淺析開關柜的結構設計與制造

周斌

杭州電力設備制造有限公司蕭山欣美成套電氣制造分公司 浙江蕭山 311231

1 開關柜操作要點

在對開關柜進行操作過程中，首先要將后封板裝好，關閉前下門，同時保證接地開關主軸保持在分閘狀態。利用運轉車將斷路器手車推入開關柜內，這時候靜電插座上的指示燈會被點亮，然后再將開關柜的前門、中門關閉，將斷路器手車的位置由實驗位置切換到工作位置，最后再將斷路器手車合閘；在對開關柜進行維護時，首先將斷路器手車進行分閘操作，然后再將斷路器手車從工作位置切換到實驗位置，這時開關柜的工作指示燈會熄滅，實驗指示燈會亮起。實驗指示燈亮起之后，將前中門打開，拔出二次插頭，實驗指示燈會熄滅，最后將斷路器手車從開關柜中推出，合上接地開關，才能打開下封板和前下門。

2 開關柜的結構形式和加工方法

2.1 高壓和低壓開關柜的兩種結構形式

（1）固定式。固定式結構的開關柜內部指定某一確定位置用于固定電氣元件，且安裝穩固可靠，例如GGD、XGN43等。

（2）抽出式。抽出式結構的開關柜內部擁有可移動部件用于安裝電氣元件。在進行設計時要求可移動部件即要輕便，又要在推入開關柜內時要穩固可靠且滿足機械、電氣和相關安全要求，并要滿足五防聯鎖的相關要求。并且因可移動部件只要類型和規格相同即可互相更換，所以后期維護十分便利。此類開關柜有MNS、GCS等。

2.2 開關柜的加工方法

通常，開關柜的加工方式主要有三種，焊接加工、組裝加工以及焊接和組裝聯合使用。

（1）焊接加工。焊接加工的主要優勢在于加工方便，且焊接所構建的開關柜框架結構較為牢固以及可靠。但是缺點也較為明顯，即容易因焊接加工內在特性，形成焊接誤差以及過熱而變形，并且由于焊接后各零部件之間很牢固，如遇加工誤差或有方案改動，工作人員難以對其進行調整。又由于通過焊接方法對開關柜進行加工，會對開關柜的整體外觀的一致性也會造成影響。此外因為焊接加工，開關柜整體面積相對較大，所以噴漆難度相應增加，對噴漆工作人員的工藝水平及基礎技能提出要求。

（2）組裝加工。由該方式構成的開關柜，零部件往往是精密機加工件，工作人員可先實施噴涂作業，后續調整工作與外觀處理工作難度均有所下降，框架整體尺寸不容易產生誤差，開關柜占地面積小。但因組裝加工方式，框架整體由緊固件拼裝完成，整體牢固度不及焊接加工，又對零部件精度的要求相對較高，需要企業在機加工方面投入大量加工成本。

（3）焊接同組裝聯合使用。該方式集合了上述兩種方式的所有優勢，更適合開關柜框架結構的構建。通常情況下，工作人員在柜體的連接部分使用焊接方式，而部分可以變化或是可以調節的部分則通過緊固件相連。

3 開關柜的結構設計與制造

3.1 結構形式方面的考慮

在對開關柜進行結構設計時，如果企業已經明確了型號，那么設計人員在進行設計時，不僅要考慮到用戶的要求，還要嚴格遵守國家和行業間的相關規定，同時在設計時要盡可能的將維修空間擴大，將大的抽屜、燈、按鈕等以及一些儀器安裝在抽屜柜比較偏下的位置，這樣不僅方便維護人員的日常管理，還方便了維修人員對儀器進行監測。一旦開關柜內的某些構件發生故障時，相關工作人員對有問題的構件進行維修更換時也比較方便。此外，設計人員還要考慮到進線孔以及出線孔的規格，以方便電纜的連接。為了提高用戶的用電體驗，開關柜生產企業要在不影響開關柜結構分布的前提下，盡可能的提高開關柜的整體性能。同時設計人員還要注意調整儀表布置的高度，對于按鈕以及轉換開關的位置設計要偏向下方，這樣可以提高開關柜的可操作性。如果用戶沒有指定開關柜的型號或者結構，那么需要開關柜制造企業根據用戶的實際需要進行設計，并選擇出最適合用戶使用的開關柜類型。

3.2 安全性能方面的考慮

在設備運行當中，電弧是一種一定會發生的現象，會對設備運行造成較為嚴重的影響。因此為了提升開關柜的抗電弧能力，可以通過在開關柜內部增加金屬隔板的方式進行處理，通過隔離的形式提升開關柜的抗電弧水平。同時可以為開關柜增加電弧的相關檢測設備來對開關柜的電弧情況進行監督檢測，設計時可將二者功能結合來增強開關柜內導電體的電弧絕緣水平，從而提升開關柜的電氣安全性能。另外可以通過增加泄壓通道來進一步提升開關柜內的安全性能，增加泄壓通道主要是為了提升開關柜的人身防護等級，維持開關柜的平穩運行，人為的將柜內異常情況下產生的氣壓，引導到無害的方向，但應注意防止有異物進入，需采取相應的防護措施。

3.3 開關柜結構輔助設計方面的考慮

為了讓開關柜設計更加完善可以采取一些輔助性設計來提升開關柜的質量與性能水平。例如在操作性方面就需要對儀表板的高度進行有效的控制。部分開關柜在外觀上會有一定的要求，因此在焊接后需要對焊接點進行拋光處理并保證焊接點處于均勻、準確的位置。另外為了提升相關工藝水平，在進行鈑金加工時可以結合精密儀器進行處理，并對夾具設計、模具設計等環節進行優化，對涉及到人力資源應合理利用，這樣才能產出高性能、高質量的開關柜。

4 結語

綜上所述，開關柜在整個電力系統中具有十分重要的作用，它可以保證電能的良性分配以及合理輸出，是工業化用電的基礎保障之一。在開關柜設計過程中應該按照相關標準進行設計，在滿足需求和標準的情況下再根據用戶提出的要求進行結構優化，從而提升開關柜的性能讓安全用電得到保證。