找到！把低压配电柜讲得这么透彻的宝藏内容 电气知识课堂 2025年05月01日 16:38 广东 低压开关柜是电力系统中低压配电部分的重要设备，多安装于配电室内。以下是对低压开关柜基础知识的详细介绍： 一、定义与结构 低压开关柜是一个或多个低压开关设备和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，由制造厂家负责完成所有内部的电气和机械的连接，用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。它通常包括接线端子、各种刀闸、保护设备（如空气开关、熔断器）、测量设备（如电压表、电流表）和计量设备（如有功、无功功率表）等。 二、分类 低压开关柜按结构可分为固定式和抽出式（抽屉式）两大类： • 固定式：主电路的连接只能在开关柜断电的情况下进行接线和断开。 • 抽出式：主电路带电的情况下亦可安全地从主电路上断开或接通，具有连接、试验、分离、移出位置，便于维护和检修。 三、功能与作用 低压开关柜的主要功能与作用包括： 电能分配与转换：根据用电负荷的需求，将电能分配到各个用电设备，实现电能的合理分配和传输。 马达控制：对电机等设备进行启停控制，确保设备在稳定、安全的电力环境下运行。 保护人身和设备安全：防止触电（直接和间接接触），保护设备免受外界环境影响，如防尘、防水等。 故障控制：当线路出现故障时，有利于控制故障范围，方便快速找出故障点并加以排除。 便于检修：便于分片安排线路检修，而无需大面积的停电。 四、重要标准 低压开关柜的设计、制造和检验需遵循一系列重要标准，如： GB7251.1《低压成套开关设备和控制设备》 IEC60439.1《低压成套开关设备和控制设备》 GB/T 15576-2008《低压成套无功功率补偿装置》 这些标准规定了低压开关柜的性能要求、试验方法、检验规则等，确保产品的质量和安全。 五、使用场景 低压开关柜的使用场景非常广泛，涵盖了多个行业和领域，包括工业自动化控制、电力系统配电、机械加工、建筑电气、智能建筑、交通设施、电动汽车充电站以及冶金、矿山、石油、化工等工业领域。在商业和居民区中，低压开关柜也被广泛应用于商场、写字楼、住宅小区等场所的电力供应和控制。 六、维护与检修 为确保低压开关柜的安全稳定运行，需要定期进行维护和检修。维护内容包括检查各柜内是否有虫鼠活动的痕迹、检查警告牌和检修牌摆放位置是否正确、检查应急工具和灯具是否齐全正常等。检修时则需注意停电进行，并检查电气连接是否可靠、紧固螺栓有无松动、电器元件操作机构是否灵活等。 综上所述，低压开关柜作为电力系统中低压配电部分的重要设备，在电力分配、设备控制、安全保护等方面发挥着重要作用。了解其基础知识对于电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
01 高压上电流程 新能源汽车高压上电，即动力电池输出高压电，供给车辆高压用电设备，高压控制盒、电机控制器、驱动电机等。 图中MSD表示手动维修开关，V1监测MSD的连接良好、动力电池串联回路连接完好，V2监测预充电阻后的电压，V3监测对负载的预充电压，通过比较V1、V2、V3电压值来判断各接触器的连接状态，PTC加热元件对动力电池系统保温。 行车模式下的高压上电过程，VCU控制负极接触器闭合，再由BMS控制预充电接触器，在检测到预充电压达到目标电压值后，判断预充电成功，闭合正极接触器，断开预充接触器，完成行车模式的高压上电过程，通过对比分析V1、V2、V3电压值来判断各接触器的连接状况。 通过采集行车模式下正常上电过程V1、V2、V3电压值，绘制得到图2曲线图。 由图2可知，上电过程的t1时刻，动力电池系统MSD正常连接，模组之间串联良好，V1电压值为动力电池的额定电压500V；t2时刻，负极接触器闭合，此时V2与预充电阻串联（图1），V2电压低于V1；t3时刻，预充接触器闭合，动力电池系统开始对外部高压电器预充电，V2与V3并联，V2的电压被拉低，再V2与V3电压同时升高；t4时刻预充电完成V2=V3≥90%V1，闭合正极接触器；t5时刻预充接触器断开，上电完成。 02 控制策略 钥匙置ON挡后，VCU被唤醒，VCU自检完成之后，向CAN线发送第1帧报文请求闭合高压互锁回路使能，同时唤醒MCU以及BMS，BMS自检正常后监控互锁回路信号、检测高压回路绝缘状况，检查动力电池SOC状态，内部单体电压以及电池温度，判断整车当前的充电或是行车模式，符合高压上电条件后，执行上电程序。实时监控驾驶员的钥匙请求，当keyon=0后，进入低压电／高压电的下电流程。 其中，高压回路的绝缘状况检测，将动力电池高压电源作为检测电源，在动力电池的正负极以及车辆底盘之间建立桥式阻抗网络（图4）。通过控制电子开关管T1、T2的通断，改变A、B之间的等效电阻，通过计算BMS得到绝缘阻值，并进行绝缘性能的判定。 另外，整车在高压上电前须确保高压回路的完整性，使高压处于封闭的环境下运行，通常BMS发出并监测12V低压电气信号，检测高压部件、高压接插件、护盖等的连接完整性。 03 故障诊断 新能源汽车无法上高压，READY灯点亮失败，类似这种故障时有发生，且各品牌各车型都有出现类似案例，引起上电失败的原因也层出不穷。从上电过程总结，第1类初始化阶段，各控制器未完成自检，动力电池SOC太低，单体压差过大，动力电池过温／过冷；第2类如绝缘阻值过低，绝缘监测报故障；互锁回路不完整，无法监测到低压电气信号，报互锁故障；第3类执行高压上电阶段，接触器的非正常通断造成预充电的失败或超时。（图5、图6） 图5所示的上电故障发生在负极接触器闭合后的t2时刻，负极接触器闭合后，检测V2电压小于V1电压的50%，且未到t3时刻，预充接触器还未闭合，而V3电压逐渐升高，已经开始了预充电过程。于是设置判定条件：负极接触器闭合V2≤50%V1，且120~150ms后，V2电压达到V1电压的80%，则判定为预充接触器粘连故障。 图6所示的上电故障发生在t4时刻，预充完成，闭合正极接触器。由于正极接触器未能正常闭合，100ms后断开预充接触器，预充电容通过放电电阻释放电能，V3电压降低。于是设置判定条件为：闭合正极继电器，断开预充继电器后，V3电压没有达到V1电压的95%以上，则判定正极继电器断路。动力电池执行上高压阶段出现上电失败的其他案例，通过采集分析V1、V2、V3的电压数据，判定出在设定的上电时刻有没有执行相应的指令，从而推断出故障点的位置，如MSD的未连接或熔断器烧坏，负极接触器粘连、预充接触器粘连、预充电阻烧坏、正极接触器粘连等。 04 结论 针对新能源汽车上电故障问题，本文以某型纯电动汽车为例，分析其上电流程及控制策略，得出以下建议。1）各控制器自检未完成，检查各控制器的“ON”、“CHG”或“WAKEUP”信号以及相互间CAN通信状况。2）绝缘故障，检查高压线束破损情况，检查高压插接器有无泥沙杂物进入，分别检查高压部件、高压线束正负极对车身搭铁的绝缘阻值。3）高压互锁故障，依车型手册找出互锁回路连接状况，检查互锁回路的导通情况，检查互锁回路的电气信号。4）动力电池执行上高压阶段，通过采集分析V1、V2、V3的电压数据，判定出在设定的上电时刻有没有执行相应的指令，从而推断出故障点的位置。
CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，是一种能够实现分布式实时控制的串行通信网络。 想到CAN就要想到德国的Bosch公司，因为CAN就是这个公司开发的（和Intel） CAN有很多优秀的特点，使得它能够被广泛的应用。比如：传输速度最高到1Mbps，通信距离最远到10km，无损位仲裁机制，多主结构。 近些年来，CAN控制器价格越来越低，很多MCU也集成了CAN控制器。现在每一辆汽车上都装有CAN总线。
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