分析低壓電氣開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)與制造

張文劍

摘要：基于對(duì)低壓電氣開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)與制造的探討研究，文章首先從低壓電氣開(kāi)關(guān)柜及其作用與特征入手，然后以此為基礎(chǔ)對(duì)低壓電氣開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)與制造的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析。得出設(shè)計(jì)人員需選擇合適的開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)與形式、確保電器元件排布設(shè)計(jì)的合理性以及提高對(duì)開(kāi)關(guān)柜安全設(shè)計(jì)的重視這三點(diǎn)措施，希望能為有關(guān)人士提供幫助。

關(guān)鍵詞：電氣開(kāi)關(guān)柜;低壓開(kāi)關(guān)柜;開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)

引言：現(xiàn)如今，社會(huì)發(fā)展運(yùn)行對(duì)于電力的需求越來(lái)越大，電力企業(yè)若想為人民生活與社會(huì)生產(chǎn)提供更高的電力保證，就必須采取措施確保電力系統(tǒng)始終能安全高效的運(yùn)行。此時(shí)低壓電器開(kāi)關(guān)柜作為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)成，也應(yīng)得到足夠的注重，經(jīng)實(shí)踐證明，這不僅是電流能被良性分配的關(guān)鍵基礎(chǔ)，也是電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展的必要前提，甚至對(duì)整個(gè)電力領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展都有著不可忽視的重大意義。因此，針對(duì)低壓電氣開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)與制造展開(kāi)深入分析已勢(shì)在必行。

一、低壓電氣開(kāi)關(guān)柜及其作用與特征

低壓電氣開(kāi)關(guān)柜簡(jiǎn)單來(lái)講就是一種安裝于保護(hù)殼內(nèi)的單體或組合體，通常由開(kāi)關(guān)、變頻器、熔斷器、接觸器、PLC等電器元件構(gòu)成，在使用導(dǎo)體與接線端子連接之后，能夠發(fā)揮電力運(yùn)輸與良性配電的任務(wù)。而低壓電氣開(kāi)關(guān)柜的作用與特征，則主要有以下兩點(diǎn)：

第一，低壓電氣開(kāi)關(guān)柜中的變頻器，能使其在壓力控制方面更加精確。具體來(lái)講，變頻控制系統(tǒng)使能最大程度上減小電機(jī)壓力輸出與系統(tǒng)所需注水量之間的差距，而且電機(jī)輸出量會(huì)隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速而變化。另外，因?yàn)殡姍C(jī)速度受控的精確度提高，所以其能將管網(wǎng)系統(tǒng)壓力控制在3pisg的范圍之內(nèi)，進(jìn)而使電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量有效增強(qiáng)。第二，低壓電氣開(kāi)關(guān)柜能降低電機(jī)運(yùn)行成本。一般情況下，初始采購(gòu)成本、維護(hù)成本與能源成本，即為傳統(tǒng)電機(jī)運(yùn)行的主要成本，且其中能源成本大概占總成本的五分之三，此時(shí)如果能使用低壓電氣開(kāi)關(guān)柜將能源成本降低至五分之二，再加上變頻啟動(dòng)減少對(duì)設(shè)備的沖擊，從而減少的維護(hù)與維修，則電機(jī)運(yùn)行成本也會(huì)合理下降[1]。

二、低壓電氣開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)與制造的關(guān)鍵點(diǎn)

（一）選擇合適的開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)與形式

在探索低壓電氣開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)與制造方向的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)根據(jù)客戶需求確定開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)與形式，如果客戶沒(méi)有提供特殊要求，則企業(yè)應(yīng)按照我國(guó)現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與操作規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證開(kāi)關(guān)柜各方面符合性能與安全性等要求。除此之外，設(shè)計(jì)師還應(yīng)將企業(yè)加工條件與市場(chǎng)實(shí)際需求考慮在內(nèi)，在不與柜體使用與維護(hù)要求相違背的前提下，盡可能實(shí)現(xiàn)柜體空間設(shè)計(jì)的最優(yōu)化與最大化。

我國(guó)低壓電氣開(kāi)關(guān)柜目前最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式有兩種，分別是固定式與抽出式。首先是固定式，其能將各電器元件正確固定在相應(yīng)的位置上。具體來(lái)講，在低壓電氣開(kāi)關(guān)柜中排列電器元件時(shí)需避免中間凸起，確保整體外形符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)地基的平整度也十分關(guān)鍵，平整度與柜體的橫向差值需盡可能抵消。這是因?yàn)槿绻霈F(xiàn)差值積累現(xiàn)象，母線連結(jié)與組件就會(huì)受到柜型變化的影響而改變位置，甚至縮減電器件的使用壽命，因此，在排列安裝時(shí)技術(shù)人員應(yīng)將地基最高點(diǎn)設(shè)置為參考點(diǎn)。其次是抽出式，這種結(jié)構(gòu)形式的低壓電氣開(kāi)關(guān)柜體是固定的，但其中裝有開(kāi)關(guān)等主要電器元件但裝置是可移動(dòng)的。另外，雖然柜體中的部分是可互換的，但可移動(dòng)裝置在互換時(shí)對(duì)定位的精準(zhǔn)性要求極高，所以相比較固定式的開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)來(lái)講，抽出式部件需要足夠的機(jī)械強(qiáng)度與精度作為支撐[2]。

通常情況下，低壓電氣開(kāi)關(guān)柜中燈、按鈕與抽屜柜等部件應(yīng)選擇較低位置安裝，從而為后續(xù)的儀器監(jiān)測(cè)及維修維護(hù)提供便利，如果需要更換開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的構(gòu)件，這種設(shè)計(jì)也能將維修難度合理降低;線孔位置、尺寸與封閉性也要重點(diǎn)考慮，這是操作連接效率的決定性因素。

（二）確保電器元件排布設(shè)計(jì)的合理性

第一，在設(shè)計(jì)電器元件排列布局的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先思考含括電磁兼容性、電氣間隙等在內(nèi)的整體性能，盡可能把功能或者是規(guī)格相同的安裝在一起，最大程度上提高布局效果的美觀性。第二，如果低壓電氣開(kāi)關(guān)柜中存在二次控制回路，則應(yīng)將導(dǎo)線數(shù)量作為根據(jù)決定行線槽的規(guī)格。第三，后續(xù)仍需操作的電器元件應(yīng)安裝在便于操作的位置，例如進(jìn)線開(kāi)關(guān)與饋線開(kāi)關(guān)可分別在柜內(nèi)的左上與右側(cè)安裝，繼電器和接觸器等則可按照實(shí)際情況向下設(shè)置。第四，發(fā)熱元件最好能安裝在柜體上部分，但由于熱繼電器需要和接觸器配套使用，所以可將其設(shè)置在接觸器附近。第五，如果電器元件的體積與重量較大，則應(yīng)盡可能將其置于低壓電氣開(kāi)關(guān)柜的下部分[3]。

（三）提高對(duì)開(kāi)關(guān)柜安全設(shè)計(jì)的重視

在電氣設(shè)備運(yùn)行中電弧是無(wú)法完全消除的危險(xiǎn)因素，所以在對(duì)低壓電氣開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行安全設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在柜內(nèi)加入金屬隔板，強(qiáng)化開(kāi)關(guān)柜抗電弧的水平與能力;同時(shí)對(duì)電弧形成情況的監(jiān)測(cè)也很重要，使電弧現(xiàn)象盡可能得到預(yù)防。此外，隔離法也是保證低壓電氣開(kāi)關(guān)柜安全性的有力手段，具體來(lái)講，設(shè)計(jì)人員可通過(guò)單元置換將柜體根據(jù)功能區(qū)進(jìn)行隔離劃分，或者是將整體劃分成單元室、母線室與電纜室等模塊，使開(kāi)關(guān)柜的質(zhì)量和安全性能水平得到大幅度的提升，為電力系統(tǒng)運(yùn)行創(chuàng)設(shè)更加良好的環(huán)境[4]。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)今高速發(fā)展的中國(guó)各方面都離不開(kāi)電力供給，而低壓電氣開(kāi)關(guān)柜雖然是電力系統(tǒng)中的小部件，所能發(fā)揮的重要作用卻不容小覷。但未來(lái)社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的要求還會(huì)持續(xù)提高，若想確保電力系統(tǒng)運(yùn)行效果始終與其要求相符，對(duì)開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造的研究就仍需持續(xù)深入，在研發(fā)出品質(zhì)更加優(yōu)良、使用更加便捷的產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，為地方乃至國(guó)家的健康發(fā)展提供更大的推動(dòng)力量。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 蔡茂祥. 高低壓成套開(kāi)關(guān)柜電氣設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析及智能化發(fā)展方向[J]. 城市建設(shè)理論研究：電子版， 2017（9）：2.

[4] 席志遠(yuǎn). 智能化低壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析[J]. 農(nóng)家參謀， 2020.