淺析開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造

周斌

杭州電力設(shè)備制造有限公司蕭山欣美成套電氣制造分公司 浙江蕭山 311231

1 開關(guān)柜操作要點(diǎn)

在對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行操作過程中，首先要將后封板裝好，關(guān)閉前下門，同時(shí)保證接地開關(guān)主軸保持在分閘狀態(tài)。利用運(yùn)轉(zhuǎn)車將斷路器手車推入開關(guān)柜內(nèi)，這時(shí)候靜電插座上的指示燈會(huì)被點(diǎn)亮，然后再將開關(guān)柜的前門、中門關(guān)閉，將斷路器手車的位置由實(shí)驗(yàn)位置切換到工作位置，最后再將斷路器手車合閘；在對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行維護(hù)時(shí)，首先將斷路器手車進(jìn)行分閘操作，然后再將斷路器手車從工作位置切換到實(shí)驗(yàn)位置，這時(shí)開關(guān)柜的工作指示燈會(huì)熄滅，實(shí)驗(yàn)指示燈會(huì)亮起。實(shí)驗(yàn)指示燈亮起之后，將前中門打開，拔出二次插頭，實(shí)驗(yàn)指示燈會(huì)熄滅，最后將斷路器手車從開關(guān)柜中推出，合上接地開關(guān)，才能打開下封板和前下門。

2 開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)形式和加工方法

2.1 高壓和低壓開關(guān)柜的兩種結(jié)構(gòu)形式

（1）固定式。固定式結(jié)構(gòu)的開關(guān)柜內(nèi)部指定某一確定位置用于固定電氣元件，且安裝穩(wěn)固可靠，例如GGD、XGN43等。

（2）抽出式。抽出式結(jié)構(gòu)的開關(guān)柜內(nèi)部擁有可移動(dòng)部件用于安裝電氣元件。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要求可移動(dòng)部件即要輕便，又要在推入開關(guān)柜內(nèi)時(shí)要穩(wěn)固可靠且滿足機(jī)械、電氣和相關(guān)安全要求，并要滿足五防聯(lián)鎖的相關(guān)要求。并且因可移動(dòng)部件只要類型和規(guī)格相同即可互相更換，所以后期維護(hù)十分便利。此類開關(guān)柜有MNS、GCS等。

2.2 開關(guān)柜的加工方法

通常，開關(guān)柜的加工方式主要有三種，焊接加工、組裝加工以及焊接和組裝聯(lián)合使用。

（1）焊接加工。焊接加工的主要優(yōu)勢在于加工方便，且焊接所構(gòu)建的開關(guān)柜框架結(jié)構(gòu)較為牢固以及可靠。但是缺點(diǎn)也較為明顯，即容易因焊接加工內(nèi)在特性，形成焊接誤差以及過熱而變形，并且由于焊接后各零部件之間很牢固，如遇加工誤差或有方案改動(dòng)，工作人員難以對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。又由于通過焊接方法對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行加工，會(huì)對(duì)開關(guān)柜的整體外觀的一致性也會(huì)造成影響。此外因?yàn)楹附蛹庸ぃ_關(guān)柜整體面積相對(duì)較大，所以噴漆難度相應(yīng)增加，對(duì)噴漆工作人員的工藝水平及基礎(chǔ)技能提出要求。

（2）組裝加工。由該方式構(gòu)成的開關(guān)柜，零部件往往是精密機(jī)加工件，工作人員可先實(shí)施噴涂作業(yè)，后續(xù)調(diào)整工作與外觀處理工作難度均有所下降，框架整體尺寸不容易產(chǎn)生誤差，開關(guān)柜占地面積小。但因組裝加工方式，框架整體由緊固件拼裝完成，整體牢固度不及焊接加工，又對(duì)零部件精度的要求相對(duì)較高，需要企業(yè)在機(jī)加工方面投入大量加工成本。

（3）焊接同組裝聯(lián)合使用。該方式集合了上述兩種方式的所有優(yōu)勢，更適合開關(guān)柜框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。通常情況下，工作人員在柜體的連接部分使用焊接方式，而部分可以變化或是可以調(diào)節(jié)的部分則通過緊固件相連。

3 開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造

3.1 結(jié)構(gòu)形式方面的考慮

在對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，如果企業(yè)已經(jīng)明確了型號(hào)，那么設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮到用戶的要求，還要嚴(yán)格遵守國家和行業(yè)間的相關(guān)規(guī)定，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)要盡可能的將維修空間擴(kuò)大，將大的抽屜、燈、按鈕等以及一些儀器安裝在抽屜柜比較偏下的位置，這樣不僅方便維護(hù)人員的日常管理，還方便了維修人員對(duì)儀器進(jìn)行監(jiān)測。一旦開關(guān)柜內(nèi)的某些構(gòu)件發(fā)生故障時(shí)，相關(guān)工作人員對(duì)有問題的構(gòu)件進(jìn)行維修更換時(shí)也比較方便。此外，設(shè)計(jì)人員還要考慮到進(jìn)線孔以及出線孔的規(guī)格，以方便電纜的連接。為了提高用戶的用電體驗(yàn)，開關(guān)柜生產(chǎn)企業(yè)要在不影響開關(guān)柜結(jié)構(gòu)分布的前提下，盡可能的提高開關(guān)柜的整體性能。同時(shí)設(shè)計(jì)人員還要注意調(diào)整儀表布置的高度，對(duì)于按鈕以及轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置設(shè)計(jì)要偏向下方，這樣可以提高開關(guān)柜的可操作性。如果用戶沒有指定開關(guān)柜的型號(hào)或者結(jié)構(gòu)，那么需要開關(guān)柜制造企業(yè)根據(jù)用戶的實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，并選擇出最適合用戶使用的開關(guān)柜類型。

3.2 安全性能方面的考慮

在設(shè)備運(yùn)行當(dāng)中，電弧是一種一定會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象，會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成較為嚴(yán)重的影響。因此為了提升開關(guān)柜的抗電弧能力，可以通過在開關(guān)柜內(nèi)部增加金屬隔板的方式進(jìn)行處理，通過隔離的形式提升開關(guān)柜的抗電弧水平。同時(shí)可以為開關(guān)柜增加電弧的相關(guān)檢測設(shè)備來對(duì)開關(guān)柜的電弧情況進(jìn)行監(jiān)督檢測，設(shè)計(jì)時(shí)可將二者功能結(jié)合來增強(qiáng)開關(guān)柜內(nèi)導(dǎo)電體的電弧絕緣水平，從而提升開關(guān)柜的電氣安全性能。另外可以通過增加泄壓通道來進(jìn)一步提升開關(guān)柜內(nèi)的安全性能，增加泄壓通道主要是為了提升開關(guān)柜的人身防護(hù)等級(jí)，維持開關(guān)柜的平穩(wěn)運(yùn)行，人為的將柜內(nèi)異常情況下產(chǎn)生的氣壓，引導(dǎo)到無害的方向，但應(yīng)注意防止有異物進(jìn)入，需采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

3.3 開關(guān)柜結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)方面的考慮

為了讓開關(guān)柜設(shè)計(jì)更加完善可以采取一些輔助性設(shè)計(jì)來提升開關(guān)柜的質(zhì)量與性能水平。例如在操作性方面就需要對(duì)儀表板的高度進(jìn)行有效的控制。部分開關(guān)柜在外觀上會(huì)有一定的要求，因此在焊接后需要對(duì)焊接點(diǎn)進(jìn)行拋光處理并保證焊接點(diǎn)處于均勻、準(zhǔn)確的位置。另外為了提升相關(guān)工藝水平，在進(jìn)行鈑金加工時(shí)可以結(jié)合精密儀器進(jìn)行處理，并對(duì)夾具設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)涉及到人力資源應(yīng)合理利用，這樣才能產(chǎn)出高性能、高質(zhì)量的開關(guān)柜。

4 結(jié)語

綜上所述，開關(guān)柜在整個(gè)電力系統(tǒng)中具有十分重要的作用，它可以保證電能的良性分配以及合理輸出，是工業(yè)化用電的基礎(chǔ)保障之一。在開關(guān)柜設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在滿足需求和標(biāo)準(zhǔn)的情況下再根據(jù)用戶提出的要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從而提升開關(guān)柜的性能讓安全用電得到保證。