張侍安

摘要：文章分析了低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)電氣性能的影響。由于低壓開關(guān)柜產(chǎn)品能夠滿足市場(chǎng)實(shí)際需求，因此為了迎合市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，需要對(duì)其進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采取一系列定制化設(shè)計(jì)工具，實(shí)現(xiàn)電器元件的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。本次低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)功能及一些關(guān)鍵性能進(jìn)行了深入研究，并在低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上開展了新型系統(tǒng)功能創(chuàng)新，從而更好的將低壓開關(guān)柜系統(tǒng)功能發(fā)揮出來。

關(guān)鍵詞：低壓開關(guān)柜;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);電氣性能;研究;輔助排布

對(duì)于低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程來說，設(shè)計(jì)合理性能夠進(jìn)一步提升電氣性能，低壓開關(guān)柜屬于電力系統(tǒng)中的主要環(huán)節(jié)，因此為了保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，就應(yīng)該針對(duì)低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予充分重視。相關(guān)人員應(yīng)該以獨(dú)立功能單元為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)低壓開關(guān)柜的模塊化設(shè)計(jì)，基于可視化操作促使功能布局得到完善，生成自動(dòng)統(tǒng)計(jì)和面板開孔圖，對(duì)低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用深入分析研究。

1.低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題概述

1.1低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的提出

當(dāng)前一些低壓開關(guān)柜產(chǎn)品需要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電壓，低壓電器的電壓范圍為小于1.0kV。一些低壓設(shè)備在低壓供電系統(tǒng)中發(fā)揮著制動(dòng)，保護(hù)，轉(zhuǎn)換的功能，所有電氣設(shè)備使用的地方都應(yīng)該具有低壓設(shè)備，我國(guó)電能運(yùn)行中超出八成的電氣設(shè)備為低壓設(shè)備。低壓設(shè)備在實(shí)際發(fā)展的過程中主要是是依靠材料工業(yè)興起的，而低壓電器，低壓設(shè)備的興起則在一定程度上展示出了我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力。國(guó)內(nèi)一些低壓成套開關(guān)設(shè)備在上世紀(jì)就已經(jīng)處于停止發(fā)展?fàn)顟B(tài)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要因素是由于產(chǎn)品創(chuàng)新能力不夠，且產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)較為落后，無法滿足社會(huì)發(fā)展需求。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，這時(shí)電力基礎(chǔ)設(shè)施和電力能源投入資金在逐漸增加，這時(shí)就可以為低壓設(shè)備創(chuàng)造一定的發(fā)展空間，增大市場(chǎng)需求量，為行業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這一現(xiàn)象主要表現(xiàn)在生產(chǎn)廠家的急劇增加，產(chǎn)品更新速度加快，品類增多，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不斷朝著國(guó)際化前進(jìn)。

1.2研究需求

低壓成套產(chǎn)品中開關(guān)柜主要在一些供電配電系統(tǒng)中應(yīng)用，因?yàn)槎喾N檢測(cè)，控制與調(diào)節(jié)功能的組成，使其獲得了社會(huì)的廣泛關(guān)注。當(dāng)下市場(chǎng)中存在的低壓開關(guān)柜類型多達(dá)數(shù)十種，一些開關(guān)柜屬于固定形式，還有一些開關(guān)柜屬于抽出式，智能式和混合式。這些開關(guān)柜的生產(chǎn)思路都是基于實(shí)際需求進(jìn)行組合，從而滿足客戶需求。在客戶定制需求不斷提升的當(dāng)下，需要相關(guān)人員結(jié)合客戶要求進(jìn)行產(chǎn)品參數(shù)調(diào)節(jié)。不同批次下產(chǎn)品技術(shù)要求不一，套用功能結(jié)構(gòu)模塊較為相似，一些外來任務(wù)的承接則為非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，這時(shí)就使開關(guān)柜成為了一種特有的產(chǎn)品。低壓開關(guān)柜在個(gè)性化定制，設(shè)計(jì)準(zhǔn)確率，制造成本，產(chǎn)品穩(wěn)定性等方面獲得了認(rèn)可，但隨著制造工藝和要求持續(xù)提升，這時(shí)企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)難度也在不斷提升，為低壓開關(guān)柜的生產(chǎn)和管理造成了較大的壓力。生產(chǎn)企業(yè)在接到開關(guān)柜生產(chǎn)在任務(wù)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員會(huì)耗費(fèi)較長(zhǎng)一段時(shí)間對(duì)以往設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行查詢，找到與當(dāng)前客戶所需相似的功能模塊，之后在開關(guān)柜上設(shè)置對(duì)應(yīng)的功能模塊。這不但降低了開關(guān)柜生產(chǎn)效率，還導(dǎo)致失誤頻發(fā)。因此在進(jìn)行用戶需求匹配的時(shí)候由于缺乏相應(yīng)查詢方式，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員無法獲得直觀的效果圖。為了從數(shù)量較多的電子，紙質(zhì)文件中找出相似文件，將企業(yè)文件價(jià)值充分展示出來，就應(yīng)該在企業(yè)內(nèi)部建設(shè)開關(guān)柜生產(chǎn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，提升企業(yè)低壓開關(guān)柜定制化水平。

2.低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征

低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和低壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)具有一定的差異，低壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)的過程中可以將其分為內(nèi)部電氣元件，控制模塊，儀表，電源，如圖1。

如圖所示，當(dāng)前在低壓開關(guān)柜中，實(shí)際柜體結(jié)構(gòu)都包含一個(gè)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(hù)的效果。開關(guān)柜的柜體鈑金結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考量的是安裝零件的合理性和科學(xué)性，為了進(jìn)一步提升板材的實(shí)際使用率，實(shí)現(xiàn)高效的空間分配，應(yīng)在一定程度上實(shí)現(xiàn)整體強(qiáng)度，剛度的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)型柜體。低壓開關(guān)柜一般情況下都是按照整體部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的，這種設(shè)計(jì)方式可以使低壓開關(guān)柜符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升使用性。柜體結(jié)構(gòu)可以有效隔絕噪音，提升安全防護(hù)措施，縮減開關(guān)柜的占地面積。低壓開關(guān)柜的內(nèi)部構(gòu)件是基于開關(guān)柜實(shí)際應(yīng)用情況來選擇的，一些開關(guān)柜的功能包括電力分配及合理控制，因此這時(shí)在對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候可以通過電器功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。一些開關(guān)柜功能構(gòu)件大多為接插件，所以相關(guān)人員在進(jìn)行開關(guān)柜設(shè)計(jì)的時(shí)候，不但要考量到當(dāng)前部件組合配置現(xiàn)狀，還需要考量到功能組合，參數(shù)匹配及其余客戶的實(shí)際需求。

低壓開關(guān)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(jìn)行組合，使其形成標(biāo)準(zhǔn)的柜體?；诘蛪洪_關(guān)柜結(jié)構(gòu)形式來看，低壓開關(guān)柜形式可以分為固定開關(guān)和抽出式開關(guān)柜。為了滿足所有柜體要求，提升穩(wěn)定及可靠性，可以使用固定式低壓開關(guān)柜。低壓開關(guān)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(tái)式等等。對(duì)于一些外形不同的低壓開關(guān)柜，其排列順序也各不相同。這時(shí)為了避免對(duì)低壓開關(guān)柜形狀產(chǎn)生影響，會(huì)使用構(gòu)件分部方式，可以將低壓開關(guān)柜先組合成兩部分，之后將其合并到一起形成一個(gè)整體，再將其他支線連接上即可。抽出式低壓開關(guān)柜分為固定柜體和具有開關(guān)的移動(dòng)電器元件裝置，其中可移動(dòng)部分的設(shè)計(jì)應(yīng)該使其便于移動(dòng)，減輕重量，在移動(dòng)后應(yīng)保證移動(dòng)部分與固定式低壓開關(guān)柜中的抽屜相互交換使用。抽出式低壓開關(guān)柜的柜體加工區(qū)域與固定式低壓開關(guān)柜類似，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在保證設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度的情況下預(yù)留足夠的調(diào)整量。而對(duì)于一些可以交換移動(dòng)的裝置來說，不但需要具有移動(dòng)能力，還應(yīng)該對(duì)開關(guān)柜中的所有零件穩(wěn)定承接，因此需要增強(qiáng)開關(guān)柜的機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)于其余部分，則可以預(yù)留足夠的調(diào)整量。低壓開關(guān)柜（抽出式）其標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)柜尺寸如表1。

現(xiàn)階段，一些低壓電器設(shè)備在現(xiàn)代化技術(shù)下得到了巨大的進(jìn)步和發(fā)展，一些生產(chǎn)企業(yè)開始著手制造新型接觸式開關(guān)柜，實(shí)現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)一體化。新型塑殼斷路器上部面板具有一個(gè)區(qū)域，可以通過這一區(qū)域進(jìn)行其他功能模塊的安裝，從而將低壓開關(guān)柜的面積進(jìn)一步縮小。

2.2低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

經(jīng)過對(duì)企業(yè)產(chǎn)品的了解，客戶需求的掌握，產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程的溝通，產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)的研究以及定制化設(shè)計(jì)中的調(diào)研后便可以開展功能設(shè)計(jì)。對(duì)低壓開關(guān)柜系統(tǒng)流程和功能進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)主要是為了進(jìn)一步降低工作人員的工作壓力，減少企業(yè)內(nèi)部的錯(cuò)誤。低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過程中可以通過較為規(guī)范的需求文件，加速系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)，選擇一些符合要求的客戶，將需求與標(biāo)準(zhǔn)功能單元融合，保證各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功能單元模塊都有其獨(dú)有的管理功能。還應(yīng)該將其與功能文檔相關(guān)聯(lián)，借助系統(tǒng)所提供的可視化模塊輔助功能，使其能夠在開關(guān)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(shù)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(gè)單元物料構(gòu)成及匯總，輸出物料清單。將一些有關(guān)聯(lián)的二次原理圖和工程圖提取出來，按照項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)其歷史情況進(jìn)行查詢。進(jìn)行低壓開關(guān)柜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠提升容錯(cuò)率，運(yùn)行準(zhǔn)確率和穩(wěn)定性。

絕大多數(shù)情況下，企業(yè)內(nèi)部會(huì)將設(shè)計(jì)部門分為產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)部門和項(xiàng)目工程部門，結(jié)合產(chǎn)品內(nèi)部新增，設(shè)計(jì)改動(dòng)幅度的大小及實(shí)際工作量可以確定將產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)交給哪個(gè)部門。進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)改動(dòng)具有較高的設(shè)計(jì)難度，因此可以交由產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)部門處理。一些基礎(chǔ)性工作會(huì)交由工程項(xiàng)目部門實(shí)現(xiàn)，這類工作的難度相對(duì)較小且工作量較小。在深入研究并對(duì)企業(yè)現(xiàn)有開關(guān)柜設(shè)計(jì)流程分析后，即可針對(duì)開關(guān)柜制定系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，這一流程可以在一些新產(chǎn)品開發(fā)及項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中使用。不同類型的系統(tǒng)自身運(yùn)行流程差異較小，圖3為基礎(chǔ)運(yùn)行流程。在圖3中合同內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)大部分情況下都會(huì)以接受標(biāo)準(zhǔn)格式的用戶需求為主，系統(tǒng)應(yīng)該初步分析用戶的需求文件，提取其中的重要信息，為設(shè)計(jì)人員選擇模塊列表奠定基礎(chǔ)。而設(shè)計(jì)人員則可以按照模塊內(nèi)部的詳細(xì)信息對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，進(jìn)而確定最終的單元模塊及開關(guān)柜類型，將物料與設(shè)計(jì)文檔相匯總。所有功能在選擇完畢后便可以調(diào)用單元輔助排列系統(tǒng)，這一系統(tǒng)可以采取可視化設(shè)計(jì)手段，借助拖拽等操作實(shí)現(xiàn)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(jié)語

綜上所述，滿足低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)個(gè)性化可以迎合當(dāng)前市場(chǎng)基礎(chǔ)需求。目前行業(yè)內(nèi)部缺乏對(duì)于個(gè)性化設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容和工具，所以這時(shí)采取合理的方式進(jìn)行低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著非常重要的實(shí)際意義。文章對(duì)個(gè)性化發(fā)展下低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并提供了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型及快速排布技術(shù)，進(jìn)行了自動(dòng)統(tǒng)計(jì)技術(shù)分析。個(gè)性化低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以針對(duì)客戶實(shí)際需求進(jìn)行高效排布，降低基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作量，提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率。

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