浅谈非标电气柜从设计到使用的质量管理

2022-06-15王金荣曾忠平

中国设备工程 2022年11期

王金荣，曾忠平

（中船动力镇江有限公司，江苏镇江 212000）

非标电气柜的质量好坏是整个工程总承包项目正常运行的关键环节，如果非标电气柜在交付给业主前出现质量问题，将直接影响到整个工程总承包项目的顺利运行。尽管在电气柜产品质量管控方面已经有对应的国家标准可参考，但由于非标电气柜的型式和结构千差万别，在运行过程中还是会出现因为生产质量不过关导致的各种问题。比如，局部放电造成的火灾隐患、UPS跳闸导致无法正常运行、生产设备达不到设计要求的条件等，影响着人们的生产和生活安全。这也是总承包单位和制造企业应予以特别重视的问题，对生产质量的控制显得极为关键，它能有效保证质量。

1 影响非标电气柜质量的常见问题

非标电气柜一般都是小批量生产，有些新型电气柜生产完全不存在样机试制，成套厂一般没有成熟的制造经验，这就对非标设备的设计、制造与安装工作人员有很高的技术要求。而在实际生产中，限于专业人员的技术水平，经常会出现设备柜体尺寸设计不合理、元器件布局影响后期维护和计量、设计安装空间不足、接线不规范、线路布局和捆扎不合理导致的线材损伤等问题，影响生产制造进度，进而影响到整个电气项目的进度；还有一个经常遇到的原材料质量方面的问题，由于非标电气柜元器件和物料本身存在着质量问题，严重影响了非标电气柜的整体质量，也会导致电气柜生产任务无法顺利完成；最后需要注意的是现场安装调试过程中可能出现的质量问题。控制非标电气柜的质量，主要是把控设计、制造与安装这3个基本过程，这也是总包项目质量管理的重点，因此可以加强控制以下几个方面。

2 利用先进的设计仿真软件控制质量

设计与制造不可分割，设计时必须充分考虑工艺性，这样不仅有利于质量把控，还可以在制造过程中简化操作、提高生产效率。这就要求项目设计人员有认真负责的工作态度和良好的专业技术水平，为此要强化对新工具和新软件学习及应用，适应电气行业的不断发展与革新。

非标电气柜在电气图纸绘制完毕后，对于电气回路结构复杂、有高绝缘要求或是有高散热需求的柜体一定要充分利用仿真软件。以免出现设备柜体尺寸设计不合理、元器件布局影响后期维护和计量、设计安装空间不足、绝缘间距不够等问题。对于电气回路复杂的电气柜，在把图纸转化成车间生产人员需要的接线图的时候，一定要厘清设计意图以免出现错误和纰漏，或者直接采用专门的电气设计软件（比如，E-PLAN，SolidWorkselectrical）来实现自动转化，可避免此转换过程出现图纸错误。对于高绝缘要求的非标电气柜在利用SolidWorks做结构仿真时，应注意把所有的柜内元器件和安装支架等都考虑进去，以免在后续成柜过程中，安装支架等金属元件影响到整个非标电气柜的安全爬电距离和整体绝缘；对于高散热需求的非标电气柜，在根据仿真软件的结果确认设计后，设计人员一定要做好技术参数交底，在柜体生产完毕后对进出口风速和进出口温度进行校核，确认进出口风速和温升满足设计需求。

非标电气柜成套厂家在收到设计院图纸后，应尽快熟悉非标设备的图纸，对于设计图纸上的错误和疑义敢于提出质疑，及时沟通，以免成套后的产品与设计要求不符；在有三维仿真模型支持的布局中，也要结合实际，避免出现后期需要计量的测量设备在成套后无法单独拆出，造成非标电气柜业主后期使用困难。

3 严格把好电气元件质量关

市面上电气元器件种类、品牌繁多，而且非标电气柜所用电缆、元器件等物料要求也大不相同，非标电气柜成品质量的关键就是所采购的元器件质量能否满足设计要求，管控好外购电气元器件质量显得尤为重要。采购负责人在采购之前首先要了解非标产品的设计总体要求，再确认物料和元器件的选型。如对元器件或物料的主要技术参数有疑义可将相关资料提供给设计部门进行复核，如此可减少绝大部分因参数不明而造成的生产延误。部分外购采购周期很长的元器件需格外注意，如果重新采购必将影响到非标电气柜的顺利交货。采购人员还应在合格供应商中选择有对应资质的单位进行采购。物料到位后，还应按照相关物料管理办法，组织相关人员验收，做出满足使用要求的判断。

例如电缆这样的物料，除了电气技术参数要满足要求，还要确认是否适用于应用位置，有些柜内使用的电缆除了电气参数外，对电缆本身的软硬、可弯折等物理性能也有要求。曾经有采购员在电缆采购时，将柜内使用的耐压10kV的单芯高压软电缆买成了户外使用的常规铠装电缆，无法弯折导致不能在柜内使用，造成了采购的原材料只能堆在仓库报废的事故。

4 制造过程中的质量控制

加强非标设备成套厂制造阶段的质量控制，对非标电气柜的质量能够更有效的予以保证。可以从以下几个方面入手，做好制造过程中非标电气柜的质量控制。

4.1 先进的生产设备和生产工具

随着经济和科学技术的迅猛发展，用户对非标电气柜的质量和功能提出了更高的要求，一定程度上推动了生产工具与加工设备的革新和完善。非标电气柜的质量很大程度受到了生产设备和生产工具的影响，先进的生产设备和生产工具能对产品的质量予以更全面保障。比如说一次端子的压接用具，先进的线鼻子压接工具可以保证接线端子压接质量的一致性和可靠性。

4.2 生产工艺及流程与非标电气柜的适配

虽然产品是非标电气柜，但柜内的部分元器件的安装和走线等工作都是可以标准化的，对制造工序进行清晰规定，确保工艺流程的严格执行，在遇到非标电气柜的特殊需求时，还需要对现有工艺进行更新调整，以保证新的生产技术和工艺与非标电气柜制造相匹配。

4.3 拥有一批高技术能力的职工

要控制好质量不仅要求每一位职工拥有对工作认真负责的态度，还要有良好的技术水平。在非标电气柜装配的实际生产工作中，相关高技术水平操作员工能快速解决实际问题，对非标电气柜的顺利生产予以保障。从提高技术的角度减少质量问题的出现，在小批量产品的制造过程中能保证产品的一致性。

4.4 做好非标电气柜的成品质量检测和记录

非标电气柜成套完成以后，质检人员要对柜内元器件和走线进行相应的检查和检测，然后对照行业标准或产品的设计要求进行绝缘试验、耐压试验、功能试验等，确保电气柜出厂时的性能符合行业标准和技术协议的相关要求。在制造过程中，对于产品质量的原始记录要予以严格的记录并保存。不少成套厂未重视质量跟踪的必要性，最后试验记录往往出现不全的问题，对于关键实验记录或工序记录无法提供，影响后续产品质量的溯源和分析。

4.5 非标电气柜厂家还应按照设计要求适当对外观进行统一管理

如采用较为稳固的涂装，内部热缩管和电线电缆按国标做好颜色搭配；柜内铜排采用电镀工艺，压接部位采用压花工艺；高压部分适当采用防护措施和危险提示等。

5 安装调试及试运行时的质量控制

5.1 合格的安装调试人员

在进行相关的安装调试工作时，安装调试人员要按照规范进行非标电气柜的安装及调试工作，从而尽量避免在安装调试过程中出现质量隐患。因此，现场安装调试人员专业水平也影响着非标电气柜的质量。在日常工作过程中，要对现场安装调试人员进行培训与考核。只有通过培训与考核的安装调试人员才能进行相关的安装调试工作。同时，对设备使用者进行技术培训也极为重要，可减少操作人员误操作导致的设备问题。

5.2 现场安装调试的质量控制

非标电气柜运抵现场后，还需要进行设备就位、拼柜安装、接线、调试等工作，这些工作很大程度上影响了设备的运行状况。现场如出现电气柜安装接线导致电气柜的绝缘间隙不符合规范要求，柜门开关受阻或者是电气传动部件有阻塞现象时要及时联系生产厂家到现场处理；当柜内导电铜排或电缆在载流量满足设计要求时出现温升异常现象，可以通过紧固螺栓或增加接触面积的方式尝试解决；电气设备软件调试方面，尤其是在同一个项目工地有多个上位机操作界面时，一定要注意多个操作界面的逻辑和操作方式的统一，以免客户在后期使用时因误操作而引起故障；吊装或叉车运输时还需要注意防止电气柜的倾倒，电气柜一旦倾倒，柜内铜排和设备可能出现变形、损坏等情况，施工现场难以处理。

5.3 试运行过程中的质量控制

在非标电气柜试运行过程中还有2点需要特别注意，第一是加强对非标电气柜的巡检工作，第二是关注并改善非标电气柜的运行环境。加强非标电气柜的巡检工作可以及时发现异常的温升和放电等现象，避免出现绝缘故障和发热故障。恶劣的工作环境可能导致非标电气设备出现绝缘放电和污染，所以要格外注意改善非标电气柜的运行环境。比如在夏季电气设备区的环境温度高，要做好通风散热措施防止设备过热；还需要定期检查机柜内部的除湿设备是否工作正常，防止电气柜内湿度过高；还需要在停电间隙做好非标电气柜的清扫工作防止出现污损。

6 设备的自检和自诊断

在非标电气柜设计中，考虑增加设备的自检和自诊断能力，增加相关辅助设备，完成非标电气柜在运行过程中的实时状态监测，在即将出现问题时输出相应预警或者报警信号。

建立1套多层级的云端服务设备故障诊断系统，底层为每个非标柜内的设备智能监测和诊断设备，判断非标柜的一些简单基本故障，再往上到本地PC层，将某一个车间内的非标柜做统一信息管理和汇总，完成非标柜系统级的监测和诊断，最后到云端服务层，用户可以通过服务器随时查阅非标柜的运行状态，同时云端层通过大数据挖掘和数据积累，对每个地方的非标柜做更加深入的故障诊断和分析，出现问题时，可以云服务通知给用户，提升设备运行过程中的自我检测和自我维护能力。