开关柜结构设计与制造的实践分析

开关柜结构设计与制造的实践分析

作者：唐邵宇

来源：《科学与财富》2020年第17期

摘要：开关柜是电气系统中最重要的设备之一，其设计和制造直接关系到系统的稳定性。本文就简单叙述开关柜的操作要点，以及这些开关柜的结构和特点，并分析了有关开关柜的设计和制造，以确保开关柜的质量和提高整个电力系统的安全。

关键词：开关柜结构;设计工作;制造工作

如今，开关柜经常用于日常生活，通常用于电气系统、金属铸造厂和大型建筑。一般来说，在连接到不同的用电设备之前，外接线路先连接通过开关柜设备。因此，开关柜的良好设计直接影响电力系统的正常运行，所以要同时确保电力的合理分配。

1 开关柜操作要点

为了确保开关柜操作安全，相关工作人员在验收开关柜时首先应该对照设计图纸及一次方案图检查开关柜面板上的仪器仪表是否安装到位，检查柜子上的相关信号指示。在对固定开关柜进行送电操作前，要严格遵从安全操作指示，首先需要对开关柜进行检查，工作人员应将门板及后封板放置到位并锁好，此时接地开关处于合闸状态，对接地开关进行分闸操作使接地开关分闸（无接地开关则跳过此步骤），然后操作隔离开关使之合闸，接着操作断路器进行合闸，以上各步骤操作过程中要注意观察柜门上各仪表、信号指示状态是否正常。如不正常需停止操作进行原因分析。一切正常则按操作步骤依次完成送电。在进行开关柜停电操作前，需首先使断路器分闸，观察仪表门板上的信号指示灯是否正常显示，然后分隔离开关使之分闸，观察带电显示器，确认不带电后，合接地开关，确认接地开关合闸到位后，打开开关柜门板，进行维护、检修。

2开关柜结构设计与制造

在开关柜结构的开发过程中，开发了不同安装方式、不同电压等级的开关柜，这决定了开关柜的设计和制造将受到许多因素的影响。根据开关柜结构形式，有两种类型的开关柜：

2.1 抽出式

这种开关柜的结构特点是，开关柜的各功能小室相互隔离，分单元室、母线室、电缆室。各单元的功能作用相对独立且区域之间由连续接地的金属板分隔。抽屉改变仅在高度尺寸上变化，其宽度、深度尺寸不变。相同规格的抽屉具有良好的互换性，抽屉面板具有分、合、试验、抽出等位置的明显标志。抽屉单元设有机械联锁装置，防止带负荷插拔抽屉。开关操作手

柄与抽屉具有推进、定位机构分别独立设置，两者之间加装机械联锁，避免了两者共用操作手柄造成的开关脱扣位置卡死的现象。

2.2 固定式

这种形式使每个部件可靠地固定在机架上。因为排列底部凸起，所以必须保证总体概况，并保证安装地基平整是最为重要的，横向与柜体平整度差值每米不超过1mm，总误差不超过3mm，以免安装后柜体变形，从而影响柜子之间的连接，这些部件的应力集中，甚至影响电器的寿命。因此，安装时基础框架不应受到撞击或压力。对于可运输和安装的部件，在安装时进行统一调整。

3控制柜的设计和制造方法

3.1结构形式考虑

如果用户已经指定了模型，设计人员必须按照相关的国家和行业规范进行设计工作。设计人员设计结构需要考虑用户的维护、维修所需的空间，以便维修人员易于检修;以及需要保证开关柜的绝缘安全距离：三相带电体之间的距离以及带电体与金属柜体之间的距离;当开关柜的部分部件出现问题，更换部件是可操作的，端子所在的区域也必须是合理的，维修人员也更容易进行维修。

为了方便电缆的连接，设计人员必须考虑进、出孔的规格，并考虑进、出孔的位置和进、出孔的密封性。此外，设计人员应尽可能在不影响开关设备总体结构分布的情况下，提高开关设备的整体性能和质量，以提高用户用电体验。保证连接设备，调整高度，仪表板的设计和转换开关按钮的位置，最好便利其人员安全监管、确保所有组件的电荷分布均匀，同时保证开关柜运行下的电流分布更加均衡。如果用户没有指定开关柜外壳的设计或结构，则必须根据用户的实际需求和部件本身的结构特征选择最合适的外壳类型。

3.2关于结构化生产形式的考虑

各类开关规格不同，有自己的外壳尺寸和规格、型号及由特定设计人员验证，同时考虑到要补充的基本性能对组件外壳和柜子的特性进行设计。对于组件自重比较大的元件，建议设计者优先选择焊接的方式，用焊接柜替换为拼装的开关柜，元器件的安装拆卸及开关柜连接的拼装方式也是需要考虑的。如果对开关柜的总体精度要求较低，且元件数量相对较少，则建议设计人员选择焊接结构。在部件数量多、类型难以确定、人员在设计过程中可能存在較大差异的情况下，建议设计人员优先考虑拼装结构。此外，生产厂家必须根据用户的要求生产开关柜。

近年来，环境保护的推广减少了焊接工艺的范围，增加了安装过程中开关柜的范围。但是焊接更经济。因此，企业必须灵活地满足业主的要求和环境保护的要求。如果用户明确要求开

关柜外形美观、大方、易于拆卸和组装，则建议企业使用拼装式开关柜。此外，工人可以选择焊接孔的设计方法作为开关柜的主要制造方法。该方法有效地提高了焊接开关柜的美观性，提高了焊接精度，保证了焊接点的分布更加均匀。在使用这种方法后，工作人员对表面进行抛光和油漆，使焊接接头得以隐藏。在完成开关柜框架的焊接工作后，工作人员对开关柜进行表面粉刷和塑料喷涂处理，使开关不仅坚固，而且美观。在开关柜的设计和制造中，企业应考虑到企业目前的施工水平，考虑到开关柜制造的经济性，在不影响开关柜稳定性的前提下，最大限度地利用材料。

3.3安全性能设计考虑

就电气设备的运行而言，电弧是一种必然发生的现象，它会对电气设备的运行产生相当严重的影响。因此，为了提高抗电弧强度，可以在抗电弧中加入金属隔墙进行处理，并通过绝缘提高抗电弧强度。同时，由可能增加电弧的相关检测设备来控制局放中的电弧的开断，由这两个装置的设计来实现绝缘导体中的电弧的开断，从而改善电弧的电气安全性能。此外，有可能实现更好的安全性能是柜体订购的重要部分，这就要求增加开关柜的安全防护等级，同时阻止外部物体进入柜体，这就需要使用适当的隔离装置。这三个设计方面提高了开关柜的整体质量和安全水平。

3.4开关柜结构辅助设计注意事项

为了提高开关柜的整体质量水平，可以在传统的开关柜设计基础上增加一些额外的元素，从而提高开关柜的质量和性能水平。在开关柜的操作方面，可采用新的仪表板设计，以优化开关柜的操作效果;通过对焊接点和焊接后表面进行抛光，可以改善控制柜的外部设计;对于板材的加工，可以使用一些现代的高精度仪器，从而改进了开关柜的夹具和模具的工装设计。

3.5 增加对开关柜的性能要求设备

研发人员要考虑众多因素方面，且对此要有深刻的了解，这样才能够做出正确的判断与重要的决定。通过实验和使用我们不难得出的综合评价是：首先，我们要减少成本，与原结构相比，在改进后并没有增加太多的零件，新增成本相对于开关柜而言，我们是可以忽略不计的。根据客户的反应，改进后的开关柜得到了广大客户的肯定，操作可靠，安全性高，以及操作的简单程度相对于原结构有着非常大的提升，这是不可忽视的重要的成果。

4 结束语

开关柜设计与制造的合理性对开关柜的整体性能有着深远的影响。因此，制造商作为开关柜生产厂家，应注重提高产品性能和产品质量，扩大开关柜的应用范围。开关柜的结构设计和制造对于整个开关柜的性能以及其品质有着重大的影响。因此，研发人员唯有重视产品的结构