分析低压电气开关柜的设计与制造

张文剑

摘要：基于对低压电气开关柜的设计与制造的探讨研究，文章首先从低压电气开关柜及其作用与特征入手，然后以此为基础对低压电气开关柜的设计与制造的关键点进行分析。得出设计人员需选择合适的开关柜结构与形式、确保电器元件排布设计的合理性以及提高对开关柜安全设计的重视这三点措施，希望能为有关人士提供帮助。

关键词：电气开关柜;低压开关柜;开关柜设计

引言：现如今，社会发展运行对于电力的需求越来越大，电力企业若想为人民生活与社会生产提供更高的电力保证，就必须采取措施确保电力系统始终能安全高效的运行。此时低压电器开关柜作为电力系统的关键构成，也应得到足够的注重，经实践证明，这不仅是电流能被良性分配的关键基础，也是电力企业实现全面发展的必要前提，甚至对整个电力领域的可持续发展都有着不可忽视的重大意义。因此，针对低压电气开关柜的设计与制造展开深入分析已势在必行。

一、低压电气开关柜及其作用与特征

低压电气开关柜简单来讲就是一种安装于保护壳内的单体或组合体，通常由开关、变频器、熔断器、接触器、PLC等电器元件构成，在使用导体与接线端子连接之后，能够发挥电力运输与良性配电的任务。而低压电气开关柜的作用与特征，则主要有以下两点：

第一，低压电气开关柜中的变频器，能使其在压力控制方面更加精确。具体来讲，变频控制系统使能最大程度上减小电机压力输出与系统所需注水量之间的差距，而且电机输出量会随着电机转速而变化。另外，因为电机速度受控的精确度提高，所以其能将管网系统压力控制在3pisg的范围之内，进而使电力系统运行质量有效增强。第二，低压电气开关柜能降低电机运行成本。一般情况下，初始采购成本、维护成本与能源成本，即为传统电机运行的主要成本，且其中能源成本大概占总成本的五分之三，此时如果能使用低压电气开关柜将能源成本降低至五分之二，再加上变频启动减少对设备的冲击，从而减少的维护与维修，则电机运行成本也会合理下降[1]。

二、低压电气开关柜的设计与制造的关键点

（一）选择合适的开关柜结构与形式

在探索低压电气开关柜设计与制造方向的时候，设计人员首先应根据客户需求确定开关柜的结构与形式，如果客户没有提供特殊要求，则企业应按照我国现行的行业标准与操作规范进行设计，保证开关柜各方面符合性能与安全性等要求。除此之外，设计师还应将企业加工条件与市场实际需求考虑在内，在不与柜体使用与维护要求相违背的前提下，尽可能实现柜体空间设计的最优化与最大化。

我国低压电气开关柜目前最常见的结构形式有两种，分别是固定式与抽出式。首先是固定式，其能将各电器元件正确固定在相应的位置上。具体来讲，在低压电气开关柜中排列电器元件时需避免中间凸起，确保整体外形符合相关标准，同时地基的平整度也十分关键，平整度与柜体的横向差值需尽可能抵消。这是因为如果出现差值积累现象，母线连结与组件就会受到柜型变化的影响而改变位置，甚至缩减电器件的使用寿命，因此，在排列安装时技术人员应将地基最高点设置为参考点。其次是抽出式，这种结构形式的低压电气开关柜体是固定的，但其中装有开关等主要电器元件但装置是可移动的。另外，虽然柜体中的部分是可互換的，但可移动装置在互换时对定位的精准性要求极高，所以相比较固定式的开关柜结构来讲，抽出式部件需要足够的机械强度与精度作为支撑[2]。

通常情况下，低压电气开关柜中灯、按钮与抽屉柜等部件应选择较低位置安装，从而为后续的仪器监测及维修维护提供便利，如果需要更换开关柜内的构件，这种设计也能将维修难度合理降低;线孔位置、尺寸与封闭性也要重点考虑，这是操作连接效率的决定性因素。

（二）确保电器元件排布设计的合理性

第一，在设计电器元件排列布局的时候，设计人员应首先思考含括电磁兼容性、电气间隙等在内的整体性能，尽可能把功能或者是规格相同的安装在一起，最大程度上提高布局效果的美观性。第二，如果低压电气开关柜中存在二次控制回路，则应将导线数量作为根据决定行线槽的规格。第三，后续仍需操作的电器元件应安装在便于操作的位置，例如进线开关与馈线开关可分别在柜内的左上与右侧安装，继电器和接触器等则可按照实际情况向下设置。第四，发热元件最好能安装在柜体上部分，但由于热继电器需要和接触器配套使用，所以可将其设置在接触器附近。第五，如果电器元件的体积与重量较大，则应尽可能将其置于低压电气开关柜的下部分[3]。

（三）提高对开关柜安全设计的重视

在电气设备运行中电弧是无法完全消除的危险因素，所以在对低压电气开关柜进行安全设计的时候，设计人员应在柜内加入金属隔板，强化开关柜抗电弧的水平与能力;同时对电弧形成情况的监测也很重要，使电弧现象尽可能得到预防。此外，隔离法也是保证低压电气开关柜安全性的有力手段，具体来讲，设计人员可通过单元置换将柜体根据功能区进行隔离划分，或者是将整体划分成单元室、母线室与电缆室等模块，使开关柜的质量和安全性能水平得到大幅度的提升，为电力系统运行创设更加良好的环境[4]。

三、结语

综上所述，当今高速发展的中国各方面都离不开电力供给，而低压电气开关柜虽然是电力系统中的小部件，所能发挥的重要作用却不容小觑。但未来社会对电力系统的要求还会持续提高，若想确保电力系统运行效果始终与其要求相符，对开关柜结构设计与制造的研究就仍需持续深入，在研发出品质更加优良、使用更加便捷的产品的基础上，为地方乃至国家的健康发展提供更大的推动力量。

参考文献：

[1] 段均祥. 高低压开关柜安装时应注意的问题[J]. 电子制作， 2018（10）：2.

[2] 郭丹锋. 各种低压开关柜优缺点分析及选用[J]. 玻璃， 2018， 45（1）：3.

[3] 蔡茂祥. 高低压成套开关柜电气设计现状分析及智能化发展方向[J]. 城市建设理论研究：电子版， 2017（9）：2.

[4] 席志远. 智能化低压开关柜设计及应用分析[J]. 农家参谋， 2020.