分析低壓電氣開關柜的設計與制造

張文劍

摘要：基于對低壓電氣開關柜的設計與制造的探討研究，文章首先從低壓電氣開關柜及其作用與特征入手，然后以此為基礎對低壓電氣開關柜的設計與制造的關鍵點進行分析。得出設計人員需選擇合適的開關柜結構與形式、確保電器元件排布設計的合理性以及提高對開關柜安全設計的重視這三點措施，希望能為有關人士提供幫助。

關鍵詞：電氣開關柜;低壓開關柜;開關柜設計

引言：現如今，社會發展運行對于電力的需求越來越大，電力企業若想為人民生活與社會生產提供更高的電力保證，就必須采取措施確保電力系統始終能安全高效的運行。此時低壓電器開關柜作為電力系統的關鍵構成，也應得到足夠的注重，經實踐證明，這不僅是電流能被良性分配的關鍵基礎，也是電力企業實現全面發展的必要前提，甚至對整個電力領域的可持續發展都有著不可忽視的重大意義。因此，針對低壓電氣開關柜的設計與制造展開深入分析已勢在必行。

一、低壓電氣開關柜及其作用與特征

低壓電氣開關柜簡單來講就是一種安裝于保護殼內的單體或組合體，通常由開關、變頻器、熔斷器、接觸器、PLC等電器元件構成，在使用導體與接線端子連接之后，能夠發揮電力運輸與良性配電的任務。而低壓電氣開關柜的作用與特征，則主要有以下兩點：

第一，低壓電氣開關柜中的變頻器，能使其在壓力控制方面更加精確。具體來講，變頻控制系統使能最大程度上減小電機壓力輸出與系統所需注水量之間的差距，而且電機輸出量會隨著電機轉速而變化。另外，因為電機速度受控的精確度提高，所以其能將管網系統壓力控制在3pisg的范圍之內，進而使電力系統運行質量有效增強。第二，低壓電氣開關柜能降低電機運行成本。一般情況下，初始采購成本、維護成本與能源成本，即為傳統電機運行的主要成本，且其中能源成本大概占總成本的五分之三，此時如果能使用低壓電氣開關柜將能源成本降低至五分之二，再加上變頻啟動減少對設備的沖擊，從而減少的維護與維修，則電機運行成本也會合理下降[1]。

二、低壓電氣開關柜的設計與制造的關鍵點

（一）選擇合適的開關柜結構與形式

在探索低壓電氣開關柜設計與制造方向的時候，設計人員首先應根據客戶需求確定開關柜的結構與形式，如果客戶沒有提供特殊要求，則企業應按照我國現行的行業標準與操作規范進行設計，保證開關柜各方面符合性能與安全性等要求。除此之外，設計師還應將企業加工條件與市場實際需求考慮在內，在不與柜體使用與維護要求相違背的前提下，盡可能實現柜體空間設計的最優化與最大化。

我國低壓電氣開關柜目前最常見的結構形式有兩種，分別是固定式與抽出式。首先是固定式，其能將各電器元件正確固定在相應的位置上。具體來講，在低壓電氣開關柜中排列電器元件時需避免中間凸起，確保整體外形符合相關標準，同時地基的平整度也十分關鍵，平整度與柜體的橫向差值需盡可能抵消。這是因為如果出現差值積累現象，母線連結與組件就會受到柜型變化的影響而改變位置，甚至縮減電器件的使用壽命，因此，在排列安裝時技術人員應將地基最高點設置為參考點。其次是抽出式，這種結構形式的低壓電氣開關柜體是固定的，但其中裝有開關等主要電器元件但裝置是可移動的。另外，雖然柜體中的部分是可互換的，但可移動裝置在互換時對定位的精準性要求極高，所以相比較固定式的開關柜結構來講，抽出式部件需要足夠的機械強度與精度作為支撐[2]。

通常情況下，低壓電氣開關柜中燈、按鈕與抽屜柜等部件應選擇較低位置安裝，從而為后續的儀器監測及維修維護提供便利，如果需要更換開關柜內的構件，這種設計也能將維修難度合理降低;線孔位置、尺寸與封閉性也要重點考慮，這是操作連接效率的決定性因素。

（二）確保電器元件排布設計的合理性

第一，在設計電器元件排列布局的時候，設計人員應首先思考含括電磁兼容性、電氣間隙等在內的整體性能，盡可能把功能或者是規格相同的安裝在一起，最大程度上提高布局效果的美觀性。第二，如果低壓電氣開關柜中存在二次控制回路，則應將導線數量作為根據決定行線槽的規格。第三，后續仍需操作的電器元件應安裝在便于操作的位置，例如進線開關與饋線開關可分別在柜內的左上與右側安裝，繼電器和接觸器等則可按照實際情況向下設置。第四，發熱元件最好能安裝在柜體上部分，但由于熱繼電器需要和接觸器配套使用，所以可將其設置在接觸器附近。第五，如果電器元件的體積與重量較大，則應盡可能將其置于低壓電氣開關柜的下部分[3]。

（三）提高對開關柜安全設計的重視

在電氣設備運行中電弧是無法完全消除的危險因素，所以在對低壓電氣開關柜進行安全設計的時候，設計人員應在柜內加入金屬隔板，強化開關柜抗電弧的水平與能力;同時對電弧形成情況的監測也很重要，使電弧現象盡可能得到預防。此外，隔離法也是保證低壓電氣開關柜安全性的有力手段，具體來講，設計人員可通過單元置換將柜體根據功能區進行隔離劃分，或者是將整體劃分成單元室、母線室與電纜室等模塊，使開關柜的質量和安全性能水平得到大幅度的提升，為電力系統運行創設更加良好的環境[4]。

三、結語

綜上所述，當今高速發展的中國各方面都離不開電力供給，而低壓電氣開關柜雖然是電力系統中的小部件，所能發揮的重要作用卻不容小覷。但未來社會對電力系統的要求還會持續提高，若想確保電力系統運行效果始終與其要求相符，對開關柜結構設計與制造的研究就仍需持續深入，在研發出品質更加優良、使用更加便捷的產品的基礎上，為地方乃至國家的健康發展提供更大的推動力量。

參考文獻：

[1] 段均祥. 高低壓開關柜安裝時應注意的問題[J]. 電子制作， 2018（10）：2.

[2] 郭丹鋒. 各種低壓開關柜優缺點分析及選用[J]. 玻璃， 2018， 45（1）：3.

[3] 蔡茂祥. 高低壓成套開關柜電氣設計現狀分析及智能化發展方向[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2017（9）：2.

[4] 席志遠. 智能化低壓開關柜設計及應用分析[J]. 農家參謀， 2020.