開關柜結構設計與制造的實踐

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摘要：開關柜是電力系統內極為重要的設備之一，其結構設計與制造是否合理直接決定了電力系統穩定性的高低。本文簡要介紹了開關柜操作要點，同時簡要介紹了開關柜的結構以及特點，并從結構設計形式、結構制作形式兩方面分析了應如何設計與制造開關柜結構，以期保證開關柜的質量，提高電氣系統整體的安全性。

關鍵詞：開關柜結構；設計工作；制造工作

如今，開關柜在生活中的應用較為頻繁，往往應用于電力系統、金屬冶煉以及高層建筑物當中。通常情況下，外線直接同開關柜相接，之后再通過各個分控開關。故而，開關柜結構設計是否合理直接影響了電力系統能夠良性運轉，同時也可以確保電力能源合理分配。

1.開關柜操作重點

送電時，工作人員需先安設開關柜后封板，確認安裝完畢之后，把前下門關停之后，同時對接地開關主軸進行分閘處理。工作人員運用運轉車把手車放置在開關柜當中，同時接通電源。此刻，靜電插座中的顯示燈便會呈現亮起狀態，之后關閉開關柜前門以及中門，并將手車從實驗位置推動至工作位置，隨后令斷路器手車處于分閘狀態。上述工作完成后，工作人員通過手柄對位于工作位置的手車進行處理，將其轉變為實驗位置。此時，工作顯示燈便會關閉，而實驗顯示燈亮起。工作人員將中門開啟，與此同時，拔出二次插頭，實驗顯示燈均關閉。工作人員將手車自開關柜撤除，使接地開關處于合閘狀態，并打開封板與前下門。

2.開關柜加工方式分析

第一，焊接方式。焊接方式的主要優勢在于加工更為方便，且焊接所構建的開關柜結構較為牢固以及可靠。但是缺點也較為明顯，即容易形成誤差以及變形，且由于焊接之后的開關柜牢固，焊接完成之后，工作人員難以對其進行調整。而且工作人員通過焊接方法對開關柜進行焊接，對開關柜的外觀也造成負面影響。此外，由于開關柜整體面積相對較大，所以噴漆難度相對較大，需要企業提高工作人員的焊接工藝以及基礎技能。第二，組裝方式。由該方式構成的開關柜，往往用于工件一般加工，工作人員可先實施噴涂作業，調節工作與外觀處理工作難度均有所下降，構架外部尺寸不容易產生誤差，開關柜占地面積小。而該組裝方式，焊接牢固度不足，對零部件精度的要求相對較高，需要企業在加工方面投入大量加工成本。第三，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，更為適合開關柜結構的構建。通常情況下，工作人員在柜體的連接部分使用電焊這一焊接方式，而部分可以變化或是可以調節的部件則通過緊固件相連。

3.開關柜結構設計與制造方式

3.1結構形式方面的考慮

若企業已經指定了型號，設計人員必須按照國家與行業相關規范完成設計工作。工作人員在設計工作中，需將用戶維護納入考慮范圍當中，盡可能擴大維修所需的空間，抽屜柜內大式抽屜、燈、按鈕以及表等儀器應安設于相對較低的位置，方便值班維修人員應用部分構件，同時也便于維修人員對儀器進行監測。當開關柜內部分構件發生問題需要更換時，維修人員的維修工作也更為容易、方便，確保元件的更換具有可操作性、接線端子所處區域的合理性。為了使電纜的連接更為便捷，工作人員應思考進線孔以及出線孔的規格，且需要考慮進、出線孔所處位置，同時考慮進、出現位置的封閉性是否良好。此外，企業還需在不影響開關柜整體結構分布的前提下，盡可能提高開關柜整體性能與質量，以提升用戶的用電體驗。為了保證開關柜的可操作性，設計人員需對儀表面板高度進行調整，按鈕以及轉換開關所在位置也應偏向于下方，方便相關工作人員對其進行操作，調節回路，確保所有承載元器件分布均勻，同時也保證了電流的分布更為平衡，且能夠存留一部分余量。若企業并沒有指定開關柜的型號或是結構，則企業需按照用戶提供的實際需求以及元件本身結構特征等內容，選用更為合適的開關柜類型。

3.2結構制作形式方面的考慮

不同規格的開關柜型由其自身規范進行確定，針對部分尚未指定的柜型，工作人員應按照柜內元器件本身所具有的特征以及電器設計的基礎原則完成確認。針對體積相對較大，且自重較重的元器件，建議設計人員優先選用焊接的方式對其進行處理，而針對部分元件或是場地更換較為頻繁的開關柜，則應選用組裝式開關柜。若對開關柜整體精度要求較低、元件數量相對較少，建議設計人員選用焊接結構。若元件數量較多，且種類難以確定，而且工作人員在設計過程中可能存在較大的變動性，針對上述情況，建議設計人員優先使用組裝式開關柜。此外，企業還需結合用戶提出的要求制造開關柜。而且隨著近年來，人們對環保的提倡，焊接工藝的應用范圍不斷縮減，組裝時開關柜應用范圍擴大。但該焊接方式更為經濟實惠。所以企業需靈活運用兩種方式，既滿足業主要求，也符合環保的要求，同時也保證企業經濟效益的提高。如用戶明確要求希望開關柜外觀美觀、高檔，且拆裝便捷，則建議企業使用組裝式開關柜。除此以外，工作人員也可選用設計工藝焊接孔的方法作為開關柜制作的主要方法。該方法可有效提高焊接式開關柜的美觀度，同時也提高了焊接的精準度，使得焊點分布更為均勻。且工作人員在使用該方法之后，再對表面進行拋光與噴漆處理，基本可以將焊點遮掩。工作人員完成開關柜體框架的焊接工作后，實施磨平處理，并對其表面進行噴塑處理，所得開關柜不僅穩固，且極為美觀。而企業在開關柜結構設計與制造過程中，必須將企業當前施工水平納入考慮范圍當中，在不影響開關柜穩定性的前提下，對開關柜制造的經濟性進行考量，將材料的利用率發揮至最大化。以面板顯示燈安設孔的設計工作為例，元器件樣本開孔的規格為φ25，但大部分企業的沖床模具規格僅有φ25.5。針對該情況，工作人員可直接將開孔規格設計為φ25.5，不僅不會對開關柜的安裝與使用構成影響，同時也無須添加模具以及安裝工位。

3.3安全性能設計方面的考慮

在電氣設備運行當中，電弧是一種一定會發生的現象，會對電氣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當中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，這二者的設計來實現對于開關柜內導電體的電弧絕緣設計，從而提升開關柜的電氣安全性能。另外可以通過泄壓通道來實現對于開關柜內的安全性能的提升，這種設計主要是要求必須提升開關柜的人身防護等級，同時要防止外來物的單元置換，采用相應的隔離設施處理。通過這3個方面的設計，提升開關柜的整體質量和安全性能水平。

3.4開關柜結構輔助設計方面的考慮

為了提升開關柜的整體質量水平，可以在傳統開關柜設計的基礎上為其增加一些輔助性的設計，從而提升開關柜的質量與性能水平。對于開關柜的操作方面可以采用對于儀表板的重新設計，從而優化開關柜的操作效果；對于開關柜的外觀設計可以通過在完成焊接以后對相關焊接點以及表面進行拋光，使開關柜的外觀效果更加美化；對于鈑金加工可以采用一些現代化的高精度儀器進行處理，從而實現對于開關柜的夾具、模具的改良設計。

4結語

開關柜結構設計與制造的合理性對開關柜整體性能有極為深刻的影響。故而，作為開關柜而的制造商，必須注重對產品自身性能以及品質的提高，以便擴大開關柜的應用范圍，促進企業經濟的發展。

作者:黃海燕 單位:施耐德電氣（廈門）開關設備有限公司

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