郭龍

摘 要：隨著我國經濟及工業(yè)的發(fā)展，設備普遍采用電控系統來進行控制，而低壓電器的應用則更為廣泛，發(fā)展前景良好。本文正是在這樣的背景下，梳理現有低壓柜的應用情況發(fā)現存在的問題，并探討低壓柜的結構設計，為低壓柜的設計、發(fā)展提供參考。

關鍵詞：低壓柜體；柜體結構；模塊化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.026

隨著國民經濟的發(fā)展，電氣化水平逐漸提高，配電系統在人們生活和工業(yè)生產中的作用日漸凸顯，其穩(wěn)定性、可靠性關乎生產生活的安全與效率，顯得尤為重要。而低壓開關柜的設計是配電系統的重要控制中心，因此需充分了解其柜體結構，對柜體進行模塊化設計，在提高經濟效益的同時，更好服務社會和企業(yè)發(fā)展。

1 我國低壓柜柜體現狀

1.1 低壓開關柜柜體結構

低壓開關柜包含一個或多個低壓開關設備及與之想配套的采集、控制、調節(jié)、保護等設備，是按照一定規(guī)則連接生產單位的機械部件和電氣元件，并使用結構部件進行組合，進而實現某種特定功能的組合體。

1.2 低壓開關柜結構及應用

目前我國低壓成套開關設備生產廠家已達到 1000多家，生產品種也有數十種，其產品技術性能參數、加工工藝都有了明顯的提高。很多生產廠引進了國外先進的數控飯金加工設備，有些工廠還具備了柔性加工線，其鈑金加工工藝已達到國際水平。但是，技術含量高的產品的開發(fā)還遠遠跟不上經濟發(fā)展的需要，絕大多數生產廠都不具備產品的獨立開發(fā)能力。產品的品種及性能方面也不能滿足市場的要求。市場中技術要求比較高的場合已被越來越多的進口產品或合資企業(yè)的產品所占領。

2 低壓柜柜體結構的設計分析

2.1 低壓柜柜體生產組裝方式的改進

我國企業(yè)借鑒國外先進生產理念和先進技術以增強自身的競爭力，提高產品質量。低壓開關柜生產企業(yè)在柜體生產中，將傳統的單一焊接模式改為抽出式/固定式結構，可提高低壓柜的有效利用空間，提高產品質量，降低維護、維修的使用成本。

2.2 低壓柜體安裝維護的改善

在訂單式生產情況下，生產企業(yè)會在客戶指定型號的低壓柜預留安裝孔，這樣會降低產品設計與生產效率。為提高經濟型，降低低壓柜體安裝、維護成本，低壓柜柜體的設計應盡可能模塊化，合理布局預留線孔、安裝孔和元件位置。低壓柜柜體外觀設計要突出其功能性，更要考慮安裝的方便性與散熱。

2.3 提高低壓柜的結構強度

低壓柜的結構強度是保證內部元件安全與用電安全的重要保證，也是低壓柜設計使用的初衷。要求低壓柜在安裝與運行過程中保持柜體結構狀態(tài)，并能防止一般性沖撞。另一方面，低壓柜要能夠承受較大的電流沖擊，因而其柜體及內部元件應用足夠的絕緣強度。

3 低壓柜柜體模塊化的設計

3.1 監(jiān)控模塊設計

作為電力系統管理的控制器，低壓開關柜必然長期處于工作狀態(tài)，造成老化和容易遭受損壞，進而引發(fā)故障，繼而影響電力系統的正常運行。一般而言，當設備或環(huán)境到達一定溫度時易引發(fā)絕緣事故，因此為保證整個電力系統的安全運行，提高用電質量，減少失誤發(fā)生，須對運行設備及柜內溫度進行嚴密監(jiān)控。

本設計的新型溫控系統，以實現柜內部溫度監(jiān)控的實時性。該系統可隨時對柜內溫度進行檢測與判斷，當溫度超過閾值是可發(fā)出警報，極端情況下課自行斷開控制開關，降低火災風險，提高低壓柜的安全性。溫度監(jiān)控系統包括柜內通信接口、電源、溫度采集、繼電器輸出等模塊的設計，合理采用新材料和新技術，改善低溫柜運行質量。

而設備運行監(jiān)控需要在低壓柜柜體設計時就充分考慮柜內的電路設計——電壓/電流采集電路及開關柜采集電路。對電壓采集線路而言，要將220v電壓通過串聯大電阻轉為低電壓，保證電壓互感器輸入為低電流，提高監(jiān)測精度。而電流采集線路一般為交流電，使用無磁飽和的分流器保障電流采集器安全高效工作。除此，還要對柜內的斷路器、接觸器等的工作狀態(tài)進行監(jiān)控。

3.2 低壓柜母排設計

只要低壓柜中有電壓和電流，無論其是正常工作還是短路，都會力的作用和熱效應。電流越大，力和熱效應就越明顯。因此，低壓柜必須保障能夠抵御這些沖擊，這在低壓柜的設計生產時必須考慮。

這其中主要是低壓柜中電動力、熱力等母排的穩(wěn)定性。其中，電動力指電流流經電器元件時產生磁場，載流導體在其中受到的力；而母排的受力則有所不同，若為直流電，則是一個相對恒定的常數，而為交流電時，則隨之變化。對熱穩(wěn)定性來說，熱量傳遞可分為穩(wěn)定傳熱、瞬間傳熱兩種，均受所處工作環(huán)境影響，對低壓柜來說，就要包括柜體外殼溫度、內部元件所受外界文圖及熱流密度。

3.3 低壓柜柜體結構標準化設計

一般而言，常用的低壓柜都使用采用模塊化的插拔組件，使用相同殼架等級、尺寸的部件。對于同一個產品制造商來說，其尺寸外形尺寸可以是模塊化的，便于組建的維護與更換。

標準化的設計雖然在工程施工中可節(jié)省投資，但設計與制造周期一般都較長，要求設計人員熟悉所有不同的配電柜、備品等，設計較為負載，在設計沒有完成之前廠家無法制造。目前階段，時間意味著成本也意味著效益，因此中小工程的柜體結構標準化設計意義不大，但對于中大型的建筑工程而言，低壓標準配電柜設計意味著成本的降低。

對于標準配電柜而言，其外形尺寸及外部結構都應是相同的，以保證互換性，這是標準電柜的最基本原則。

4 結語

低壓柜作為生活、生產的基礎設備，影響著生產生活的效率、安全，而低壓柜的設計水平與制造工藝影響著其性能和品質，須注重柜體結構設計，改善設計理念，提高生產工藝，才能有效保證低壓柜的生產、應用質量。

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