低压智能配电柜设计探讨

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研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术
中国设备工程 2019.11 (下)
在经济全球化的步伐不断推进的情况下，我国对工业现代化的要求也越来越高，随之而来的就是市场的扩大以及竞争者的增多，低压智能配电柜在市场中的相关竞争越来越激烈，甚至从国内的市场逐步发展到国外市场。

为了抢占低压智能配电柜的市场份额，中国的配电柜行业都应当积极研发新型配电柜，在做好目前的低压智能配电柜的使用和维护工作的前提下，对于现有的配电柜进行更好的设计和改造。

各配电柜的生产商也应当积极引入新的科技和管理体制，在原有低压智能配电柜的基础上做到更好的智能改装，以便在配电柜的国内市场和国际市场中有一席之地。

1 低压智能配电柜
配电柜是整个配电系统的最基层的设备，它由三部分组成，分别是动力柜、照明柜和计量柜。

而我们现在所称
低压智能配电柜设计探讨
牛迎丽，杜斌
（济南城建集团有限公司，山东 济南 250000）
摘要：配电柜作为施工及各种用电设施都必不可少的配电设备，对于施工的整体运行以及各种用电设施的正常使用有着不能忽视的重要意义。

在配电柜中，低压智能配电柜作为社会公众在日常生活生产中最熟悉也是最能见到的配电柜种类，它的设计与完善对于整个配电柜行业的发展有着十分重要的积极意义。

本文通过对于配电柜以及低压智能配电柜的相关设计为要点，对如何提高低压智能配电柜的操作性、便捷性、安全性和可靠性提出自己的见解。

关键词：智能配电柜；低压配电柜；智能化
中图分类号：TM642 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）11（下）-0136-03
呼的配电柜其实是整个电动机的控制系统的统称。

在施工以及电力设施应用中，电动机的控制中心常常作用于负荷集中以及回路多的地点；而和电动机的控制中心不同，配电柜适合在负荷分散，回路少的地方。

它所拥有的负荷都来自上一级配电设备，因此配电柜也处于上一级设备对于负荷一级配电柜整体运行的监控之中。

和普通配电柜不同，低压配电柜的额定电流要小于普通配电柜，在电流方面符合安全电流，低压配电柜在使用上要更加小巧也更加安全，无论是组装方式还是实用性都十分优秀，在电力设施中已经代替了原本的配电柜。

为了进一步贴合现代化，在中国的现代化中积极转型，我国的配电柜企业在低压配电柜的基础上引入智能控制系统，这就是现在本文所探讨的低压智能配电柜。

高蜗壳强度。

蜗壳技术要求：（1）铸件应符合JB/T6887-2004技术条件。

（2）铸件应做消除内应力处理。

（3）铸件应彻底清除毛刺、沙粒等，铸件表面要求光滑。

（4）未注铸造圆角R10。

（5）尺寸自由公差达到GB/T6414-1999 CT11级。

（6）蜗壳铸造后，流道进行修磨，表面粗糙度达到GB/T6060.1-1997 Ra25。

其中增加第f 条，在成本影响不大的情况下，提高了蜗壳的效率，保证了机组性能的实现。

蜗壳支撑：当蜗壳重量大于30吨时，由于蜗壳较重，且蜗壳悬挂在齿轮箱上，因此蜗壳重量会对齿轮箱强度及变形量带来较大的影响，蜗壳特别重时，齿轮箱止口位置变形量会达到3mm 以上，并且影响叶轮的型环间隙：型环间隙会出现偏心，对机组的气动性能及运转的安全稳定等方面，都
会带来不良影响，为了降低蜗壳较重时带来的不良影响，需要在蜗壳下部增加弹性支撑，弹性支架数据根据机壳重量，热位移等数据计算，支撑具体位置根据管路走向而确定，增加支撑，弹簧支架直接坐在底座上，不需要额外增加基础。

蜗壳内表面处理：由于蜗壳铸造时表面容易凸凹不齐，会影响机组的性能，因此需要对蜗壳内表面进行处理，可采用特殊工艺手段。

通过专门设计10：1比例的小蜗壳，分别对流道内表面不处理，表面固溶，表面抛光等工艺手段，分别做性能对比试验，从而验证出在成本增加很小的情况下，提高蜗壳表面光洁度，蜗壳效率可以提高1%左右。

3 结语
模型级的效率每个厂家提升到了自己的较高水平，再有所提高很困难，因此，全新蜗壳的开发成功，提高了机组效率，降低了机组成本，从而提高了机组的整体竞争力，在每年约30个亿的国内空分压缩机市场中一定会得到更优异的表现。

参考文献：
[1]黄钟岳，王晓放.透平式压缩机[M].化学工业出版社，2004.[2]徐忠.离心式压缩机原理（修订本）[M].第二版，北京: 机械工业出版社，1990.
[3]沈维道.工程热力学[M].
北京：高等教育出版社，1995.
图
3
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中国设备
工程
Engineer ing hina C P l ant
中国设备工程 2019.11 （下）2 低压智能配电柜的应用技术
不同的配电柜厂家有不同的生产技术，但是在传统的配电柜制作流程中，焊接工艺、冷冲压工艺以及相关的模具和塑料都是基本的技术需要。

低压智能配电柜代表着配电柜行业的先进技术，许多生产厂家都在配电柜的基础上进行不断地改良生产，力图做到效率和安全的同时提升。

厂家的不断研发在市场上直接显现的就是低压智能配电柜的种类繁多、型号各异的特点。

例如，以创新著称的某一配电柜厂家，该厂家的配电柜改掉以往的直立式配电柜，由手折代替直立，不仅更加小巧方便、易于携带，其内部可以拆卸以及快速组装、折叠的底箱还方便了配电柜在运输途中的存放和运输。

除此之外，低压智能配电柜还有许多应用技术。

（1）配电柜设计的流程化以及规范化。

在低压智能配电柜的设计方面，标准化设计一直都是其能够在电力系统中脱颖而出的关键点之一，标准化的设计能够方便电网系统对其进行统一的管理，无论是供电质量还是供电数据都能够得到准确的捕捉，并且及时反馈到电力系统中，方便电网系统对各个地区的用电情况进行深入研究。

另一方面，低压智能配电柜的设计一旦进入流程和标准的操作中，对于覆盖面也更加广泛。

针对不同流程的操作有不同的应用，并且这些应用都在低压智能配电柜中有所体现，这样的流程化对于操作人员而言简单方便，企业也不必有更多的支出。

（2）GPRS 技术的正确应用和有效利用将低压智能配电柜使用时的数据得以与电网系统相连。

在传统的配电柜安装以及使用时一直都存在着信息延迟的问题，很多安装信息无法得到统计，各个地区安装配电柜的具体情况无法得到有效的记录，配电柜所传输的电力的具体情况也无法准确及时地传递给电网系统。

而低压智能配电柜由于安装了智能的GPRS 技术，能够利用无线网与电网系统相连，无论是通过中国移动的GPRS/GSM 网络还是其他光纤手段，都能够及时地将用电设施的用电信息及时地传递给电网系统，方便电网系统做出监测。

这也为电网系统的顺利运行提供了安全的保障。

除此之外，GPRS 技术的方便性还体现在它可以实现配电中心与居民小区低压智能配电柜的数据相连，这是现在移动支付能够随时缴纳精准的电费并且及时来电的根本技术支持之一。

（3）低压智能配电柜在使用方面的安全可靠。

无论是国内配电柜市场还是国际配电柜市场，对于配电柜的质量要求都十分严格，低压智能配电柜为了争夺更大的市场份额，在质量方面较普通的配电柜更为严格。

配电柜生产厂商严格按照生产流程和试用流程创新研发出来的低压智能配电柜能够经受国内市场和国际市场的双重检验，无论是IEC605还是其他的检验标准都较一般的配电柜高，有能力生产出来符合标准的配电柜厂商自然能够得到更大的市场份额。

（4）低压智能配电柜在零部件和系统方面的创新应用。

低压智能配电柜最大的创新突破就是在设计方面将原本单一的配电系统变成了可以双向使用的设备。

当低压智能配电柜安装了配套的智能终端后便可以作为终端配套柜使用，无论是对于数据捕捉的精准度还是数据传送的速度都有和全面的提升，除此之外，变身成为智能终端的低压智能配电柜还能够同时完成对于三相电压电流的监测、运行无功功率、功率因数以及实时监测用电数据和电压检测的功能，这些功能的安装与使用虽然在现在不是非常成熟，但是随着现代化工业
和以太网技术的不断发展，低压智能配电柜所搭载的设施和系统必定会越来越完善，越来越人性化。

（5）低压智能配电柜在智能化遥感控制方面的技术。

低压智能配电柜在使用的技术方面和其他以往配电柜相比更加先进，搭载了智能化的元件，并利用微电子、以太网以及电力电子和计算机控制等多种工科知识和传统配电柜相结合，令低压智能配电柜既有传统配电柜的功能性与实用性，又能够兼具新技术的发展。

新技术的典型代表就是低压智能配电柜搭载的智能低压配电系统，它依靠配电柜自身的智能化开关和GPRS 网络，能够实时监测用电数据，真正将对于用电数据信息的遥测、遥调、遥控和遥讯情况和电网系统进行实时连接。

除此之外，随着我国科学技术的进步，现场总线技术的发展也令低压智能配电柜的配电质量得到了保证，现场总线技术能够有效地降低电能在传输过程中的能耗，实现了配电的自动保护和局域网的连接，并且通过配电柜形成整个有效的循环数据反馈体系，这个体系能够进一步提高电网系统的可靠性和准确性。

消费者在用电方面也能够同归以太网、通信技术与现场总线的联合应用实现智能可靠并且兼顾安全与效率的人机界面，实现对自动化配电系统的智能控制。

3 低压智能配电柜的未来发展
如上文所述，低压智能配电柜无论是应用技术还是数据传输和传统配电柜相比都有了大幅度的进步与提升，是目前以及未来我国主要应用和推广的配电柜。

随着我国的科技水平的不断发展，低压智能配电柜相关技术的研发已经成为了未来科技的流行趋势，低压智能配电柜能够通过现场总线技术进行智能化、网络化以及效率化的安全用电数据传输，为了更好地完善配电柜在用户用电数据传输中的安全运输，未来科研人员的主要发展方向肯定是同现实的实践经验结合，研发新一代低压智能配电柜。

随着我国工业化和信息化、电子化、网络化的步伐逐渐加快，对于低压智能配电柜的应用也在不断增加，它已经从最简单的配电系统的一个组成部分转化为具有传输数据和保护数据的双向安全系统，这也在不断激励着我国科研人员和相关生产厂商的继续前行。

除此之外，目前低压智能配电柜的国内市场和国际市场对于配电柜的容量和性能提出了更高层次的要求，虽然现在市面上的高端低压智能配电柜的容量已经能够达到2000kVA，但是依旧不能满足现在工业不断发展的脚步，我国的低压智能配电柜的生产厂商为了抢占更多的配电柜市场，在研发低压智能配电柜方面应当从它的容量入手，不断研发更大容量的配电柜来满足更多用户的需求。

同时，研发人员也应当从智能配电柜的系统和相关部件入手，完善配电柜的传输网络和传输系统，做到信息化和科技化，无论是低压智能配电柜相关零部件的生产
还是配电柜整体的安装都要做到机械化和自动化，要在自动化控制系统的帮助下实现高质量的量产。

4 结语
综上所述，近年来，我国随着以太网以及移动网络技术的飞速发展，令配电柜市场也有了更大的需求，研发人员结合当下社会的实际需要，对于配电柜做出了许多的改进。

低压智能配电柜的出现，是工业与现代化的一次很好的尝试与融合，这类能够实时传输用电数据的配电柜对于电网系统精准把握用电情况、用户更好地进行用电消费与缴费都起到了
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现阶段变电站导线、母线排等接地点的携带型短路接地线装设是通过旋转传统线夹的方式进行操作的，每相操作需要旋转15～30圈不等，值班员戴上绝缘手套操作难度较大，经常要在每项操作中途都要停顿一下再操作，每相操作约需要转动操作杆3分钟，操作多组接
地线后手臂会发酸、乏力，甚至手会出现抖动现象，给后续操作带来不安全因素。

现阶段使用的传统线夹在使用时存在如下缺点：（1）线夹需要手动操作；（2）装设线夹操作时间长，耗力费时；（3）拆除线夹需要和接地操作杆对接，拆除也较费力。

针对上述缺点，研制一种遥控电动线夹，并实现如下功能：（1）线夹全电驱动，实现无线遥控操作；（2）线夹可兼容各种规格的绝缘操作杆；（3）设计的高导电钳口，可夹持不同规格的导线、母线排；（4）线夹可调整方向，可以实现摆动、夹持功能，方便各种高难度接线；（5）线夹坚固轻巧，采用低惯量直流伺服电机。

1 新型电动线夹的预期目标
在线夹中安装低惯量直流伺服电机和可充电锂电池组；传动部分灵活可靠、不卡涩；电动旋转角度适用不同角度走向的导线、母线排的夹持；电机控制回路可实现正转、反转和停止控制功能；在一般操作上需装拆1～2组接地线，使用新型电动线夹就可以节省8～16分钟；而在大型操作上，需装设3～7组地线，可以节省24～56分钟。

2 设计新型电动线夹
（1）提出方案。

方案一：电动线夹。

鉴于现有传统线夹的缺点，设计一种针对于导线、母线排的电动线夹，利用电动机直接驱动螺杆带动可活动钳口进行往返运动，通过传动轴、夹持机构，夹住导线、母线排，并可通过旋转摆动轴调整线夹的朝向，线夹整体可以旋转用于不同的挂接角度和方位。

线夹通过连一种携带型短路接地线电动线夹研制实践
雷强，史明进 
（深圳供电局有限公司变电管理二所，广东 深圳 518055）
摘要：本文通过分析传统携带型短路接地线的线夹使用时存在的问题，分析线夹使用时耗时费力的原因，提出了研制新型线夹的思路，介绍了传统线夹的现状，并对传统线夹的改造方案进行对比分析，介绍了新型线夹的预期目标和效果、产品设计选型、产品测试和试用效果等。

关键词：携带型短路接地线；电动线夹；研制
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）11（下）-0138-02
接抱箍可兼容各种规格的绝缘杆，操作简单。

方案二：设计一种采用双动式的动线夹结构，操作方式仍采用旋转的方式，当钳头夹紧到位时，通过调整动钳头与水平面的夹角，实现待接地的导线、母线排导体底面和两侧面的全面接触与夹紧。

方案三：继续使用现有的旋转方式的传统线夹。

将三个方案进行对比分析，选出最优方案，见表1。

（2）对选定方案进行分析。

对不同方案的线夹进行分析、讨论，本着以操作简单、省时省力的原则，对新型电动线夹改进方案进行确定，见表2。

表2 电动线夹改进确定方案的功能和特点分析表
方案
方案可实现功能特点分析结论
电动
线夹
1.线夹全电驱动，实现无线遥控操
作；2.线夹可兼容各种规格的绝缘操作杆；3.特殊设计的高导电钳口，可夹持不同规格的导线、母线排；4.线夹可调整方向，可以实现摆动、夹持，方便各种高难度接线；5.线夹坚固轻巧，采用低惯量直流伺服电机。

优点：省时省力，操作简便。

缺点：设计难度较大。

采用（3）材料选择。

采用三维设计轻型铝合金壳体，实现功能部件和结构部件的融合，在满足接地操作机械强度的同时，缩小线夹壳体尺寸，保证绝缘操作杆的绝缘水平不下降。

线夹铝合金壳体采用CNC 加工的方式，便于线夹的大规模制造。

（4）新型电动线夹设计效果图（图1所示）：其中主要部件包括：①连接抱箍：连接绝缘操作杆，可以和直径30表1 线夹改进方案对比分析表
序号方案
评价（五星评价法）综合得分（满分10分）是否
采用
时间效率体力消耗设计简易度功能效果1电动线夹★★★★★★★★★★★★★9√2双动式动线夹★★★★★★★★★★2×3
传统线夹★★★★★★★★★1×
不可磨灭的作用。

在未来，低压智能配电柜是配电系统的重要组成部分，在数据传输方面有着不可替代的意义。

参考文献：
[1]龚玉婷. 对低压配电柜安装细节的探讨[J]. 科技风, 
2018(11):147-147.
[2]刘军, 燕展, 李恒建. 焊装车间低压配电柜焊尘爬电事故分析[J].工程建设与设计, 2018(s1):13-15.
[3]焦爽, 张雪松. 数控机床配电柜的设计与布线研究[J].信息记录材料
, 2018, 19(6):78-79.。