分析低壓開關柜結構設計對電氣性能的影響

張侍安

摘要：文章分析了低壓開關柜結構設計對電氣性能的影響。由于低壓開關柜產品能夠滿足市場實際需求，因此為了迎合市場發展趨勢，需要對其進行合理的結構設計，采取一系列定制化設計工具，實現電器元件的標準化作業。本次低壓開關柜結構設計對系統功能及一些關鍵性能進行了深入研究，并在低壓開關柜結構系統分析的基礎上開展了新型系統功能創新，從而更好的將低壓開關柜系統功能發揮出來。

關鍵詞：低壓開關柜;結構設計;電氣性能;研究;輔助排布

對于低壓開關柜結構設計過程來說，設計合理性能夠進一步提升電氣性能，低壓開關柜屬于電力系統中的主要環節，因此為了保證電力系統穩定運行，就應該針對低壓開關柜結構設計給予充分重視。相關人員應該以獨立功能單元為基礎實現低壓開關柜的模塊化設計，基于可視化操作促使功能布局得到完善，生成自動統計和面板開孔圖，對低壓開關柜結構設計使用深入分析研究。

1.低壓開關柜結構設計問題概述

1.1低壓開關柜結構設計問題的提出

當前一些低壓開關柜產品需要符合國家標準電壓，低壓電器的電壓范圍為小于1.0kV。一些低壓設備在低壓供電系統中發揮著制動，保護，轉換的功能，所有電氣設備使用的地方都應該具有低壓設備，我國電能運行中超出八成的電氣設備為低壓設備。低壓設備在實際發展的過程中主要是是依靠材料工業興起的，而低壓電器，低壓設備的興起則在一定程度上展示出了我國經濟實力。國內一些低壓成套開關設備在上世紀就已經處于停止發展狀態，產生這一現象的主要因素是由于產品創新能力不夠，且產品標準較為落后，無法滿足社會發展需求。隨著我國社會經濟的發展和進步，這時電力基礎設施和電力能源投入資金在逐漸增加，這時就可以為低壓設備創造一定的發展空間，增大市場需求量，為行業發展打下堅實的基礎。這一現象主要表現在生產廠家的急劇增加，產品更新速度加快，品類增多，產品標準不斷朝著國際化前進。

1.2研究需求

低壓成套產品中開關柜主要在一些供電配電系統中應用，因為多種檢測，控制與調節功能的組成，使其獲得了社會的廣泛關注。當下市場中存在的低壓開關柜類型多達數十種，一些開關柜屬于固定形式，還有一些開關柜屬于抽出式，智能式和混合式。這些開關柜的生產思路都是基于實際需求進行組合，從而滿足客戶需求。在客戶定制需求不斷提升的當下，需要相關人員結合客戶要求進行產品參數調節。不同批次下產品技術要求不一，套用功能結構模塊較為相似，一些外來任務的承接則為非標準產品，這時就使開關柜成為了一種特有的產品。低壓開關柜在個性化定制，設計準確率，制造成本，產品穩定性等方面獲得了認可，但隨著制造工藝和要求持續提升，這時企業產品設計難度也在不斷提升，為低壓開關柜的生產和管理造成了較大的壓力。生產企業在接到開關柜生產在任務的時候，設計人員會耗費較長一段時間對以往設計內容進行查詢，找到與當前客戶所需相似的功能模塊，之后在開關柜上設置對應的功能模塊。這不但降低了開關柜生產效率，還導致失誤頻發。因此在進行用戶需求匹配的時候由于缺乏相應查詢方式，導致設計人員無法獲得直觀的效果圖。為了從數量較多的電子，紙質文件中找出相似文件，將企業文件價值充分展示出來，就應該在企業內部建設開關柜生產設計系統，提升企業低壓開關柜定制化水平。

2.低壓開關柜結構整體設計內容

2.1低壓開關柜結構設計特征

低壓開關柜結構設計和低壓開關柜設計具有一定的差異，低壓開關柜設計的過程中可以將其分為內部電氣元件，控制模塊，儀表，電源，如圖1。

如圖所示，當前在低壓開關柜中，實際柜體結構都包含一個近似柜體，近似柜體制作材料大多為鈑金材料，分為頂框，底框，門，橫梁，隔板等部分，而這些部分可以為柜體的使用起到支撐，分割，保護的效果。開關柜的柜體鈑金結構在設計中重點考量的是安裝零件的合理性和科學性，為了進一步提升板材的實際使用率，實現高效的空間分配，應在一定程度上實現整體強度，剛度的優化，實現標準型柜體。低壓開關柜一般情況下都是按照整體部件進行標準化設計的，這種設計方式可以使低壓開關柜符合設計標準提升使用性。柜體結構可以有效隔絕噪音，提升安全防護措施，縮減開關柜的占地面積。低壓開關柜的內部構件是基于開關柜實際應用情況來選擇的，一些開關柜的功能包括電力分配及合理控制，因此這時在對開關柜進行設計的時候可以通過電器功能設計實現。一些開關柜功能構件大多為接插件，所以相關人員在進行開關柜設計的時候，不但要考量到當前部件組合配置現狀，還需要考量到功能組合，參數匹配及其余客戶的實際需求。

低壓開關柜在一般情況下可以分為多種不同模塊（如圖2），將一些擁有不同模塊的單元進行組合，使其形成標準的柜體。基于低壓開關柜結構形式來看，低壓開關柜形式可以分為固定開關和抽出式開關柜。為了滿足所有柜體要求，提升穩定及可靠性，可以使用固定式低壓開關柜。低壓開關柜的外部形狀多種多樣，不但包括立方體，屏式，還有箱式和臺式等等。對于一些外形不同的低壓開關柜，其排列順序也各不相同。這時為了避免對低壓開關柜形狀產生影響，會使用構件分部方式，可以將低壓開關柜先組合成兩部分，之后將其合并到一起形成一個整體，再將其他支線連接上即可。抽出式低壓開關柜分為固定柜體和具有開關的移動電器元件裝置，其中可移動部分的設計應該使其便于移動，減輕重量，在移動后應保證移動部分與固定式低壓開關柜中的抽屜相互交換使用。抽出式低壓開關柜的柜體加工區域與固定式低壓開關柜類似，設計人員應該在保證設計精準度的情況下預留足夠的調整量。而對于一些可以交換移動的裝置來說，不但需要具有移動能力，還應該對開關柜中的所有零件穩定承接，因此需要增強開關柜的機械強度，對于其余部分，則可以預留足夠的調整量。低壓開關柜（抽出式）其標準開關柜尺寸如表1。

現階段，一些低壓電器設備在現代化技術下得到了巨大的進步和發展，一些生產企業開始著手制造新型接觸式開關柜，實現低壓配電系統一體化。新型塑殼斷路器上部面板具有一個區域，可以通過這一區域進行其他功能模塊的安裝，從而將低壓開關柜的面積進一步縮小。

2.2低壓開關柜結構系統流程設計

經過對企業產品的了解，客戶需求的掌握，產品設計流程的溝通，產品設計技術的研究以及定制化設計中的調研后便可以開展功能設計。對低壓開關柜系統流程和功能進行規劃與設計主要是為了進一步降低工作人員的工作壓力，減少企業內部的錯誤。低壓開關柜結構在設計的過程中可以通過較為規范的需求文件，加速系統流程設計，選擇一些符合要求的客戶，將需求與標準功能單元融合，保證各個標準功能單元模塊都有其獨有的管理功能。還應該將其與功能文檔相關聯，借助系統所提供的可視化模塊輔助功能，使其能夠在開關柜柜體上部有序排列，確定功能單元的不同位置，在排列技術后即可生成較為直觀的布置圖。還能借此獲得面板開孔信息，直接生成面板開孔圖，便于其收集各個單元物料構成及匯總，輸出物料清單。將一些有關聯的二次原理圖和工程圖提取出來，按照項目統計數據對其歷史情況進行查詢。進行低壓開關柜系統的設計能夠提升容錯率，運行準確率和穩定性。

絕大多數情況下，企業內部會將設計部門分為產品設計開發部門和項目工程部門，結合產品內部新增，設計改動幅度的大小及實際工作量可以確定將產品設計任務交給哪個部門。進行產品開發改動具有較高的設計難度，因此可以交由產品開發設計部門處理。一些基礎性工作會交由工程項目部門實現，這類工作的難度相對較小且工作量較小。在深入研究并對企業現有開關柜設計流程分析后，即可針對開關柜制定系統設計流程，這一流程可以在一些新產品開發及項目設計過程中使用。不同類型的系統自身運行流程差異較小，圖3為基礎運行流程。在圖3中合同內產品設計大部分情況下都會以接受標準格式的用戶需求為主，系統應該初步分析用戶的需求文件，提取其中的重要信息，為設計人員選擇模塊列表奠定基礎。而設計人員則可以按照模塊內部的詳細信息對其進行適當的調節，進而確定最終的單元模塊及開關柜類型，將物料與設計文檔相匯總。所有功能在選擇完畢后便可以調用單元輔助排列系統，這一系統可以采取可視化設計手段，借助拖拽等操作實現功能單元的排列，在排列完成后便可以獲得面板開孔信息和排列圖。

結語

綜上所述，滿足低壓開關柜結構設計個性化可以迎合當前市場基礎需求。目前行業內部缺乏對于個性化設計方面的內容和工具，所以這時采取合理的方式進行低壓開關柜結構設計有著非常重要的實際意義。文章對個性化發展下低壓開關柜結構設計系統進行了研究，并提供了相應的結構模型及快速排布技術，進行了自動統計技術分析。個性化低壓開關柜結構設計可以針對客戶實際需求進行高效排布，降低基礎設計工作量，提升產品設計效率。

參考文獻

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