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研究生:詹明憲
研究生(外文):Ming-Hsien Chan
論文名稱:高低壓配電盤設計、製造安裝及維護試驗技術
論文名稱(外文):Design,Manufacture,Installation,Test and Maintenance Technologies for High voltage and Low voltage panels
指導教授:周至如何金滿何金滿引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:156
中文關鍵詞:配電盤
外文關鍵詞:switchgearpanel
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電力配電盤是收納各種電力設備、裝置及相關配件之組合,並供操作、運轉、監控之盤體,其品質的良窳將影響供電的安全性及可靠性。配電盤之設計、製造、安裝及維護試驗,對配電盤的品質及功能有關鍵性的影響,為此,本報告蒐集、整理及檢討高低壓配電盤的設計、製造、安裝、試驗及維護的技術,並加以介紹以供參考。在設計方面,將針對設計規範、標準原則及方法加以介紹,包括:電腦輔助設計及應用之軟體。在製造方面,將涉及材料規格、盤體結構、塗裝及相關處理技術。在安裝方面,包括:吊運、拆箱、放置、安裝及相關作業等。在維護試驗方面,包括:各種試驗項目的內容、試驗標準及試驗方法以及相關維護保養技術。為因應國際化需求,本報告所提的相關標準,除依國內國家標準外,尚包括:美規(ANSI)及歐規(IEC)之標準,另台灣與中國大陸配電盤製作上之差異亦在本報告中加以比較,以供參考。
The power panels contain various equipments devices and associated assemblies for power control, operation and supervision; their qualities have significant effect on the safety and reliability of power supply. Power panel quality and its function are critical affected by the technologies of design, manufacturing, installation and maintenance tests. These technologies are surveyed, discussed and introduced in this report. For the design technologies, the related codes and standards, basic rules and methods are introduced including the computer aid design software package of panel design. For the manufacturing of panels, the material specifications, structures, coating and outer finishing and their processes techologies are discussed in this report. For the panel installation, the installation processes including suspension transportation, trunk openning, mounting, fixing and other associated processes are introduced. As to the maintenance tests, the contents of each test item and their complied standards are illustrated, and the test methods and some important maintenance works are discussed. Finally, in addition to local national standard, some international standards such as the standards issued by American National Standard Institute (ANSI) and International Electrical Commission (IEC) of European Union about high and low voltage panel are presented and comparisons of the panel products between Taiwan and China are introduced also.
中文摘要 I
Abstract II
誌 謝 III
第一章 緒 論 1
1.1 動機及目的 1
1.2 相關技術概說 2
1.3 技術報告範圍與內容 2
第二章 配電盤設計技術 3
2.1 配電盤系統 3
2.1.1 配電盤介紹 3
2.1.2 用途分類[1] 5
2.1.3 構造型式分類 7
2.1.4 相關規範 10
2.1.5 IEEE標準電驛回路記號及其代表意義[17] 14
2.1.6 配電盤電氣符號說明表[1] 22
2.1.7 高低壓盤主器材介紹 26
2.1.8 目前使用設計軟體介紹 53
2.2 配電盤設計規範 74
2.2.1 箱體保護等級 74
2.2.2 模擬母線著色標準[54] 75
2.2.3 絕緣電線的容許電流[55] [56] [57] 76
2.2.4 匯流排規格、重量及安培容量表[1] 78
2.2.5 短時間電流耐量之接地導體面積計算[1] 82
2.2.6 電容器容量(KVAR)與電流換算表[58] 83
2.2.7 配電盤電力熔絲選用要則[1] 83
2.2.8 變壓器外殼與中性點接地線徑選用[1] 85
2.2.9 GPT規格及VoM選用參考表[1] 86
2.2.10 高壓盤之CB跳脫線圈電源與RY工作電源選用[1] 87
2.2.11 盤內照明日光燈數量設計原則[1] 88
2.2.12 配電盤銘板製作原則[1] 88
第三章 配電盤製造及安裝技術 90
3.1 配電盤製造 90
3.1.1 配電盤製造規範[1] [65] 90
3.1.2 適用環境狀況 92
3.1.3 箱體結構之製造 92
3.1.4 配電盤之塗裝 94
3.1.5 配電盤內部配線 95
3.1.6 配電盤色套及銘牌 95
3.1.7 配線規範 96
3.1.8 配件規範 97
3.2 配電盤安裝 98
3.2.1 配電盤拆箱作業[1] 98
3.2.2 配電盤吊運作業[1] [62] 98
3.2.3 配電盤放置場所及配電室結構體相關考量[62] 100
3.2.4 配電盤安裝作業[1] [62] 102
3.2.5 配電盤儲存作業[1] 106
3.3 台灣與中國大陸高壓配電盤製造要求比較 106
3.4 結語 109
第四章 配電盤試驗及維護技術 110
4.1 配電盤試驗 110
4.1.1 配電盤檢驗規範 110
4.1.2 構造試驗(外觀檢查)[60] 113
4.1.3 動作試驗(功能特性試驗) [60] [62] 114
4.1.4 耐電壓試驗[60] [62] 115
4.1.5 故障電弧試驗[1] 118
4.1.6 配電盤正面及側面箱體耐振試驗[1] 119
4.1.7 防水試驗[1] [60] 119
4.1.8 溫升試驗[1] [60] 120
4.1.9 檢驗與報告 122
4.2 配電盤維護 123
4.2.1 配電盤點檢項目與注意事項[60] [61] 123
4.2.2 配電盤檢查項目[61] [62] 125
4.2.3 配電盤器材保養[61] [63] 129
4.3 ANSI/IEEE和IEC規範在試驗要求上之比較[68] 135
4.3.1電介質試驗 135
4.3.2 商頻耐壓 136
4.3.3 衝擊耐壓 136
4.3.4 匯流排絕緣 136
4.3.5 套管入口處之濕式試驗 136
4.3.6 部份放電 137
4.3.7 輔助及控制回路之介電試驗 137
4.3.8 連續電流試驗 137
4.3.9 主電路電阻試驗 137
4.3.10 主電路電阻試驗 138
4.3.11瞬時(momentary/peak)電流試驗 138
4.4 結語 139
第五章 結論與未來展望 140
5.1 結論 140
5.2 未來展望 140
參 考 文 獻 141

圖 2.1 配電盤在電力系統中之角色 3
圖 2.2 電力系統示意圖 4
圖 2.3 配電盤用途分類 5
圖 2.4 高壓配電盤之構造概念 9
圖 2.5 GCB(ABB HD4)外觀圖 26
圖 2.6 VCB(M.G Evolis 24)外觀圖 29
圖 2.7 真空斷路器之構造圖 30
圖 2.8 真空斷路器的接觸子與真空消弧室構造圖 31
圖 2.9 ACB(M.G NW系列)外觀圖 33
圖 2.10 LBS(M.G SM6 range)外觀圖 35
圖 2.11 負載斷流開關構造圖 36
圖 2.12 VCS(ABB V-Contact系列)外觀圖 38
圖 2.13 真空電磁接觸器構造圖 39
圖 2.14 DS(大同 1P系列)外觀圖 40
圖 2.15 LA(大同 9kV級)外觀圖 42
圖 2.16 避雷器接線圖 44
圖 2.17 PF(SIBA)外觀圖 45
圖 2.18 電力熔絲座與熔絲體構造圖 45
圖 2.19 PT(大同)外觀圖 46
圖 2.20 CT(大同)外觀圖 47
圖 2.21 SC(大同)外觀圖 48
圖 2.22 kVA與KW及kVAR關係 49
圖 2.23 並聯電容器改善功率因數之向量關係 49
圖 2.24 並聯電容器改善後kVA、kW、kVAR關係圖 50
圖 2.25 ATS(華同)外觀圖 50
圖 2.26 傳統接續圖繪製方式 54
圖 2.27 材料表編輯流程圖 55
圖 2.28 材料表開料步驟1. 56
圖 2.29 材料表開料步驟2. 56
圖 2.30 材料表開料步驟3. 57
圖 2.31 材料表開料步驟4. 58
圖 2.32 材料表開料步驟5.b 58
圖 2.33 材料表開料步驟5.c 59
圖 2.34 材料表開料步驟5.d 60
圖 2.35 材料表開料步驟5.e 61
圖 2.36 材料表開料步驟5.f 61
圖 2.37 材料表開料步驟5.g 62
圖 2.38 材料表開料步驟5.h 63
圖 2.39 專案查詢功能 64
圖 2.40 MI檔查詢功能 64
圖 2.41 單盤修改數量功能 65
圖 2.42 關聯盤修改功能 66
圖 2.43 各盤器材資訊變更 67
圖 2.44 材料表資料彙整 68
圖 2.45 材料表資料匯出 68
圖 2.46 查詢器材總數量 69
圖 2.47 專案矩陣大小設定方式 70
圖 2.48 專案矩陣大小展繪結果 70
圖 2.49 圖塊接點線號輸入方式 71
圖 2.50 接續圖自動推演接線結果 72
圖 2.51 接續圖展繪過程 73
圖 2.52 接續圖展繪結果 73
圖 3.1 箱體吊運吊環處 99
圖 3.2 吊運方式 99
圖 3.3 吊運角度 99
圖 3.4 斷路器吊運孔側視圖 100
圖 3.5 單排盤體靠牆放置 101
圖 3.6 雙排盤體靠牆放置 101
圖 3.7 單排盤體獨立放置 101
圖 3.8 雙排盤體獨立放置 102
圖 3.9 組立盤體之量測方式 104
圖 3.10 組立盤體之固定方式 104
圖 4.1 故障電弧試驗實景 118
圖 4.2 配電盤正面及側面箱體耐振試驗實景 119
圖 4.3 盤屋頂、側面之灑水試驗方法 120
圖 4.4 盤正面之灑水試驗方法 120
圖 4.5 噴水場所及噴水角度 120
圖 4.6 油溫之最終溫升決定方法 121
圖 4.7 I.W.Gross氏曲線 133

表 2.1 高壓配電盤型式記號原則 8
表 2.2 高壓配電盤之構造型式 9
表 2.3 低壓配電盤型式記號原則 10
表 2.4 裝置代碼1~12定義說明 14
表 2.5 裝置代碼13~25定義說明 15
表 2.6 裝置代碼26~36定義說明 16
表 2.7 裝置代碼37~49定義說明 17
表 2.8 裝置代碼50~61定義說明 18
表 2.9 裝置代碼62~71定義說明 19
表 2.10 裝置代碼72~84定義說明 20
表 2.11 裝置代碼85~99定義說明 21
表 2.12 GB與CNS電氣符號說明比較表-1 22
表 2.13 GB與CNS電氣符號說明比較表-2 23
表 2.14 GB與CNS電氣符號說明比較表-3 24
表 2.15 GB與CNS電氣符號說明比較表-4 25
表 2.16 避雷器額定電壓之選擇 43
表 2.17 傳統材料表開立方式 53
表 2.18 箱體保護等級示意圖 74
表 2.19 模擬母線著色標準表 75
表 2.20 單線容許電流值 76
表 2.21 絞線容許電流值 77
表 2.22 海巴龍電線容許電流值 78
表 2.23 匯流排容許電流值-1 79
表 2.24 匯流排容許電流值-2 80
表 2.25 匯流排容許電流值-3 81
表 2.26 短時間電流耐量之接地導體面積 82
表 2.27 電容器容量(KVAR)與電流換算表 83
表 2.28 電力熔絲選用表 84
表 2.29 變壓器外殼與中性點接地線徑選用表 85
表 2.30 GPT規格開列及VoM規格選用表 86
表 2.31 配電盤日光燈數量設計原則 88
表 2.32 單獨盤之銘版製作原則 88
表 2.33 一列盤之銘版製作原則 89
表 3.1 螺絲與扭力施工標準 105
表 3.2 工頻耐壓與衝擊耐壓兩岸之比較 107
表 3.3 台灣與中國大陸在高壓配電盤規格技術要求之比較 108
表 4.1 型式試驗與驗收試驗項目表 110
表 4.2 額定耐電壓參照表 111
表 4.3 額定電流參照表 112
表 4.4 測試回路與測量值參考表 116
表 4.5 高壓主電路交流耐電壓試驗值 117
表 4.6 各絕緣等級之試驗電壓 118
表 4.7 溫升限度參照表 122
表 4.8 配電盤點檢項目 124
表 4.9 例行檢查項目參照表-1 126
表 4.10 例行檢查項目參照表-2 126
表 4.11 定期檢查項目參照表-1 127
表 4.12 定期檢查項目參照表-2 128
表 4.13 定期檢查項目參照表-3 129
表 4.14 樹脂型乾式變壓器維護內容表 131
表 4.15 油浸式變壓器定期檢查基準次數 132
表 4.16 絕緣油良劣判斷基準 133
表 4.17 絕緣電阻之概略標準 133
[1]大同公司配電盤設計處技術手冊。

[2]低電壓電動機控制中心,CNS 3989 C1044,民國80年。

[3]金屬閉鎖型配電箱及控制箱(AC 3.3~36kV),CNS 3990 C4130,
民國84年。

[4]金屬閉鎖型配電箱及控制箱檢驗法,CNS 3991 C3053,民國84
年。

[5]高壓交流啟動器,CNS 3992 C4131,民國70年。

[6]高壓綜合型啟動盤,CNS 3994 C4132,民國74年。

[7]低壓金屬閉鎖型配電箱,CNS 13542 C4470,民國84年。

[8]低壓金屬閉鎖型配電箱檢驗法,CNS 13543 C3210,民國84年。

[9]單相分電箱,CNS 3807 C4128,民國79年。

[10]配電箱,CNS 5314 C4172,民國69年。

[11]A. C. metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV, IEC Standard 298, 3rd ed., 1990.

[12]Common clauses for high-voltage switchgear and controlgear standards, IEC Standard 694, 1st ed., 1996.

[13]Common clauses for high-voltage switchgear and controlgear standards, IEC Standard 694, 1st ed., 1996.

[14]High-voltage test techniques, IEC Standard 60-1.


[15]Degrees of protection provided by enclosures (IP Code), IEC Standard 529, 2nd'ed., 1989.

[16]Current transformers, IEC Standard 185, 2nd ed., 1987.

[17]IEEE Standard for Metal-Clad Switchgear,ANSI/IEEE Standard C37.20.2, 1999.

[18]IEEE Standard Rating Structure for AC High-Voltage Circuit Breakers, ANSI/IEEE Standard C37.04,1999.

[19]American National Standard for Switchgear-AC High-Voltage Circuit Breakers Rated on a Symmetrical Current Basis-Preferred Ratings and Related Required Capabilities,ANSI Standard C37.06,1997.

[20]IEEE Standard Test Procedure for AC High-Voltage Circuit Breakers Rated on a Symmetrical Current Basis, ANSI/IEEE Standard C37.09,1999.

[21]IEEE Standard for Metal-Enclosed Interrupter Switchgear, ANSI/IEEE Standard C37.20.3,2001.

[22]American National Standard for Switchgear-Metal-Clad Switchgear Assemblies-Conformance Test Procedures,ANSI Standard C37.55,1989.

[23]Medium Voltage Ground and Test Devices Used in Enclosures, IEEE Draft Standard C37.20.6,1996.

[24]IEEE Standard Electrical Power System Device Function Numbers,ANSI/IEEE Standard C37.2,1996.

[25]IEEE Standard for Gas Insulated Substations,ANSI/IEEE Standard C37.122,1993.

[26]Supplement to IEEE Standard for Metal-Clad and Station-Type Cubi¬cle Switchgear: Current Transformer Accuracies, ANSI/IEEE Standard C37.20.2b,1994.

[27]IEEE Standard Requirements for Instrument Transformers, ANSI/IEEE Standard 57.13,1993.

[28]Power Switching Equipment-Rescinded,NEMA Standard SG3,1995.

[29]Alternating-Current High-Voltage Circuit Breakers,NEMA Standard SG4,1975.

[30]Power Switchgear Assemblies-Rescinded,NEMA Standard SG5,1995.

[31]POWER SWITCHING EQUIPMENT,NEMA Standard SG6,2000.

[32]Dry-Type Transformers for General Applications,NEMA Standard ST20,1992.

[33]Panelboards,NEMA Standard PB 1,2006.

[34]Deadfront Distribution Switchboards,NEMA Standard PB 2,2006.

[35]Industrial Control and Sysstems General Requirements-Reaffirm Letter,NEMA Standard ICS 1,2000.

[36]Industrial Control and Systems: Controllers, Contactors, and Overload Relays Rated 600 Volts,NEMA Standard ICS 2,2000.

[37] 3∼35kV交流金�p封���{�����癒AGB 3906,1991。

[38]高���{�����糧q用技�{�W件,GB 11022,1989。

[39]交流高���妐藶飽AGB 1984,1989。

[40]交流高�芧j离�{�蚸M接地�{�蛂AGB 1985,1989。

[41]交流高���}荷�{�蛂AGB 3804,1989。

[42]低�穻車M�{�����穢M控制���癒C 第一部分:型式�I�J和部分型式�I�J成套���癒AGB 7251.1,2005。

[43]低�穻車M�{�����穢M控制���癒C 第二部分:�薔��E干�E系�i(母�E槽)的特殊要求,GB 7251.2,1997。
[44]低�穻車M�{�����穢M控制���癒C 第三部分:�虧D���狺H�陞i�n入�悁a的低�穻車M�{�����穢M控制���癒X配�z板的特殊要求,GB 7251.3,1997。

[45]低�穻車M�{�����穢M控制���癒C 第四部分:�虧媯恕u地用成套���癒]ACS)的特殊要求,GB 7251.4,1998。

[46]低�穻車M�{�����穢M控制���癒C 第五部分:����外公共�悕猁漲車M���癒X�薴O配�z网用�z�ㄓ��E箱(CDCs)的特殊要求,GB 7251.5,1998。

[47]低���z器基本�嵾耤AGB 1497,1985。

[48]黃盛豐,”高壓工業配線實習”,全華科技圖書股份有限公司,2005年6月。

[49]楊健一,”低壓工業配線”,全華科技圖書股份有限公司,2005年8月。

[50]賴章潭、羅國杰,”配線設計”,2003年10月。

[51]台灣電力公司,「作業程序書」。

[52]經濟部頒「屋內線路裝置規則」、「屋外供電線路裝置規則」。

[53]行政院公共工程委員會,「公共工程施工品質管理制度」、「公共工程施工品質管理作業要點」、「政府採購法」、「公共工程施工綱要規範」。

[54]台電控制盤模擬母線著色標準修訂案,協調會議紀錄,民國75年6月。

[55]JISC-3304 600V橡膠絕緣電線。

[56]JISC-3307 600V乙烯合成樹脂電線。

[57]JISC-135 600V橡膠絕緣電線,600V乙烯合成樹脂電線。

[58]屋內線路裝置規則第182,185條。

[59]屋內線路裝置規則第182,185條。

[60]莊金海,”配電盤廠內及工地試驗”,電機月刊,2005年九月。

[61]鄭勝田,”配電盤保養與維護”,電機月刊,2005年九月。

[62]賴錦輝,”配電盤安裝檢測與維護”,機電現場技術,2003年四月/雙月刊。

[63]彭清達,”配電盤安裝操作維護使用技術之研究”,機電現場技術, 2003年四月/雙月刊。

[64]蔡明錦,”配電盤高壓箱體型式介紹及配電盤使用維護事項”,機電現場技術, 2003年四月/雙月刊。

[65]黃秉強,”淺談配電盤”,機電現場技術, 2003年四月/雙月刊。

[66]楊熾勇,” 現階段配電盤設計與系統規劃的注意要點”,機電現場技術, 2003年四月/雙月刊。

[67] 張立群,”台灣與中國大陸高壓配電盤規格之簡論”,機電現場技術, 2003年四月/雙月刊。

[68] 馮倍賓、林金生,”金屬裝甲配電箱標準ANSI/IEEE和IEC的比較”,電機月刊,2005年九月。
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