摘要：低压开关柜是电气系统中重要的构成部分，只有合理的结构、工艺才能够为系统的运行奠定基础。在本文中，首先分析低压开关柜柜体结构与应用现状，然后根据具体的工程案例，对开关柜的结构、工艺特点进行全面探究，以期为相关人员提供参考。
关键词：低压开关柜；柜体结构；工艺特点；模块设计
前言：在国民经济的高速发展中，建筑工程中的电气化水平不断提高。正是受这一因素的影响，配电系统在工作、生活中的重要性日益凸显。同时，系统运行的稳定性，与工作效率、生活质量存在十分紧密的关系。在配电系统中，低压开关柜是最为重要的控制中心之一，所以必须对柜体的结构进行合理设计，充分发挥模块化的重要作用。采用此种方式，不仅能够有效提高经济效益，还能够为社会发展提供基本保障。
一、低压开关柜柜体结构与应用现状
在低压开关柜柜体中，包含一个或者多个低压开关设备，以及相互配套的保护设备、调节设备、控制设备、采集设备。在具体设计中，需要根据相应的规则规范，对开关柜中的各个部件进行连接、组合。基于此，便可以充分发挥开关柜的特定功能，为系统的运行提供相关保障。目前，我国生产低压成套开关设备的厂家已经有1000余家，产品的种类也相对较多。正是在这一背景下，低压开关柜的技术水平有了明显提升，能够更好地满足电气系统的运行需求。同时，诸多企业积极引进国外的先进技术，在此基础上不断创新、优化，有效强化了我国低压开关柜结构的合理性。因此，低压开关柜被广泛应用在配电系统中，充分发挥了其结构的作用[1]。
二、低压开关柜的柜体结构和工艺特点
（一）工程概况
在大连湾污水厂的电气工程施工中，主要负责设计的项目为高低压电气设备。其中，此项目为二类负荷，建成后将承担市区大部分污水的处理。因此，工程要求所有电气设备均具有较高的安全性、稳定性。对此，在实际施工中，厂区中设置1处变电站；站内设置10台10KV开关柜、2台变压器、15台低压柜以及若干台小三箱。其中，变电站的高压系统为双电源单母分段加联络结构，柜型为KYN28，分别为2面进线柜、2面计量柜、2面PT柜、2面出线柜、1面母联断路器柜、1面母联隔离柜。另外，变压器的类型属于干式变压器，单台的容量为1000KVA。低压系统属于双进线单母线分段加联络结构，柜型为MNS，分别为：进线柜、联络柜、电容补偿柜、馈电柜共15面。同时，低压柜间设置了2段联络2500A密集型的母线槽。
（二）低压开关柜的设计
1.柜体的结构设计
在本工程中，由于大连湾污水厂所处的位置相对特殊，因此在设计低压开关柜柜体的过程中，必须充分考虑当前的环境、气候。为了保证低压开关柜结构的合理性，需要采取以下措施：海拔高度低于1000m；极端最高温度为零上40.7℃；极端最低温度为零下21.7摄氏度，此时需要安装加热器；平均空气湿度为67.5%（±25%）；抗震能力设计为7度。另外，当前位置因为海风的影响，开关柜结构很容易受到腐蚀。针对这一现象，可以从以下几方面进行柜体结构的设计工作：
（1）改进低压开关柜柜体结构的组装方式。由于市场中存在明显的竞争性问题，所以要想彰显自身企业的优势，必须不断提高产品的整体质量。在传统的设计与组装工作中，通常会采用单一的焊接方式。在改进与创新的过程中，可以使用抽出式/固定式结构进行组装与设计，同时不断提高低压柜内部的空间利用率。基于此，可以有效提高产品的质量，并降低日后维护的成本[2]。
（2）改善低压开关柜柜体的安装、维护工作。基于订单式生产模式下，大连湾污水厂工程建设期间可以将所需要的开关柜型号信息，提供给合作的生产单位。此时，生产单位便可以针对性地进行设计、生产。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆长此以往，可以有效提高工作的整体效率，并强化开关柜结构的合理性，实现对元件位置、安装孔位置、线孔位置的合理预留，便于充分彰显其功能。
（3）提高低压开关柜结构的整体强度。在设计开关柜结构的过程中，低压柜的结构是影响系统稳定的重要因素，更是设计、应用低压开关柜的初衷。在具体组装的过程中需要对其强度进行优化，避免在后续的使用中产生不良问题。
（4）对开关柜与重要部件进行防腐处理。由于大连湾污水厂位于海洋性气候的地区，所以开关柜结构十分容易受到腐蚀。因此，在设计开关柜结构的过程中可以进行镀锌处理，避免受到海风等因素的侵蚀，从而延长开关柜结构的使用寿命。
2.柜体模块化的设计
在设计大连湾污水厂工程的低压开关柜过程中，需要对柜体进行相应的模块化设计，目的是保证开关柜可以稳定运行。对此，在设计模块化的过程中，可以从以下几方面着手：
（1）设计监控模块。在多个模块系统中，监控模块需要一直处于运行状态，所以很容易发生故障问题，影响监控管理的效果。在本项目的设计中，可以运用新型温控系统，以便于对内部温度进行实时控制。基于该系统，可以对低压开关柜进行随时监测，并判断温度是否处于合理的范围内。如果温度超出零上40.7℃，或者低于零下21.7摄氏度，系统均会发出报警信号。不仅如此，当温度对配电系统产生不良影响时，监控模块可以自动切断开关，避免发生火灾风险。其中，温度监控模块中包括温度采集设备、电源、通信接口、继电器输出等，在先进技术的设计下，可以改善低压柜运行的效果。需要注意的是，在设计温度监控模块的过程中，设计人员必须充分考虑采集电路，保证模块能够稳定运行，并提高监控模块的工作效率[3]。
（2）设计低压柜母排。只要低压柜存在电流、电压，无论是发生短路问题还是属于正常状态，均会产生相应的热效应、力作用。随着电流的不断增加，其中的热效应、力作用也会愈加明显。因此，在设计低压柜结构的过程中必须保证其能够抵御这部分冲击。对此，设计人员应该不断增强母排运行的稳定性。具体而言，电动力是因为电流的作用所形成的磁场，其会对载流导体产生诸多不良影响。相比之下，母排并不会受到电流磁场的影响。如果运行状态为直流电，则会形成一个恒定的常数；如果为交流电，则会发生相应的变化。另外，对于热稳定性而言，其传递过程为瞬间传热、稳定传热两种，每一种都会受到环境因素的影响。因此，在设计大连湾污水厂的低电压开关柜的过程中，便需要对其进行相应的处理，充分发挥母排的作用，提高系统运行的稳定性。
（3）标准化设计。通常情况下，常用的低压柜中都会运用的模块形式的插拔组件，同时使用相同尺寸、等级的壳架部件。对于低压开关柜的生产商而言，通过对外形、尺寸的模块化处理，能够为后期的更换、维护提供便利。通过标准化设计，虽然可以有效控制成本，但是会延长设计、制造的时间。因此，必须要求所有人员熟悉大连湾污水厂对于低压开关柜结构的需求，避免在设计中发生不良问题。由于设计工作十分复杂，所以要想实现标准化设计的目的，应该在开展工作之前对人员进行技术交底、培训，以此来控制好低压开关柜结构设计的质量。
结语：综上所述，在电气系统中低压开关柜发挥着重要的作用，所以必须结合实际需求对其进行设计。目前，相关部门已经充分认识到低压柜的重要作用，所以对其结构、工艺特点都会进行合理的设计。在这一前提下，可以保证柜体结构的设计符合实际需求，提高模块化设计的合理性，并不断强化开关柜的作用，为工作的操作、控制提供更多便利，确保配电系统可以更加稳定的运行。
参考文献：
[1]陈江勇.第三代核电技术“华龙一号”核岛1E级低压开关柜鉴定[J].木工机床，2019（01）：29-32+38.
[2]沈顺德，余伙庆.智能低压开关柜馈线监控、测量装置的研发及应用[J].科技创新与应用，2019（07）：162-163.
[3]蔡盼龙.面向低压开关柜柜体的产品配置方法及信息系统研究[D].重庆大学，2017.
论文作者:侯蔚杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
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