开关柜结构设计与制造的实践论文

　　摘要：开关柜是电力系统内极为重要的设备之一，其结构设计与制造是否合理直接决定了电力系统稳定性的高低。本文简要介绍了开关柜操作要点，同时简要介绍了开关柜的结构以及特点，并从结构设计形式、结构制作形式两方面分析了应如何设计与制造开关柜结构，以期保证开关柜的质量，提高电气系统整体的安全性。
　　关键词：开关柜结构；设计工作；制造工作
　　如今，开关柜在生活中的应用较为频繁，往往应用于电力系统、金属冶炼以及高层建筑物当中。通常情况下，外线直接同开关柜相接，之后再通过各个分控开关。故而，开关柜结构设计是否合理直接影响了电力系统能够良性运转，同时也可以确保电力能源合理分配。
　　1.开关柜操作重点
　　送电时，工作人员需先安设开关柜后封板，确认安装完毕之后，把前下门关停之后，同时对接地开关主轴进行分闸处理。工作人员运用运转车把手车放置在开关柜当中，同时接通电源。此刻，静电插座中的显示灯便会呈现亮起状态，之后关闭开关柜前门以及中门，并将手车从实验位置推动至工作位置，随后令断路器手车处于分闸状态。上述工作完成后，工作人员通过手柄对位于工作位置的手车进行处理，将其转变为实验位置。此时，工作显示灯便会关闭，而实验显示灯亮起。工作人员将中门开启，与此同时，拔出二次插头，实验显示灯均关闭。工作人员将手车自开关柜撤除，使接地开关处于合闸状态，并打开封板与前下门。
　　2.开关柜加工方式分析
　　第一，焊接方式。焊接方式的主要优势在于加工更为方便，且焊接所构建的开关柜结构较为牢固以及可靠。但是缺点也较为明显，即容易形成误差以及变形，且由于焊接之后的开关柜牢固，焊接完成之后，工作人员难以对其进行调整。而且工作人员通过焊接方法对开关柜进行焊接，对开关柜的外观也造成负面影响。此外，由于开关柜整体面积相对较大，所以喷漆难度相对较大，需要企业提高工作人员的焊接工艺以及基础技能。第二，组装方式。由该方式构成的开关柜，往往用于工件一般加工，工作人员可先实施喷涂作业，调节工作与外观处理工作难度均有所下降，构架外部尺寸不容易产生误差，开关柜占地面积小。而该组装方式，焊接牢固度不足，对零部件精度的要求相对较高，需要企业在加工方面投入大量加工成本。第三，焊接同组装联合使用。该方式集合了上述两种方式的所有优势，更为适合开关柜结构的构建。通常情况下，工作人员在柜体的连接部分使用电焊这一焊接方式，而部分可以变化或是可以调节的部件则通过紧固件相连。
　　3.开关柜结构设计与制造方式
　　3.1结构形式方面的考虑
　　若企业已经指定了型号，设计人员必须按照国家与行业相关规范完成设计工作。工作人员在设计工作中，需将用户维护纳入考虑范围当中，尽可能扩大维修所需的空间，抽屉柜内大式抽屉、灯、按钮以及表等仪器应安设于相对较低的位置，方便值班维修人员应用部分构件，同时也便于维修人员对仪器进行监测。当开关柜内部分构件发生问题需要更换时，维修人员的维修工作也更为容易、方便，确保元件的更换具有可操作性、接线端子所处区域的合理性。为了使电缆的连接更为便捷，工作人员应思考进线孔以及出线孔的规格，且需要考虑进、出线孔所处位置，同时考虑进、出现位置的封闭性是否良好。此外，企业还需在不影响开关柜整体结构分布的前提下，尽可能提高开关柜整体性能与质量，以提升用户的用电体验。为了保证开关柜的可操作性，设计人员需对仪表面板高度进行调整，按钮以及转换开关所在位置也应偏向于下方，方便相关工作人员对其进行操作，调节回路，确保所有承载元器件分布均匀，同时也保证了电流的分布更为平衡，且能够存留一部分余量。若企业并没有指定开关柜的型号或是结构，则企业需按照用户提供的实际需求以及元件本身结构特征等内容，选用更为合适的开关柜类型。
　　3.2结构制作形式方面的考虑
　　不同规格的开关柜型由其自身规范进行确定，针对部分尚未指定的柜型，工作人员应按照柜内元器件本身所具有的特征以及电器设计的基础原则完成确认。针对体积相对较大，且自重较重的元器件，建议设计人员优先选用焊接的方式对其进行处理，而针对部分元件或是场地更换较为频繁的开关柜，则应选用组装式开关柜。若对开关柜整体精度要求较低、元件数量相对较少，建议设计人员选用焊接结构。若元件数量较多，且种类难以确定，而且工作人员在设计过程中可能存在较大的变动性，针对上述情况，建议设计人员优先使用组装式开关柜。此外，企业还需结合用户提出的要求制造开关柜。而且随着近年来，人们对环保的提倡，焊接工艺的应用范围不断缩减，组装时开关柜应用范围扩大。但该焊接方式更为经济实惠。所以企业需灵活运用两种方式，既满足业主要求，也符合环保的要求，同时也保证企业经济效益的提高。如用户明确要求希望开关柜外观美观、高档，且拆装便捷，则建议企业使用组装式开关柜。除此以外，工作人员也可选用设计工艺焊接孔的方法作为开关柜制作的主要方法。该方法可有效提高焊接式开关柜的美观度，同时也提高了焊接的精准度，使得焊点分布更为均匀。且工作人员在使用该方法之后，再对表面进行抛光与喷漆处理，基本可以将焊点遮掩。工作人员完成开关柜体框架的焊接工作后，实施磨平处理，并对其表面进行喷塑处理，所得开关柜不仅稳固，且极为美观。而企业在开关柜结构设计与制造过程中，必须将企业当前施工水平纳入考虑范围当中，在不影响开关柜稳定性的`前提下，对开关柜制造的经济性进行考量，将材料的利用率发挥至最大化。以面板显示灯安设孔的设计工作为例，元器件样本开孔的规格为φ25，但大部分企业的冲床模具规格仅有φ25.5。针对该情况，工作人员可直接将开孔规格设计为φ25.5，不仅不会对开关柜的安装与使用构成影响，同时也无须添加模具以及安装工位。
　　3.3安全性能设计方面的考虑
　　在电气设备运行当中，电弧是一种一定会发生的现象，会对电气设备运行造成较为严重的影响。因此为了提升开关柜的抗电弧能力，可以通过在开关柜内部当中增加金属隔板的方式进行处理，通过隔离的形式提升开关柜的抗电弧水平。同时可以为开关柜增加电弧的相关检测设备来对开关柜的电弧情况进行监督检测，这二者的设计来实现对于开关柜内导电体的电弧绝缘设计，从而提升开关柜的电气安全性能。另外可以通过泄压通道来实现对于开关柜内的安全性能的提升，这种设计主要是要求必须提升开关柜的人身防护等级，同时要防止外来物的单元置换，采用相应的隔离设施处理。通过这3个方面的设计，提升开关柜的整体质量和安全性能水平。
　　3.4开关柜结构辅助设计方面的考虑
　　为了提升开关柜的整体质量水平，可以在传统开关柜设计的基础上为其增加一些辅助性的设计，从而提升开关柜的质量与性能水平。对于开关柜的操作方面可以采用对于仪表板的重新设计，从而优化开关柜的操作效果；对于开关柜的外观设计可以通过在完成焊接以后对相关焊接点以及表面进行抛光，使开关柜的外观效果更加美化；对于钣金加工可以采用一些现代化的高精度仪器进行处理，从而实现对于开关柜的夹具、模具的改良设计。
　　4结语
　　开关柜结构设计与制造的合理性对开关柜整体性能有极为深刻的影响。故而，作为开关柜而的制造商，必须注重对产品自身性能以及品质的提高，以便扩大开关柜的应用范围，促进企业经济的发展。
　　作者:黄海燕 单位:施耐德电气（厦门）开关设备有限公司
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