摘要：科学技术的快速发展，使自动化技术和机械设计技术呈现出快速发展趋势，之所以能够实现快速发展，与融入了多种先进技术有直接关系，促进了系统的进一步优化，使系统的稳定性、质量及功能均得到较大的提升。自动化设计工作及机械制造业的迅速发展，融入了微电子技术、自动控制技术及机械等技术。为了强化系统的实际使用功能，应加大对软件编程及技术转换等辅助系统的应用，以促进系统功能更加完善。
关键词：机械设计制造；自动化；设计原则；发展趋势
现阶段，随着高新科学技术的不断发展和进步，机械制造行业也迈上了一个新的台阶。在未来，对于机械设计制造水平的要求只能越来越高，这就要求机械设计制造必须跟上时代的步伐，不断提高其技术水平，并加大对自动化技术的应用，为机械制造业的发展提供坚实的技术力量。
1机械设计制造及其自动化设计原则
1.1有效利用先进技术
将先进技术应用到机械设计制造及自动化设计中，对提升产品的人生产质量及生产效率均发挥了重要作用，促进了机械设备智能化水平的提升。先进技术设备的使用，实现了对传统生产设备的更新换代，商品性能大大提升，商业使用价值显著提升。因此，在实际的设计过程中，先进设备的使用，主要是运用能量转换器，来保证产品生产的安全性，促进产品生产稳定性及生产效率的提升。
1.2操作流程简便
生产设备作为生产领域中的一项重要设备，设备自身具有较强的使用功能，有助于确保各项生产工作的高效实施及开展，为生产工作的顺利进行提供保障。传统的生产设备各项操作均较为复杂，与当前快捷的操作方法呈现出不相适应发展情况，无法满足现阶段的生产设备使用需求。因此，为了能够适应现阶段生产工作需求，需要对传统的生产设备加以改造，增加自动化技术方面的内容，以促进设备机械化水平的提升，完成对设备功能的整合，简化设备的操作流程。
2中压环网配电开关设备的设计
2.1机械传动与锁定及联锁
机械传动主要包括断路器操动机构、隔离开关、接地开关以及门连锁等几个方面的运动传递、锁定或联锁。目前主要从传动的原理、布局、驱动杆受压力还是拉力、跨距、齿轮或连杆的传动比、传动角度与行程、机械效率、减少零件数、减小操作力等方面进行优化、简化，使受力更加合理、传动更可靠、外观更加简洁、易于安装、操作轻松稳定。为了防止操作人员的误操作，开关柜都具有一整套防误操作的联锁装置保证设备的正常操作程序，以实现“五防”联锁功能。实现联锁的方式主要有机械联锁、电气联锁、微机型软件编程联锁等方式。机械联锁采用杠杆、连杆、挡板、滑块等机械零部件组成闭锁，只能按预定程序操作，因具有直观、操作简便和可靠性高的特点，在设计时应优先采用。若需要联锁的元件相隔较远或机械联锁不易实现的情况下，可采用电气联锁的方式。微机软件编程联锁是智能化开关柜的产物，随着微机型保护控制单元的出现，微机软件编程联锁也随之产生，这种联锁一般与机械联锁同时使用。
2.2可靠接地
开关柜中配有接地开关，当维护时按规定的步骤可事先将需要触及的主回路接地。在外壳的底架上需设置可靠的适用于规定故障条件的接地导体及端子，并柜后应相互用导体连接。在接地开关与接地导体之间需有接地连接回路。接地导体、接地连接回路及相邻柜之间的连接应能承受规定的额定短时耐受电流和峰值耐受电流。框架、盖板、门、隔板或其它构件间在电气上应连续，以确保功能单元内部相互之间的接地连续。从外壳金属件的任意一点到规定的接地导体通过30A直流时其电压降最大为3V。
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2.3绝缘结构
2.3.1气体绝缘
为提高密封性和降低对环境的污染，充气柜在低压力范围内选用SF6、N2、干燥的压缩空气或混合气体作主回路导体间及其与密封箱体间的绝缘介质；需要注意的是充气柜内气体压力虽然不高，但密封问题仍不可忽视。从宏观上看当柜内气体出现泄漏压力下降到大气压时，似乎内外压力相等，气体不再泄漏。但从渗透角度考虑柜内绝缘气体压力显然高于柜外，绝缘气体仍将向柜外渗出，反之柜外空气压力高于柜内的气体压力，空气又将通过缝隙进入柜内。时间一长，柜内压力虽然没变，但气体成分发生了变化，空气所占比例增加。对无电弧分解物的充气隔室，水分含量须严格控制，当额定充气压力不大于0.05MPa时不得大于2000μL/L，当额定充气压力大于0.05MPa时按-10℃时的饱和水蒸气压力计算出其水分含量允许值。
2.3.2空气绝缘
目前多采用以空气为主体的复合绝缘，通常依据有关标准规定的电气间隙、爬电距离确定绝缘尺寸。气体绝缘为采用气体绝缘和以绝缘气体介质为主体的复合绝缘。由于电场计算软件水平的提高，有限元分析将作为产品绝缘设计的辅助工具可以实现精确设计。通过电场分析软件进行数值计算寻找出绝缘薄弱环节，根据电场分析的结果调整布局或结构来进行优化。充分考虑电场分布的均匀性、电极耐受最大场强的能力、绝缘件表面场强和内部场强、支撑绝缘件金属壳体的表面场强等因素，使电场分布改变，局部电场得以均匀，电场强度最大值降低，并通过屏蔽技术改善场强。
3发展趋势
随着城市电力负荷的增加，对供电可靠性的要求越来越高，高性能环形网络设备和多回路配电柜已成为两个配电系统中最重要的设备之一。随着数字技术、集成技术和机电一体化技术的广泛应用，多回路配电单元的两种控制技术将得到极大的发展。小型化、模块化、组合化、智能化、低成本化将成为必然趋势。
（2）小型化：由于新技术、新材料的运用，操动机构向着可靠性高、操作功小、结构简单化方向进展，新型的电磁机构和数字技术的应用将取代原来单纯的电磁、弹簧机构，而且更加可靠。另外，采用了成熟的SF6绝缘和灭弧技术，使用硅橡胶、环氧树脂、聚碳酸脂、玻璃纤维等绝缘材料以及新型加工设备及新工艺的采用，使开关柜小型化成为可能。
（3）模块化、组合化：把一个复杂产品分为若干个模块这样大大简化了产品结构，同时也便于功能的分割和组合，便于社会化分工生产、降价成本，所以模块化、组合化是使多回路配电单元实现多方案、多功能的重要途径。根据操作功能的要求，任意模块可以任意组合，简单实用已成为负荷开关柜的发展趋势。
（4）智能化：随着城市供电对可靠性的要求不断提高，城市供电必然向主元件监控智能化和配电自动化方向发展，要求负荷开关柜单元应具有以下特征：①采用过电流传感器、零序传感器、控制器、显示器、低功率释放机构等集成微电子继电保护装置，从而改变3倍额定电流以下对变压器的保护功能；②采用由短路故障传感器、接地故障传感器和控制显示器组成的微电子以及短路故障指示器，具有连续检查和自诊断功能，完成远程通信和远程控制功能，以实现配电自动化；③采用电动或手动两用操动机构，接受遥控信号，完成开关分合操作，满足多回路配电系统自动化的要求；④多功能化：技术发展已突破了传统的保护、测量功能，早期环网供电单元仅有保护功能，随后出现了测量、计量等功能，智能化的发展，而促进了多功能负荷开关柜单元的发展。
结语
综上所述，在社会的快速发展过程中，机械产品对于各行业的发展均有不同的影响。这对于机械制造行业来讲，既是机遇又是挑战。所以，自动化技术的应用对于机械生产企业来说至关重要。机械生产企业必须重视对自动化技术的研究并广泛应用，以达到节约人力资源，优化生产过程，最终提高企业经济效益的目的。而作为机械设计制造的技术人员，应积极主动的学习自动化技术，在全面提高自身技术水平的基础上，为机械制造行业的发展尽自己的一份力量。
参考文献
[1]王晓平．探讨机械设计制造及其自动化的特征分析［J］．内燃机与配件，2018(08):135-136．
[2]陈玉，张永杰．机械设计制造及其自动化的设计原则及发展［J］．内燃机与配件，2018，(02):78．
论文作者:牛世鹏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/11
标签：联锁论文; 技术论文; 气体论文; 电场论文; 回路论文; 柜内论文; 操作论文; 《电力设备》2019年第3期论文;