低压开关柜结构设计对电气性能的影响获奖科研报告

低压开关柜结构设计对电气性能的影响获奖科研报告摘要：现阶段，随着我国经济的快速发展，各类电气系统设备技术水平都得到了提升。低压开关柜是输电、配电并进行电能交换的主要装配，对电气输送工作的开展具有很大作用，同时影响了国民经济的发展。本文主要结合工程实践经历，系统全面的分析了低压开关柜的特点与结构，并介绍了电气安装所进行的元件布置与配线工艺注意事项，希望可以给同行研究学者提供借鉴。

关键词：低压开关柜结构设计对电气性能的影响

引言

随着我国大型发电厂的建设，在输送电力、配电网络中以及电能的转换过程中，低压开关柜得到了广泛的应用。为了配合实际供电需求，低压开关柜也相应的改变着结构设计，其结构方式主要包括固定式和抽出式两类。本文从其结构设计的体现出的优点出发，阐述对电气性能的影响。

1低压开关柜结构设计优点

1.1节省空间

低压开关柜是低压配电系统中的重要装置，其设计规格和安装规范都有严格的标准和规定，占地空间的位置和尺寸大小都需要经过严格的规划设计。因此，对于低压开关柜自身的结构要根据配电网络系统的运行要求进行精心的设计，一是保证系统的正常运转，另一方面在设计之初就要考虑到不足和漏洞的补救，减少由低压开关柜的设计问题而引发的安全故障。此外，要合理设计低压开关柜在系统设施间的安放位置，节省并合理利用空间。低压开关柜对于输电和电能的转换发挥重要作用，在结构的设计上就可以采用抽出式的结构形式，方便进行及时的抽取检查，合理的规划好各个开关电源的位置，而相对隔离的抽出式分层设计，在低压开关柜运行的过程中减少了相互间的干扰。

1.2单元划分更合理

低压开关柜无论采取哪种结构方式，其内部的设计都存在一定的分区分层设计，这种设计是为了避免不同作用下和不同输电线路的开关之间产生干扰，酿成安全事故。在设计其结构安置时，就要做好功能分区，每一个单元划分出一个单独的作用模块，这样就保证了每一个开关电源以及装置组成一个功能分区，每个分区标志着一个功能单元，在单元的内部就可以对各种装置展开最合理的配置，让所有的装置都安设在最需要和最适合的位置上，而不用担心各种开关和设备混杂在一起难以辨认，一旦操作失误导致事故的发生。

1.3安全性高

设计期间技术人员会考虑低压开关柜运行使用可能会遇到的风险隐患问题，并采取有效的解决措施，依照结构设计方案进行的安装施工也更科学合理。低压开关柜在使用期间即使需要人工操作也能保障其安全性，并不会出现打火等安全隐患问题。这样一来工作人员操作时接触到的仅仅是开关的绝缘部分，并且与线路之间保持一定距离，从而确保的工作人员在操作时的人身安全。锁定了抽屉以后，闭合开关将不会再被拉出。这些流程终结后，依循逆时针显示了盖板，操作孔被闭合。若抽屉开关布设了相同构架，即可灵活替换彼此。开关柜构架密切关联着联锁的电气特性，合闸以后的抽屉将不会被拉出，也不能够合闸。拉出抽屉的状态下，绝缘构件挡住了一次部分，人员不可再去触摸。由此可得，设计开关柜先要辨析电气联锁显现的安全状态，确认人员是安全的。

2柜体结构设计对电气性能的影响

2.1电气设备的稳定性

低压开关柜工作时，技术人员可以通过触动开关对闭合电路进行调控。电气配网运行阶段，因开关柜的部分故障常常会导致电路短路，开关处的温度也会逐渐升高，造成电阻阻值变化，相应地对电气设备的使用性能造成影响。传统的低压开关柜运行时常常出现该现象。通过加强低压开关柜部分的结构设计，在母线的排布形式上采取防干扰技术，降低短路问题发生的几率。操作开关时，如果预留空间较小，开关动触头分断时因电气间隙或者接触问题也很容易导致电路短路，结构设计时采用转角技术，这样无论是开关的分断还是导通都不会影响到电气设备的电气性能及安全性。

2.2柜体的温升特性

结构设计对散热影响比较明显。如果结构设计不合理，低压开关柜运行时产生的热量不能及时散发，聚集在开关柜内部，随着运行时间增长，对电气线路及元器件的寿命和安全性产生影响。温度影响电阻阻值，阻值损耗后线路中流经的电流便会增大;适当增大功率能够提升电气设备运行效率，但如果超出了额定的荷载参数，便可能引发电气故障。结构设计时要保障通风口所在位置不影响散热性能，能够将低压开关柜内运行时产生的热量及时散发出去。性能试验时通过测验温升，获取可查验的温升数据;条件允许时，可根据温升数据修正初始的开关柜框架及柜内电气元器件布局。

2.3电器元件安装板

（1）低壓固定式开关柜元器件件安装在开关板上，开关板没有开设安装孔一直沿用了二十多年，就我厂通过3C认证的西门子8PT固定柜（2200*800*600）的开关板进行分析。这只是其中的一种尺寸空气开关开关板，电器元件的种类繁多，进口的有ABB，西门子，施耐德;国产的有正泰，德力西，森泰等等，而且每种品牌同种产品，还有很多型号，尺寸各不相同，造成每一个项目都需要用几种不同的开关板，在安装的过程中用一定时间去寻找符合的开关板，安装板上还没有安装孔，造成许多人同时去钻孔，浪费了大量时间，直接影响安装速度。（2）面对种类，品牌繁多的电器元件，尺寸不一，最好是设计一种能够满足要求的通用型开关板，克服以前开关板的弊端，究竟什么样的安装板能满足这样的要求呢？根据多年的电器元件安装经验，首先想到把宽度降低，并在上面冲上一些孔，这样就可以通过2根或者3跟开关板的组合方式克服元件大小的区别。采用的160mm宽的开关板完全可以用2个60mm宽的开关板进行组合安装，即可以节约一部分钢板，还可以达到装配要求。在试制过程中出现了两个问题需要解决。①开关板的孔的范围为10-38mm或24-52mm依次类推，综合几种常用250A以内空气开关的安装螺丝间距，一般都为50mm，这样安装在24-52mm的范围的安装孔内，螺栓就会放不进去，对孔的长度进行调整，容量、体积大一些的电器元件也可以安装上，经过综合大量的数据查询，和实际试验结果，安装孔的长度调整到25mm就可以解决这个问题。②两个开关板组合安装电器元件时，开关板两侧的安装孔不能都对上内立柱的安装孔。经过研究，决定采用“丁”字形安装孔，解决了问题。经过以上两点的改进，最终确定的通用开关板，在生产实践中证实，这种通用安装是可以达到预先设计的要求的，对我厂的低压固定式开关柜生产能力有了很大的提高。

结语