额定分散系数建议按表1中的计算负荷值选取。
对于具有多个出线回路的低压主开关柜，低压柜配电母线额定电流的大小，实质上决定了配电柜最大的馈出电流，设计时应注意额定分散系数，使配电柜各出线回路脱扣器 / 熔断器额定电流之和乘以额定分散系数的数值不能大于配电母线额定电流，如一个设置4个脱扣器额定电流为630 A的馈出回路的低压柜，配电母线额定电流选择1 000或1 600 A是不恰当的，因为4 × 630 × 0. 8 = 2 016，数值大于1 600。
对于一般场所使用的箱型开关柜，通过柜体的最大电流可按表1中的计算负荷值、进线元件、上级保护元件的最大电流综合考虑。
d. 标准配电柜的外接导线端子。对于指定壳架等级的B类断路器，其长延时保护整定值范围较大，如合资公司的断路器长延时电流一般可整定为断路器脱扣器额定电流的0. 4 ～ 1倍。B类断路器在短路情况下可通过人为的延时作串联在负荷侧的其他断路器的选择性保护。
对于指定尺码的熔断器，熔断体的额定电流范围也较大，如专职人员使用的NH熔断器系统，尺码为0及00时，熔断体额定电流为6 ～ 160 A；尺码为1时，熔断体额定电流为80 ～ 250 A；尺码为2时，熔断体额定电流为125 ～ 400 A；尺码为3时，熔断体额定电流为315 ～ 630 A。
根据以上情况，并考虑到出线电缆的截面还需根据供电的距离进行修正，因此当低压柜内采用使用类别为B类的断路器或采用熔断器组合电器时，配电柜的外接导线端子需要对制造厂提出每个回路可能的最小和最大的导线截面和根数，以满足实际的接线要求。
e. 标准配电柜的防护等级及冷却。配电柜的防护等级应根据工作环境、供电可靠性要求等因素确定。工业厂房环境较为恶劣，为防止水管破裂、漏水等因素对设备的影响，国外的低压配电柜常采用防护等级为IP54配电柜，出线形式多采用下进线下出线方式。当配电柜防护等级较高时，应控制柜体内的温升，使保护元件的降容在可接受的合理范围内。对于防护等级较高的配电柜，建议设置机械通风，并尽量使柜内相对于周围环境的温升不超过10 ～ 15 ℃。
f. 上下级保护元件的选择性。GB 50054 - 2011《低压配电设计规范》第6. 1. 2条要求：配电线路装设的上下级保护电器，其动作特性应具有选择性，且各级之间能协调配合。非重要负荷的保护电器，可采用部分选择性或无选择性切断。
对于熔断器保护系统，按照IEC 60269标准和GB 13539系列标准生产的gG型熔断器，在额定电流大于16 A时，全选择性约定电流范围为1 : 1. 6。部分制造精度高的公司，其选择性约定电流范围可达1 : 1. 25，如此优良的全选择性是其他保护元件难以比拟的。对于断路器保护系统，对于过负荷保护，上下级保护电器动作特性之间的选择性比较容易实现，但对于短路保护，要做到选择性配合有一定难度，需综合考虑脱扣器电流动作的整定值、延时、区域选择性联锁、能量选择等多种技术手段，也是低压标准配电柜的设计难点。根据目前一些进口品牌的制造厂资料，上下级断路器实现选择性的必要条件是：上级壳架电流 / 下级壳架电流 ≥ 2，上级断路器短延时电流 / 下级断路器短延时电流 ≥ 1. 5，上级断路器长延时电流 / 下级断路器长延时电流 ≥ 1. 6，上述要求与熔断器相比，苛刻很多。
2 低压标准配电柜设计案例
华晨宝马铁西工厂总占地面积2. 07 km2，总投资约15亿欧元，是宝马汽车公司全球最先进的工厂之一。笔者2010年6月开始该工程一期工程的施工图设计，一期工程共设置1个总配电所、5个分配电所、1个应急配电所，变压器44台，低压主配电柜359台，电容补偿及谐波治理装置16套。该工程前期仅有一个概念设计，而德方要求在2010年8月对该项目的配变电所部分进行招标（招标文件也需要设计单位编制），此时的负荷计算实际上是根据以前汽车厂的经验进行估算的，各车间的工艺方案也未确定下来，显然在正常情况下，对于这样的中大型工程，要进行这样的招标必须在施工图设计完成后才能进行，按照德方对施工图设计的要求和程序，即使所有的子项工程同时开始设计，完成施工图估计至少需要半年的时间（事实上随着工艺资料的逐步深化，一些复杂的车间设计周期已达1年以上），不可能满足项目的进度要求，后来通过采用低压标准配电柜的做法，按计划发标。
由于该工程的供电体系与国内差异巨大，为便于理解该工程低压标准配电柜的技术要求及做法，这里对该工程的供电体系作简单介绍。该工程根据负荷密度及供电半径，所使用的变压器规格及型号仅有两种：1 000（1 400）kVA和1 600（2 240）kVA，括号内的数据为强迫风冷时变压器的允许输出容量，且变压器之间采用并列运行方案以提高供电的可靠性及可用性。每台变压器后第一个配电柜为变压器出线柜，第二个配电柜为联络柜，联络柜之间通过插接式母线连接，联络母线仅作并列运行用，不为负荷供电，上述两个配电柜接地形式采用TN - C系统，第三个柜及其以后的配电柜均为出线柜，接地形式采用TN - S系统，柜内PEN分开。
当变压器容量为1 000 kVA时，变压器允许并列运行的台数最多为4台，当变压器容量为1 600 kVA时，变压器允许并列运行的台数最多为3台，上述原则目的是限制变压器低压侧的短路电流，避免过大，以兼顾系统的经济性。根据笔者用Ecodial Advance Calculation INT建立的模型，计算结果表明3台1 600 kVA变压器并列运行时短路电流最大，此时配电柜内低压母线上最大电流约为98. 9 kA，德方的要求是所有变电所低压柜的短路电流均按100 kA选择和校验设备。
该方式能够处理（n - 1）故障事件：即并列运行中一台变压器故障时，其供电容量缺失可通过其他（n - 1）台变压器的输出容量来补充。1 000 kVA互联的母线规格为2 500 A、1 600 kVA互联的母线规格为3 150 A。需要提醒的是，上述母线规格的选择，未考虑母线在短路条件的动热稳定性校验，若考虑到该系统的最大短路电流接近100 kA，目前制造厂提供的2 500 A产品大都不能满足稳定性校验，需要通过提高额定电流来满足短路时的要求。
根据该工程的供电系统及业主的上述要求，笔者、德方概念设计公司、业主等相关人员结合以往汽车工厂的建设经验，提出表2所示的变电所内低压主开关柜主要电气技术参数和柜型表。一般负荷的供电原则如下：当负荷的额定电流或计算电流大于160 A时，该负荷均从变电所供电，额定电流或计算电流不大于160 A的一般负荷从动力配电箱供电，特殊负荷（如消防负荷、重要负荷）可根据标准或使用要求，从变电所直接供电。
表2中没有国内常见的MCC柜，这是因为该工程中工艺、公用专业的水泵、风机等设备均由BAS系统进行组网监控，由自控专业负责设计。笔者认为，当工程中使用MCC柜时，由于使用数量有限，一般无需进行标准化。
由于变电所低压配电柜大多直接安装在工业厂房内的平台或地面上，工作环境较为恶劣，故低压配电柜防护等级选择IP54，上述选择虽然可以抵御管道泄漏、漏雨等不利影响，但也带来配电柜温升较高、柜内元件降容过大的问题。为解决上述问题，供货商对配电柜增加了强制通风，并对通风方案作了多次调整，标准配电柜按最终机械通风方案及未设通风的标准配电柜内的断路器降容数据见表3。
该工程TYPE 1 ～ 6低压标准配电柜的分隔形式为4b，即：外接导体端子与关联的功能单元不在同一隔室中，它位于单独的、隔离的、封闭的防护空间中或隔室中。表2中的柜型表不仅适用于并列运行的变压器后的低压标准主配电柜，还适用于应急变压器后的低压标准主配电柜，需要注意的是，应急变压器后的低压标准主配电柜存在3种运行方式：① 市电供电时的分列运行方式；② 应急变压器故障时，通过联络母线进行的并列运行方式；③ 发电机单独供电方式。由于发电机单独供电时，系统短路容量较小，需要根据接地故障的灵敏度确定应急变压器供电半径和电缆规格。另外对于为消防负荷供电的回路，断路器选型与一般回路有所不同，目前常见的做法仍然是断路器只设磁脱扣或把断路器的长延时脱扣器整定值加大，使其达到计算电流的1. 5 ～ 2倍。
2. 2 低压标准分配电柜低压分配电柜与低压主配电柜相比，更为复杂，更加难以标准化，原因是行业之间、工程之间差异巨大。这里笔者仍以华晨宝马铁西工厂为例，说明低压标准分配电柜的设计。
该工程分配电柜设计的难点如下：一是系统短路电流较大，分配电柜可能的设置场所很多，有的直接设置在变电所内，有的设置位置距变电所很远，如果所有分配电柜内短路电流都按主配电柜的100 kA标准来选择，成本巨大难以接受；二是如何保证上下级的选择性，业主德方和中方人员在此问题上认识有明显不同，中方人员对此问题不太关注，而德方人员曾不止一次组织过线路选择性的专题会议；三是小功率设备非常多，如研发试制车间，仅工艺用电点就达数千个，但大多数设备电流均小于16 A，小设备的配电如何解决是一个需要思考的问题。
对于第一个问题，德国宝马莱比锡工厂和该工程均采用了限流技术，区别是莱比锡工厂从变电所馈出回路开始就采用熔断器限流，而该工程在变电所采用的是断路器限流。从前文可知，该工程最大短路电流发生在3台1 600 kVA变压器并列运行时，由于变电所的MCCB型断路器使用了分断能力为100 kA的限流断路器（要求为ABB、施耐德、西门子产品），根据产品资料可查得断路器出口处的最大短路电流均被限制在50 kA以下，这就使得变电所下级配电柜的柜体及柜内元件选型均按50 kA选择即可，而与该配电柜与变电所的距离无关，大大降低了成本。
对于第二个问题，采取的措施主要是通过控制上级电器UD（Upstream Device）和下级电器DD（Downstream Device）的额定电流、壳架等级、级联与增强的选择性等技术来保证。对于第三个问题，采取的措施是设置出线回路较多的TYPE 6系列标准配电柜，其中TYPE 6配电柜出线回路为51个，TYPE 6C配电柜出线回路为64个。
德方最初共提供了19种可选用的配电柜形式，进线除小型配电柜采用3相63 A断路器外，其他动力配电箱均采用熔断器组合电器，出线多采用熔断器，仅少量采用微型断路器。为找出适合该工程的标准配电柜，设计人员、业主及相关人员结合德方在莱比锡工厂的建设及运行经验，并根据中国的现行标准，初期设计出了如下几种低压标准分配电柜，详见表4，其他标准配电柜由于不够典型，不再作介绍。
对于表4标准柜中的熔断器，均采用熔断器组合电器。熔断器组合电器有两种不同类型，一是开关熔断器组和隔离开关熔断器组，它由熔断体与开关串联组成，通常用手操作，操作机构独立于电器；二是熔断器式隔离器和熔断器式隔离开关，其熔断体本身成为电器的移动部件，通常用手操作，操作机构依赖于电器。大多数将熔断器作为组合部件的熔断器组合电器被设计成熔断器式隔离开关或隔离开关熔断器组，如常见的水平熔断器隔离开关、条形熔断器隔离开关和D系列熔断器隔离开关及隔离开关熔断器等，这些组合电器在国外被作为开关元件，广泛用于电气回路的关合。熔断器组合电器常见的安装方式有固定式和母线式，母线式安装具有接线少、灵活性高、安装容易等优点，但价格较高。图1为该工程使用的TYPE 7型标准柜结构示意图，熔断器式隔离开关均采用了固定式安装。本工程分配电柜绝大部分低压配电柜均采用上述4种形式（TYPE 6、TYPE 6C、TYPE 7、TYPE 7A），不仅便于业主的采购和维护，也简化了设计工作。
对于TYPE 7及7A配电柜，进线熔断体额定电流（400 / 630 A）与出线熔断体最大额定电流（160 A）之比均大于1. 6，具有完全选择性，经检验出线熔断体最大额定电流与变电所选用的限流断路器产品之间也具有完全选择性，但变电所限流断路器与配电柜进线熔断体之间不具有选择性。在笔者看来，TYPE 7配电柜进线处可取消熔断器，只设置隔离开关。
对于TYPE 6、TYPE 6C配电柜，其进线电源可来自TYPE 7或变电所，当其电源引自TYPE 7出线回路（UD）时，对于进线1（160熔断体）及出线回路（三相DⅢ熔断器），UD及进线1均为160熔断体，两者之间无选择性，但与进线1的出线回路（DD）具有完全选择性，因160 A与下级熔断体最大额定电流（63 A）之比均不小于1. 6；对于进线2（100 A熔断器）及其出线回路（单相D02熔断器及单相带剩余电流动作保护的微型断路器），因D02熔断体最大额定电流（63 A）、进线2（100 A）、TYPE 7出线（160 A）电流之比为1. 6，故三者之间具有完全选择性，但100 A及160 A的熔断体与16 A微型断路器仅能保证在过载区域有选择性，在故障区域的选择性需要根据断路器的I 2 t特性来确定, 其选择性极限电流是断路器的允通I 2 t超过熔断器的弧前I 2 t时的电流值，根据所选产品型号，经检验100 A熔断体与16 A微型断路器的选择性极限电流约为102 A。
当其电源引自变电所时，UD为160 ～ 250 A断路器，对于进线1及出线回路，UD（160 ～ 250断路器）与进线1（160熔断体）之间无选择性，但UD与进线1与下级DD熔断体具有完全选择性；对于进线2及其出线回路，D02出线回路与进线2具有完全选择性，进线2与变电所出线断路器之间也具有完全选择性，但100 A熔断器与16 A微型断路器之间仅能保证在过载区域部分选择性，根据所选产品型号，经检验100 A熔断体与16 A微型断路器的选择性极限电流约为102 A，16 A微型断路器与变电所出线断路器之间也具有完全选择性。
对于TYPE 6，笔者认为进线1可取消熔断器，只设置隔离开关，选择性更好，但进线2处的100 A熔断器不能取消，因其后的微型断路器分断能力较小，需要100 A熔断器限流。对照所选熔断器型号的限流曲线，可查得100 A熔断器在预期断路器电流为100 kA时，限流后的峰值电流不大于15 kA，使得即使TYPE 6配电柜设在变电所内，也不必担心微型断路器分断能力不足。熔断器的高限流特性在此处得到了充分体现，不仅降低了安装在其后面元件的短路分断要求，实际上还将系统供电电压的暂降降至最低值。2015年后该工厂逐渐由中方人员负责建设，业主方的公用设施维护保养部门由于维护习惯等原因，要求我公司用断路器取代原有的熔断器。考虑到国内分配电柜大多采用断路器作为保护元件，故采用断路器作为保护元件的分配电柜的标准化更为重要，这里仍以TYPE 7、TYPE 6为例说明断路器标准配电柜的设计。TYPE 7及TYPE 7A的标准化最为困难，这是由于国内分配电柜大多采用断路器，其出线回路规格、数量大多小于TYPE 7及TYPE 7A。对于TYPE 7及TYPE 7A配电柜，原出线为14个NH 00熔断器，改为14个塑壳断路器后，需解决如下问题：
a. 断路器的额定电流范围较小问题。对于NH 00熔断器，熔断体电流范围为6 ～ 160 A，按本工程允许选用断路器型号，采用热磁脱扣单元的塑壳断路器的脱扣器额定电流虽有多种，但一旦确定，其长延时整定范围在脱扣器额定电流的0. 7 ～ 1倍，采用电子脱扣单元的塑壳断路器整定稍大，其长延时整定范围多在脱扣器额定电流的0. 4 ～ 1倍，经与业主相关部门协商，对于新设计的TYPE 7A（由变电所630 A回路供电），其出线回路采用壳架等级为250 A的电子式脱扣断路器，脱扣器额定电流选择225 A，其长延时整定电流为100 ～ 225 A；对于TYPE 7B（由变电所400 A回路供电），其出线回路采用壳架等级为160 A的电子式脱扣断路器，脱扣器额定电流选择160 A，其长延时整定电流为70 ～ 140 A；由于改造后的标准配电柜的最小长延时电流为70 A，有时不能满足需要，为此笔者又设计出TYPE 7C / 7D配电柜，使出线回路的额定电流涵盖范围为25 ～ 140 A（TYPE 7C）和16 ～ 100A（TYPE 7D）。
b. 上下级电器的选择性问题。熔断器改为断路器后选择性变得较为复杂，上下级断路器的壳架电流、长延时电流、瞬动脱扣电流之间必须满足苛刻的要求，才可能实现选择性。虽然本工程使用的断路器性能较好，利用级联技术及其增强的选择性，可保证TYPE 7 A ～ D的出线断路器与上级断路器具有完全的选择性，但使用限制条件较多，柜内断路器壳架等级、整定电流范围都必须严格按设定范围进行，选择性设计细节这里不再介绍。
c. 柜体温升及断路器降容问题。对于熔断器而言，当环境温度高于40 ℃ 时，相对于960 ℃（银）或1 083 ℃（铜）的熔化温度，由周围空气温度的偏离导致的对熔断器熔化性能的影响可以忽略不计，其分断特性实际上保持不变，需要考虑的是触头和导体接线端子的温度限制。对于断路器而言，采用电子脱扣单元的塑壳断路器受温度变动的影响很小，但采用热磁脱扣单元的塑壳断路器，应用环境温度超过40 ℃ 时其过载保护特性会发生变化，要得到真实的长延时整定电流，需要根据温升进行折算。本工程要求制造厂按柜体为温升不超过10 ℃ 设计通风系统，使断路器的降容系数不至于过低。
对于TYPE 6、TYPE 6C配电柜，转化为断路器标准配电柜较为简单，两个进线熔断器组合电器更换为断路器，DⅢ、D02熔断器均更换为微型断路器，但上述转化存在一定的缺陷：系统为3台1 600 kVA并列运行，且该型配电柜设置在变电所附近，作为出线的微型断路器仍存在短路分断能力不足的问题，需要通过配电柜进线断路器分断。转化后的标准配电柜结构示意图见图2。
