開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造的實(shí)踐分析

唐邵宇

摘 要：開關(guān)柜是電氣系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，其設(shè)計(jì)和制造直接關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文就簡單敘述開關(guān)柜的操作要點(diǎn)，以及這些開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，并分析了有關(guān)開關(guān)柜的設(shè)計(jì)和制造，以確保開關(guān)柜的質(zhì)量和提高整個(gè)電力系統(tǒng)的安全。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)工作;制造工作

如今，開關(guān)柜經(jīng)常用于日常生活，通常用于電氣系統(tǒng)、金屬鑄造廠和大型建筑。一般來說，在連接到不同的用電設(shè)備之前，外接線路先連接通過開關(guān)柜設(shè)備。因此，開關(guān)柜的良好設(shè)計(jì)直接影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，所以要同時(shí)確保電力的合理分配。

1 開關(guān)柜操作要點(diǎn)

為了確保開關(guān)柜操作安全，相關(guān)工作人員在驗(yàn)收開關(guān)柜時(shí)首先應(yīng)該對照設(shè)計(jì)圖紙及一次方案圖檢查開關(guān)柜面板上的儀器儀表是否安裝到位，檢查柜子上的相關(guān)信號指示。在對固定開關(guān)柜進(jìn)行送電操作前，要嚴(yán)格遵從安全操作指示，首先需要對開關(guān)柜進(jìn)行檢查，工作人員應(yīng)將門板及后封板放置到位并鎖好，此時(shí)接地開關(guān)處于合閘狀態(tài)，對接地開關(guān)進(jìn)行分閘操作使接地開關(guān)分閘（無接地開關(guān)則跳過此步驟），然后操作隔離開關(guān)使之合閘，接著操作斷路器進(jìn)行合閘，以上各步驟操作過程中要注意觀察柜門上各儀表、信號指示狀態(tài)是否正常。如不正常需停止操作進(jìn)行原因分析。一切正常則按操作步驟依次完成送電。在進(jìn)行開關(guān)柜停電操作前，需首先使斷路器分閘，觀察儀表門板上的信號指示燈是否正常顯示，然后分隔離開關(guān)使之分閘，觀察帶電顯示器，確認(rèn)不帶電后，合接地開關(guān)，確認(rèn)接地開關(guān)合閘到位后，打開開關(guān)柜門板，進(jìn)行維護(hù)、檢修。

2開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造

在開關(guān)柜結(jié)構(gòu)的開發(fā)過程中，開發(fā)了不同安裝方式、不同電壓等級的開關(guān)柜，這決定了開關(guān)柜的設(shè)計(jì)和制造將受到許多因素的影響。根據(jù)開關(guān)柜結(jié)構(gòu)形式，有兩種類型的開關(guān)柜：

2.1 抽出式

這種開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，開關(guān)柜的各功能小室相互隔離，分單元室、母線室、電纜室。各單元的功能作用相對獨(dú)立且區(qū)域之間由連續(xù)接地的金屬板分隔。 抽屜改變僅在高度尺寸上變化，其寬度、深度尺寸不變。相同規(guī)格的抽屜具有良好的互換性，抽屜面板具有分、合、試驗(yàn)、抽出等位置的明顯標(biāo)志。抽屜單元設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖裝置，防止帶負(fù)荷插拔抽屜。開關(guān)操作手柄與抽屜具有推進(jìn)、定位機(jī)構(gòu)分別獨(dú)立設(shè)置，兩者之間加裝機(jī)械聯(lián)鎖，避免了兩者共用操作手柄造成的開關(guān)脫扣位置卡死的現(xiàn)象。

2.2 固定式

這種形式使每個(gè)部件可靠地固定在機(jī)架上。因?yàn)榕帕械撞客蛊?，所以必須保證總體概況，并保證安裝地基平整是最為重要的，橫向與柜體平整度差值每米不超過1mm，總誤差不超過3mm，以免安裝后柜體變形，從而影響柜子之間的連接，這些部件的應(yīng)力集中，甚至影響電器的壽命。因此，安裝時(shí)基礎(chǔ)框架不應(yīng)受到撞擊或壓力。對于可運(yùn)輸和安裝的部件，在安裝時(shí)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)整。

3控制柜的設(shè)計(jì)和制造方法

3.1結(jié)構(gòu)形式考慮

如果用戶已經(jīng)指定了模型，設(shè)計(jì)人員必須按照相關(guān)的國家和行業(yè)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)需要考慮用戶的維護(hù)、維修所需的空間，以便維修人員易于檢修;以及需要保證開關(guān)柜的絕緣安全距離：三相帶電體之間的距離以及帶電體與金屬柜體之間的距離;當(dāng)開關(guān)柜的部分部件出現(xiàn)問題，更換部件是可操作的，端子所在的區(qū)域也必須是合理的，維修人員也更容易進(jìn)行維修。

為了方便電纜的連接，設(shè)計(jì)人員必須考慮進(jìn)、出孔的規(guī)格，并考慮進(jìn)、出孔的位置和進(jìn)、出孔的密封性。此外，設(shè)計(jì)人員應(yīng)盡可能在不影響開關(guān)設(shè)備總體結(jié)構(gòu)分布的情況下，提高開關(guān)設(shè)備的整體性能和質(zhì)量，以提高用戶用電體驗(yàn)。保證連接設(shè)備，調(diào)整高度，儀表板的設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)換開關(guān)按鈕的位置，最好便利其人員安全監(jiān)管、確保所有組件的電荷分布均勻，同時(shí)保證開關(guān)柜運(yùn)行下的電流分布更加均衡。如果用戶沒有指定開關(guān)柜外殼的設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)，則必須根據(jù)用戶的實(shí)際需求和部件本身的結(jié)構(gòu)特征選擇最合適的外殼類型。

3.2關(guān)于結(jié)構(gòu)化生產(chǎn)形式的考慮

各類開關(guān)規(guī)格不同，有自己的外殼尺寸和規(guī)格、型號及由特定設(shè)計(jì)人員驗(yàn)證，同時(shí)考慮到要補(bǔ)充的基本性能對組件外殼和柜子的特性進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于組件自重比較大的元件，建議設(shè)計(jì)者優(yōu)先選擇焊接的方式，用焊接柜替換為拼裝的開關(guān)柜，元器件的安裝拆卸及開關(guān)柜連接的拼裝方式也是需要考慮的。如果對開關(guān)柜的總體精度要求較低，且元件數(shù)量相對較少，則建議設(shè)計(jì)人員選擇焊接結(jié)構(gòu)。在部件數(shù)量多、類型難以確定、人員在設(shè)計(jì)過程中可能存在較大差異的情況下，建議設(shè)計(jì)人員優(yōu)先考慮拼裝結(jié)構(gòu)。此外，生產(chǎn)廠家必須根據(jù)用戶的要求生產(chǎn)開關(guān)柜。

近年來，環(huán)境保護(hù)的推廣減少了焊接工藝的范圍，增加了安裝過程中開關(guān)柜的范圍。但是焊接更經(jīng)濟(jì)。因此，企業(yè)必須靈活地滿足業(yè)主的要求和環(huán)境保護(hù)的要求。如果用戶明確要求開關(guān)柜外形美觀、大方、易于拆卸和組裝，則建議企業(yè)使用拼裝式開關(guān)柜。此外，工人可以選擇焊接孔的設(shè)計(jì)方法作為開關(guān)柜的主要制造方法。該方法有效地提高了焊接開關(guān)柜的美觀性，提高了焊接精度，保證了焊接點(diǎn)的分布更加均勻。在使用這種方法后，工作人員對表面進(jìn)行拋光和油漆，使焊接接頭得以隱藏。在完成開關(guān)柜框架的焊接工作后，工作人員對開關(guān)柜進(jìn)行表面粉刷和塑料噴涂處理，使開關(guān)不僅堅(jiān)固，而且美觀。在開關(guān)柜的設(shè)計(jì)和制造中，企業(yè)應(yīng)考慮到企業(yè)目前的施工水平，考慮到開關(guān)柜制造的經(jīng)濟(jì)性，在不影響開關(guān)柜穩(wěn)定性的前提下，最大限度地利用材料。

3.3安全性能設(shè)計(jì)考慮

就電氣設(shè)備的運(yùn)行而言，電弧是一種必然發(fā)生的現(xiàn)象，它會對電氣設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的影響。因此，為了提高抗電弧強(qiáng)度，可以在抗電弧中加入金屬隔墻進(jìn)行處理，并通過絕緣提高抗電弧強(qiáng)度。同時(shí)，由可能增加電弧的相關(guān)檢測設(shè)備來控制局放中的電弧的開斷，由這兩個(gè)裝置的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)絕緣導(dǎo)體中的電弧的開斷，從而改善電弧的電氣安全性能。此外，有可能實(shí)現(xiàn)更好的安全性能是柜體訂購的重要部分，這就要求增加開關(guān)柜的安全防護(hù)等級，同時(shí)阻止外部物體進(jìn)入柜體，這就需要使用適當(dāng)?shù)母綦x裝置。這三個(gè)設(shè)計(jì)方面提高了開關(guān)柜的整體質(zhì)量和安全水平。

3.4開關(guān)柜結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

為了提高開關(guān)柜的整體質(zhì)量水平，可以在傳統(tǒng)的開關(guān)柜設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上增加一些額外的元素，從而提高開關(guān)柜的質(zhì)量和性能水平。在開關(guān)柜的操作方面，可采用新的儀表板設(shè)計(jì)，以優(yōu)化開關(guān)柜的操作效果;通過對焊接點(diǎn)和焊接后表面進(jìn)行拋光，可以改善控制柜的外部設(shè)計(jì);對于板材的加工，可以使用一些現(xiàn)代的高精度儀器，從而改進(jìn)了開關(guān)柜的夾具和模具的工裝設(shè)計(jì)。

3.5 增加對開關(guān)柜的性能要求設(shè)備

研發(fā)人員要考慮眾多因素方面，且對此要有深刻的了解，這樣才能夠做出正確的判斷與重要的決定。通過實(shí)驗(yàn)和使用我們不難得出的綜合評價(jià)是：首先，我們要減少成本，與原結(jié)構(gòu)相比，在改進(jìn)后并沒有增加太多的零件，新增成本相對于開關(guān)柜而言，我們是可以忽略不計(jì)的。根據(jù)客戶的反應(yīng)，改進(jìn)后的開關(guān)柜得到了廣大客戶的肯定，操作可靠，安全性高，以及操作的簡單程度相對于原結(jié)構(gòu)有著非常大的提升，這是不可忽視的重要的成果。

4 結(jié)束語

開關(guān)柜設(shè)計(jì)與制造的合理性對開關(guān)柜的整體性能有著深遠(yuǎn)的影響。因此，制造商作為開關(guān)柜生產(chǎn)廠家，應(yīng)注重提高產(chǎn)品性能和產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大開關(guān)柜的應(yīng)用范圍。開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造對于整個(gè)開關(guān)柜的性能以及其品質(zhì)有著重大的影響。因此，研發(fā)人員唯有重視產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和精細(xì)化的制造，提高產(chǎn)品的效率和效益才能夠不斷的提升產(chǎn)品的性能和品質(zhì)。生產(chǎn)者按正規(guī)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，才能夠在開關(guān)柜的行業(yè)中打造出真正的精品。

參考文獻(xiàn)：

[1]張永峰.開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造的分析與實(shí)踐[J].機(jī)電工程，2014（1）：108-110.

[2]陳金艦.開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造的分析與實(shí)踐探討[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2014（4）：33-34.