低壓開關柜結構設計對電氣性能的影響

楊浩庭

摘要：現階段，隨著我國經濟的快速發展，各類電氣系統設備技術水平都得到了提升。低壓開關柜是輸電、配電并進行電能交換的主要裝配，對電氣輸送工作的開展具有很大作用，同時影響了國民經濟的發展。本文主要結合工程實踐經歷，系統全面的分析了低壓開關柜的特點與結構，并介紹了電氣安裝所進行的元件布置與配線工藝注意事項，希望可以給同行研究學者提供借鑒。

關鍵詞：低壓開關柜結構設計對電氣性能的影響

引言

隨著我國大型發電廠的建設，在輸送電力、配電網絡中以及電能的轉換過程中，低壓開關柜得到了廣泛的應用。為了配合實際供電需求，低壓開關柜也相應的改變著結構設計，其結構方式主要包括固定式和抽出式兩類。本文從其結構設計的體現出的優點出發，闡述對電氣性能的影響。

1低壓開關柜結構設計優點

1.1節省空間

低壓開關柜是低壓配電系統中的重要裝置，其設計規格和安裝規范都有嚴格的標準和規定，占地空間的位置和尺寸大小都需要經過嚴格的規劃設計。因此，對于低壓開關柜自身的結構要根據配電網絡系統的運行要求進行精心的設計，一是保證系統的正常運轉，另一方面在設計之初就要考慮到不足和漏洞的補救，減少由低壓開關柜的設計問題而引發的安全故障。此外，要合理設計低壓開關柜在系統設施間的安放位置，節省并合理利用空間。低壓開關柜對于輸電和電能的轉換發揮重要作用，在結構的設計上就可以采用抽出式的結構形式，方便進行及時的抽取檢查，合理的規劃好各個開關電源的位置，而相對隔離的抽出式分層設計，在低壓開關柜運行的過程中減少了相互間的干擾。

1.2單元劃分更合理

低壓開關柜無論采取哪種結構方式，其內部的設計都存在一定的分區分層設計，這種設計是為了避免不同作用下和不同輸電線路的開關之間產生干擾，釀成安全事故。在設計其結構安置時，就要做好功能分區，每一個單元劃分出一個單獨的作用模塊，這樣就保證了每一個開關電源以及裝置組成一個功能分區，每個分區標志著一個功能單元，在單元的內部就可以對各種裝置展開最合理的配置，讓所有的裝置都安設在最需要和最適合的位置上，而不用擔心各種開關和設備混雜在一起難以辨認，一旦操作失誤導致事故的發生。

1.3安全性高

設計期間技術人員會考慮低壓開關柜運行使用可能會遇到的風險隱患問題，并采取有效的解決措施，依照結構設計方案進行的安裝施工也更科學合理。低壓開關柜在使用期間即使需要人工操作也能保障其安全性，并不會出現打火等安全隱患問題。這樣一來工作人員操作時接觸到的僅僅是開關的絕緣部分，并且與線路之間保持一定距離，從而確保的工作人員在操作時的人身安全。鎖定了抽屜以后，閉合開關將不會再被拉出。這些流程終結后，依循逆時針顯示了蓋板，操作孔被閉合。若抽屜開關布設了相同構架，即可靈活替換彼此。開關柜構架密切關聯著聯鎖的電氣特性，合閘以后的抽屜將不會被拉出，也不能夠合閘。拉出抽屜的狀態下，絕緣構件擋住了一次部分，人員不可再去觸摸。由此可得，設計開關柜先要辨析電氣聯鎖顯現的安全狀態，確認人員是安全的。

2柜體結構設計對電氣性能的影響

2.1電氣設備的穩定性

低壓開關柜工作時，技術人員可以通過觸動開關對閉合電路進行調控。電氣配網運行階段，因開關柜的部分故障常常會導致電路短路，開關處的溫度也會逐漸升高，造成電阻阻值變化，相應地對電氣設備的使用性能造成影響。傳統的低壓開關柜運行時常常出現該現象。通過加強低壓開關柜部分的結構設計，在母線的排布形式上采取防干擾技術，降低短路問題發生的幾率。操作開關時，如果預留空間較小，開關動觸頭分斷時因電氣間隙或者接觸問題也很容易導致電路短路，結構設計時采用轉角技術，這樣無論是開關的分斷還是導通都不會影響到電氣設備的電氣性能及安全性。

2.2柜體的溫升特性

結構設計對散熱影響比較明顯。如果結構設計不合理，低壓開關柜運行時產生的熱量不能及時散發，聚集在開關柜內部，隨著運行時間增長，對電氣線路及元器件的壽命和安全性產生影響。溫度影響電阻阻值，阻值損耗后線路中流經的電流便會增大;適當增大功率能夠提升電氣設備運行效率，但如果超出了額定的荷載參數，便可能引發電氣故障。結構設計時要保障通風口所在位置不影響散熱性能，能夠將低壓開關柜內運行時產生的熱量及時散發出去。性能試驗時通過測驗溫升，獲取可查驗的溫升數據;條件允許時，可根據溫升數據修正初始的開關柜框架及柜內電氣元器件布局。

2.3電器元件安裝板

（1）低壓固定式開關柜元器件件安裝在開關板上，開關板沒有開設安裝孔一直沿用了二十多年，就我廠通過3C認證的西門子8PT固定柜（2200*800*600）的開關板進行分析。這只是其中的一種尺寸空氣開關開關板，電器元件的種類繁多，進口的有ABB，西門子，施耐德;國產的有正泰，德力西，森泰等等，而且每種品牌同種產品，還有很多型號，尺寸各不相同，造成每一個項目都需要用幾種不同的開關板，在安裝的過程中用一定時間去尋找符合的開關板，安裝板上還沒有安裝孔，造成許多人同時去鉆孔，浪費了大量時間，直接影響安裝速度。（2）面對種類，品牌繁多的電器元件，尺寸不一，最好是設計一種能夠滿足要求的通用型開關板，克服以前開關板的弊端，究竟什么樣的安裝板能滿足這樣的要求呢？根據多年的電器元件安裝經驗，首先想到把寬度降低，并在上面沖上一些孔，這樣就可以通過2根或者3跟開關板的組合方式克服元件大小的區別。采用的160mm寬的開關板完全可以用2個60mm寬的開關板進行組合安裝，即可以節約一部分鋼板，還可以達到裝配要求。在試制過程中出現了兩個問題需要解決。①開關板的孔的范圍為10-38mm或24-52mm依次類推，綜合幾種常用250A以內空氣開關的安裝螺絲間距，一般都為50mm，這樣安裝在24-52mm的范圍的安裝孔內，螺栓就會放不進去，對孔的長度進行調整，容量、體積大一些的電器元件也可以安裝上，經過綜合大量的數據查詢，和實際試驗結果，安裝孔的長度調整到25mm就可以解決這個問題。②兩個開關板組合安裝電器元件時，開關板兩側的安裝孔不能都對上內立柱的安裝孔。經過研究，決定采用“丁”字形安裝孔，解決了問題。經過以上兩點的改進，最終確定的通用開關板，在生產實踐中證實，這種通用安裝是可以達到預先設計的要求的，對我廠的低壓固定式開關柜生產能力有了很大的提高。

結語

綜上所述，低壓開關柜的結構設計所體現出的優越性能，與電氣性能密切相關，更好的結構設計能夠發揮低壓開關柜自身更好的性能，在配電系統中發揮其調節、運輸和轉換等重要作用，相應的提升了電力系統的電氣性能。我們還要不斷完善低壓開關柜的結構設計，進一步促進電氣性能的提高。

參考文獻

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（作者單位：沈陽華德海泰電器有限公司）