淺析高低壓成套開關設備的電氣優化設計措施

陳莉

摘 要：現代社會的發展以及科技的進步，促進了高低壓成套開關設備的發展。目前我國高低壓成套開關設備的電氣設計工作中還存有一些不足，想要提升開關的穩定性，就需要對其進行優化。本文提出了高低壓成套開關設備的電氣設計優化方案，僅供參考。

1 主電路方案的優化

1.1 負荷特性的確定

在高低壓成套開關設備電氣設計中要滿足以下負荷情況：（1）要能夠設備近期和以及遠期規劃容量同時使用時的使用系數和季節性使用系數。（2）主電路優化方案中要考慮環境的要求，滿足網絡短路電流和系統接地形式的要求。（3）系統優化方案中要注意電路的排列布局問題和系統方向，要符合建筑條件的要求。（4）系統優化方案要考慮容量參數的優化，減少不必要的浪費和缺陷，保證數量統計和分布的準確合理。（5）系統優化方案要滿足用戶的要求，工作人員需要選擇的元件類型和柜體型號要滿足用戶的使用要求。

1.2 關鍵輔料的優化設計

在高低壓成套開關設備的構成中，輔料占據著非常重要的地位，比如母排或電纜的規格、數量以及殼體的材料等對都會對高低壓成套開關設備的質量和品質產生影響。比如母排可以有銅排或鋁排或銅包鋁母排，導線有銅芯、鋁芯等多種規格，低壓密集母線、母線橋、端子、母線夾、絕緣子等其他輔料也有多種規格。在優化電氣設計時應該根據工程合理配置，考慮實際用戶系統載流容量和使用情況，對裕度把握好，在合理的情況下留一定的過載裕度，不影響系統性能又對成本不會構成很大影響。例如，在低壓成套開關柜中，水平母排和垂直母排大部分采用銅排，即扁銅母線，四角呈圓弧形的電工專用母排，對大電流回路，可以采用多根銅排并列。如果工作人員優化為采用異性銅排，既可以增加載流能力和提高結構強度，又使分支接線也更加可靠方便，從而提高高低壓成套開關設備的質量和品質。

1.3 環境因素的考慮

在上述基礎上，高低壓成套開關電氣系統優化方案還應該和系統基本元件類型、配套柜型的匹配，以便于避免不符合實際的情況、不符合電氣規范的設計出現。緊接著工作人員需要對方案的可行性和合理性進行論證，同時也要考慮用戶的實際使用工況（用戶環境在地下或者在粉塵、帶電粒子多的地方，這個時候工作人員可以選擇密封性好、牢固可靠、不易磁化和擊穿、體積較小的元件）。如果用戶是在山上或者海拔比較高而且外部震動大的建筑物內，工作人員應該選擇一些具有抗震性、同時也能適應低氣壓且不受凝露影響的元件；如果用戶選擇把設備放在二樓，那么顯而易見下樓不好進出線，所以工作人員應該考慮使用上部電纜橋架連接出線，同時工作人員也應該考慮低壓進線電流比較大，所以盡量用母線進線（密集型母線槽或普通母線橋），母線的排布形式工作人員可以根據線的實際布置情況和用戶的經濟狀況，以及建筑物的空間結構等幾個方面來充分考慮。另外，工作人員也要考慮到用戶的經濟狀況和資金狀況來選擇適合用戶的可靠的元件。

2 元件排布方案的優化

2.1 依據電器元件結構形式

由于元器件的排布方案能夠對成套設備的開關性能以及品質產生非常重要的影響，因此工作人員在對電氣設計優化時必須要注意：元器件的安裝高度距柜底不應低于200mm，以便于維修；操作手柄宜布置于適當高度，距底1.4m 比較適宜，但抽屜柜例外；運行時，需要觀察的儀表應排在眼睛易于觀察處；發熱元件應裝于柜內上部或加裝強制風冷裝置，這樣發散的熱量由上部散出，不影響其他元件；元器件的接線端子應使安裝、維修、更換時易于接近。如抽屜柜中的大電流且有大負荷的元件，同時重量比較重，而且進線或出線電纜相對來說也有很多的情況下，這時工作人員應盡量把柜體布置在位置比較低的地方，因為這樣的排布不僅能讓電纜進出方便，同時也節省了電纜和空間。所以工作人員在排布時盡量分配的均勻一些，防止布置的結果超出方案的預期，工作人員也要考慮用戶使用時的實際情況，要盡可能的將同一類別的元器件放置到統一位置。

2.2 依據柜體的排布

工作人員在選擇電器元件結構形式時，要考慮到和柜體的相匹配，比如，抽屜類柜型是提高電連續性、互換性，可操作性，也是為了檢修維護時的便利，同時也可以選擇插拔式開關，插拔式開關有時候起不到其本有的作用，當然有些特殊場合除外。工作人員在元件排布時要考慮到其符合元件本身的要求，同時也要考慮到有些時候混合安裝可能會帶來的一些問題。所以也要考慮空間結構，結構緊湊的安裝位置時要盡量選擇電氣元件結構小、防護高、安裝條件好的元件。如果考慮到實際應用和條件等因素時，要注意配套附件的選擇（安裝端子，脫扣形式，保護形式等）。工作人員在結構選擇前肯定需要對開關柜型有所了解，防止出現一些不符合實際方案的出現，因為并不是所有的元件都適合所有的柜子，同時也不是所有的柜子、什么樣的方案都能夠符合元件安裝的要求，畢竟這是一個相互適應配合的結合體，也是互相配合的過程。優化設計時要從全局出發，綜合考慮用戶的實際使用與日常維護情況，同時還要滿足易損元件更換便捷性的要求。

3 使用性能和安全性能的優化

3.1 低壓成套開關設備

工作人員在優化系統方案、調整元件大小以及調節柜體結構尺寸時，還需要留有基本的安全空間，日后維修的空間，元件更換時的空間，同時元件發生故障時不會對相臨的元件產生負面影響；工作人員要考慮用戶系統實際的載流容量和使用情況，不能全盤否定或者擅自做主來進行更改，工作人員要在合理的情況下留下一定的過載裕度，這樣的話既不影響系統的性能也不會對成本造成很大影響；工作人員對特殊元件使用的注意事項要有一個清楚認真的了解（比如在空氣污染嚴重、空氣濕度相對較大的地方，同時對干燥度又有極高要求的電器，工作人員需要有相應的抗電離和密封防潮措施來避免外在條件對元件的破壞），工作人員要考慮到低壓時的接地保護、接零時的保護以及方案設計時和安裝后驗證。

3.2 高壓成套開關設備

工作人員要確保柜體結構強度可以承受的起一次錯誤動作而不會導致元件的損壞；柜體結構方面工作人員必須加強安全概念，要提前提出防止事故發生蔓延的措施，并保證事故發生時不會危機生命安全，特別是非標柜體設計要全面借鑒標準柜型考慮；工作人員的設計方案必須保證一次側不停電的時候，二次側做任何檢修和調整不會存在任何的安全隱患；工作人員的設計方案滿足電氣設備“五防”的要求，一定要考慮到從單臺到整個系統的布局，是否已經達到五防要求，五防結構是否準確、是否可靠、是否存在操作后的失靈等問題；另外，非標柜體的零部件除了滿足安裝和承受柜體正常運行的要求外，還應該盡可能的滿足人體工程學以及美觀度的要求。

4 結束語

綜上所述，在對高低壓成套設備開關電氣設計進行優化時，不但要考慮成本，同時還要對其性能進行綜合考量，從而提升開關設備的使用綜合效益。

參考文獻

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（作者單位：江蘇大燁智能電氣股份有限公司；

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