站所配電終端DTU主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計與分析

王長友，李樂

（科大智能，安徽 合肥 230000）

在國家的大力支持下，國家電網(wǎng)在近幾年進入了快速發(fā)展期。伴隨著國家電網(wǎng)的飛速發(fā)展，用于控制線路開關(guān)分合閘的站所配電終端的需求量也逐漸增大。2013年，國家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)發(fā)行了《站所配電終端DTU通用技術(shù)規(guī)范》，明確了站所配電終端DTU的主要功能與外形尺寸，但是，規(guī)范中并未對DTU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行明確規(guī)定，從而給站所配電終端DTU的升級與改造提供了足夠的設(shè)計空間。

本文將把站所配電終端DTU整體結(jié)構(gòu)分為兩個部分，即箱體骨架結(jié)構(gòu)與箱體操作鍵安裝板結(jié)構(gòu)，然后，針對各部分的結(jié)構(gòu)功能需求，提供出幾種不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并從多方面分析其設(shè)計特點。

1 箱體骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析

箱體骨架結(jié)構(gòu)的主要作用是安裝各種板件，將各類模塊、單元進行分隔以及保證箱體的穩(wěn)定性。骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計為箱體的核心設(shè)計。在設(shè)計箱體骨架結(jié)構(gòu)時，需要考慮三個因素，第一，箱體內(nèi)部的空間利用率；第二，箱體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；第三，生產(chǎn)成本?；谶@三個因素，筆者提出兩種骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計，即強化型穩(wěn)定骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計與簡化型骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計。筆者將在下文中為讀者一一介紹，其設(shè)計特點。

第一種箱體骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計為強化型穩(wěn)定骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計，其主要結(jié)構(gòu)由4根豎梁和6根橫梁組成。該設(shè)計在箱體內(nèi)部的前方豎直安裝2根豎梁，用于固定封板和各類操作按鍵；在箱體內(nèi)部的后方豎直安裝2根豎梁，用于固定端子排與走線槽。然后，該設(shè)計將4根豎梁的側(cè)面通過螺釘螺母與6根橫梁固定連接。其中，6根橫梁分為兩組，每組3個，橫梁通過焊接的方式，固定在箱體的內(nèi)部。

該設(shè)計利用4根豎梁和6根橫梁的相互配合，在箱體內(nèi)部形成了一個牢固的結(jié)合體，使箱體的穩(wěn)定性大大增加，即使在箱體外殼上的所有敲落孔都被敲落的極限情況下，箱體的主體結(jié)構(gòu)依然不會發(fā)生變形。但是，該設(shè)計的耗材較多，成本較高，另外，沒有充分利用箱體內(nèi)壁結(jié)構(gòu)，造成了一定的浪費。

第二種骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計為簡化型骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計，其結(jié)構(gòu)主要由箱體內(nèi)部安裝的2根豎直的豎梁和各種型號的壓鉚螺釘，壓鉚螺母、小板件共同組成。該設(shè)計在箱體內(nèi)部的兩側(cè)安裝多個壓鉚螺釘，然后，通過螺釘螺母的固定連接方式，將2根豎梁固定在箱體內(nèi)部的側(cè)表面。這2根豎梁主要用于固定封板和操作按鍵。

另外，該設(shè)計在箱體內(nèi)部的后表面焊接多個小板件和壓鉚螺母，小板件與壓鉚螺母相互配合，用于固定導(dǎo)軌和走線槽。其導(dǎo)軌和走線槽主要用于箱體內(nèi)部端子的安裝與各類導(dǎo)線的走線。另外，該設(shè)計在箱體內(nèi)部側(cè)表面上安裝了壓鉚螺釘，可以用于固定各類安裝板件，將各類模塊、單元，并將模塊、單元相互隔離。

該設(shè)計的優(yōu)點是，充分地使用了箱體內(nèi)壁上的設(shè)計空間，利用小型的壓鉚螺釘、壓鉚螺母、小板件，取代大型板件的設(shè)計，極大地縮小了成本。但是，該設(shè)計在箱體外殼上的所有敲落孔都被敲落的極限情況下，箱體的主體結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)變形甚至坍塌的現(xiàn)象。

2 箱體操作鍵安裝板結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析

站所配電終端DTU的操作鍵安裝板的位置，位于站所配電終端DTU內(nèi)部的前方的2根豎梁上。在設(shè)計操作鍵安裝板時，需要考慮三個因素，第一，生產(chǎn)成本；第二，生產(chǎn)工藝；第三，是否方便修理或更換？筆者基于這三個影響因素，提供了兩種不同的操作鍵安裝板的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

第一種操作鍵安裝板結(jié)構(gòu)設(shè)計是內(nèi)門結(jié)構(gòu)設(shè)計，其結(jié)構(gòu)由平板、鉸鏈、圓柱鎖組成。該設(shè)計的主體結(jié)構(gòu)為平板，平板的一側(cè)安裝有鉸鏈，另一側(cè)安裝有圓柱鎖。該設(shè)計的安裝位置位于箱體內(nèi)部的前方的2根豎梁上；具體安裝位置是平板一側(cè)的鉸鏈通過螺釘螺母與其中一根豎梁固定連接，平板另一側(cè)的圓柱鎖通過自身的鎖舌將內(nèi)門鎖在另一根豎梁上。操作人員在需要轉(zhuǎn)動內(nèi)門時，可以通過轉(zhuǎn)動圓柱鎖，將內(nèi)門打開。

該設(shè)計的優(yōu)點是方便檢查箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，方便更換操作鍵。在箱體出現(xiàn)故障，需要維修時，操作人員可以通過轉(zhuǎn)動圓柱鎖，快速打開內(nèi)門，進行維修。同樣，在操作鍵出現(xiàn)損壞時，操作人員也可以通過同樣的操作，及時進行維修更換。該設(shè)計的缺點是生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，工序時間較長。

第二種操作鍵安裝板的結(jié)構(gòu)設(shè)計是封板結(jié)構(gòu)設(shè)計，其結(jié)構(gòu)主要是1U（1U=44.5mm）封板、2U封板、3U封板。結(jié)構(gòu)設(shè)計較為簡單，在封板上直接打孔，將操作鍵安裝在孔內(nèi)。最后將封板通過螺釘螺母固定在箱體內(nèi)部的前方的2根豎梁上。

該種結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)點是成本低、工藝簡單、工序時間短。其缺點是，在箱體出現(xiàn)故障，需要維修時，操作人員需要裝卸封板，操作復(fù)雜，耗時長。

3 結(jié)語

綜上所述，站所配電終端DTU的結(jié)構(gòu)設(shè)計依然存在很大的提升空間，結(jié)構(gòu)設(shè)計任重而道遠。