（西安天虹电气有限公司 陕西西安 710075）
摘要：高低压成套开关设备在电气设备中拥有较高的应用频率，在强化设备运行效率方面体现出很大的应用价值，但是参数选择以及元件布设等环节依然存在一些缺陷，对设备实用价值的发挥起到一定的阻碍作用。以下在对高低压成套开关设备发展实况进行解析的基础上，对高低压成套开关设备的电气系统设计形式进行解析。本文主要探究高低压成套开关设备的优化设计。通过对电路优化、元件排布优化以及设备整体的优化分析，探究提升高低压成套开关设备的优化设计方案，希望以此来提升设备的性能。
关键词：高低压；成套开关设备；设计优化
在技术的发展中，高低压成套开关设备已经逐渐应用于电气设备中，但是依然存在较多的不足之处，如参数选择与布置等问题限制着设备的使用效率，需要通过不断的优化设计来提升设备的使用性能。因此，本文从高低压成套开关设备的优化设计角度出发，对设备的电气系统进行优化设计分析。
1目前国内成套设备的现状
随着我国国民经济的发展，改革开放的不断深入，经济建设尤其是对于基础设施和电力能源投入的加大，通过“引进—消化—创新”等手段，使得高、低压成套开关设备行业的管理经验和技术水平得到了很大的提升和发展。在高低压成套开关设备领域，SF6技术、真空技术、组合电器技术已应用于产品结构中，并实现了产品“无油化”，工艺上引进了壳体生产线，真空环氧浇筑及注塑设备，并增添了机械加工中心，机器人焊接，柜体加工数控及喷涂等设备。目前，我国高低压开关设备已发展到金属封闭型（含铠装、间隔和箱式），相关技术已达到或接近国外先进水平。在低压成套开关设备领域，低压主元器件已在无触点开关、真空技术、限流技术、零飞弧、模块化、模数化等方面得到了发展和应用，柜体以封闭抽出式单元为主，兼顾固定式及固定分隔单元。
虽然成套设备得到了很好的发展，但与国外产品仍有一定差距，主要体现在：（1）产品制造细节上不够精细，对于防潮、防尘、防腐、防水等特殊场合下使用的产品尚需完善。（2）智能化产品的市场处于起步阶段。（3）缺乏技术开发实力型企业。（4）虽然与国外产品在质量、材质工艺上差距不大。但名牌产品影响力不突出。（5）成套开关设备在绝缘材料、柜体表面处理上尚需加强。
2高低压成套开关设备对电力系统运行的重要性
在电力输配电系统运行过程中，高低压成套开关设备及相关联的控制设备扮演着十分重要的角色，既能够实现对输配电系统的有效控制，又能够实现对输配电系统的很好保护，还能够实现对输配电系统的信号传输以及数据转换等，具有非常强大的功能。另外，高低压成套开关设备的质量好坏，会直接对电力系统的正常运行造成很大的影响，如果高低压成套开关设备性能指标存在问题，将使得输配电系统操作的工作人员和电力设备面临严重的安全威胁。
3设计优化策略
3.1电路优化方案
高低压成套开关设备优化设计进程中，电路的优化设计工作应该综合考虑以下几方面因素。
（1）确定负荷。在对高低压成套开关设备主电路优化设计进程中，负荷特点与属性明确化是基础，从而与高低压成套开关设备系统运作需求相匹配。在明确负荷因素进程中，需要考虑的因素也是多样化的，常见的有容量、供电间距、排布以及设施等，规划科学性的电压供给规划，借此途径达到提高高低压成套开关设备功率因数的目标。对设备负荷优化设计方式可以做出如下概述。
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一是与设备长期、短期运转系数以及季节性运用系数需求相匹配，从而达到维护设备系统使用性能的目标；二是对影响设备运行效率的内外因素进行整体性分析，从而使确定的负荷量维护系统短路电流，与接地现象不会对设备正常运转模式造成影响；三是在优化设计过程中应该重视电路布设问题，强化其与建筑工程规划需求之间的一致性，从而使电路运转的实用价值体现出来；四是对设备参数施以优化对策；五是以元件以及柜体为依托，从而满足用户多样化需要。总而言之，只有对主电路施以优化设计对策，那么高低压成套开关设备系统的实用价值才会充分地发挥出来。
（2）辅助材料。在对高低压成套开关设备优化设计进程中，对辅助性材料施以优化设计措施也是不容忽视的工作内容。这主要是因为在高低压成套开关设备运转进程中，母排、电缆以及壳体都会对其运转效率造成不同程度的影响。通常情况下，母排弧导线可以被细化为铜与铝两种形式与规格，那么在对其施以优化设计措施之时，应依照工程施工标准与用户的使用需要对其进行科学布设。在具体规划环节中，需要考虑用户过载裕度情况，在使设备应用性能得到切实保障的基础上，降低资源使用量。在高低压成套开关设备的设计过程中，母排的设计可以应用铜排；对于电流较大的线路，可以应用多个铜排并联的方式，借此途径达到提高设备整体载流能力的目标，同时压缩资金投入量。
3.2元件排布优化方案
1）元件结构形式的优化
在设备元件结构形式的优化中，需要保证安装高度与柜底之间的间距在20cm以上，以便可以保证设备的维修效率；对于操作手柄的设计，需要距离柜底1.5m左右；在仪表的设计中，需要控制在视线可及的范围内；对于具有热量散发的元件，需要添加散热装置；例如在大电流及负荷的元件设计优化中，其线路相对较多，在设计过程中，需要将柜体设计在位置较低处，以便可以提升布线的效率。另外，在设计的过程中，要考虑建筑的整体结构形式，从而对线路的排布以及柜体的安装进行合理的结构优化，保障最佳的性能。
2）符合柜体的排布设计
在元件的布置优化中，需要根据柜体的形式来进行优化设计，如在抽屉类的柜体设计中，可以选择插拔式开关，其可以提升设备的操作性。同时，在元件的排布过程中，要考虑整体的空间结构，对于结构较为紧密的排布，需要选择结构较小以及防护性能高的元件，其可以提升系统的整体使用性能。另外，在元件的设计中，对于操作性较高的元件，需要保障拆卸位置的合理性。总之，在设计的过程中，只有保证符合柜体的排布方式，才可以最大程度的保障其性能。
3.3设备性能优化方案
（1）低压成套开关设备。在系统的优化方案中，对低压成套开关设备开展优化设计工作是极为必要的，具体是参照用户使用量，科学布设载流容量，借此途径使设备使用性能得以保障。此外，在空气污染较为严重或者湿度相对较大的地域，抵抗电离以及密封措施的应用，在维护元件结构完整性方面发挥的作用是极为显著的。
（2）高压成套开关设备。高压成套开关设备优化设计工作的启动，其目的在于维护其使用性能，延缓寿命，维护柜体的结构强度，一旦有错误操作出现之时，达到维护元件完好性的目标。所以在对高压成套开关设备设计进程中，应该对程序锁以及闭锁电磁铁的准入标准进行界定。
总之，高低压成套开关设备的优化设计方案具有重要的意义，本文对其优化设计方案进行深入剖析，主要观点如下：（1）在主电路的优化设计方面，主要需要确定负荷以及优化辅料，同时需要注意环境因素；（2）在元件的排布方面，需要依据电气元件以及柜体的需求来进行优化；（3）在设备的整体优化方面，需要考虑结构、因素以及排布等多方面因素。希望通过本文的分析，可以为高低压成套开关设备的优化设计提供借鉴价值。
参考文献：
[1]马维瑞,陈方华.低压成套开关设备的试验与产品质量提升策略[J].科技风,2016(05):87.
[3]潘耀坤,陈坚祖.高海拔环境下高低压成套开关设备的设计与应用探析[J].机电信息,2015(21):97-98.
论文作者:吴佺,赵小乐,张雪婧
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
标签：开关设备论文; 高低压论文; 优化设计论文; 设备论文; 元件论文; 系统论文; 性能论文; 《电力设备》2018年第2期论文;