摘要：随着经济与社会的快速发展，近年来我国工业设备领域实现了较为长足进步，各类新型中低压开关柜的出现便属于这种进步的典型表现，基于此，本文简单分析了中低压开关柜的结构设计思路，并详细论述了中低压开关柜的工艺特点，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。
关键词：中低压开关柜；结构设计；工艺特点
前言
在各领域用电需求快速增长的今天，中低压开关柜在我国配电网络、电力输送、电能转换等领域的应用日渐广泛化，中低压开关柜结构设计的受关注程度也因此不断提升，而为了保证中低压开关柜更好服务于我国各领域发展，正是本文围绕中低压开关柜的结构设计和工艺特点开展具体研究的原因所在。
1.中低压开关柜的结构设计思路
1.1低压开关柜结构设计
固定式低压开关柜为常用的低压固定柜，Prisma型低压开关柜因结构零件加工难度大导致性价比不高，而在具体的低压开关柜结构设计中，应尽量选择固定式开关柜，这是由于固定式开关柜具备价格低廉、简单可靠优势，抽出式开关柜的成本则要远远高于固定式开关柜，抽出式开关柜存在的故障率高不足也需要得到设计人员的关注，但考虑到固定式开关柜结构设计领域发展较为成熟、近年来电力改造使得抽出式开关柜应用范围正不断扩大，抽出式低压开关柜结构的设计也应得到较高关注[1]。
GCK（L）、GCS、MNS、MDmax、8PT、Blokset（B柜）均属于典型的抽出式开关柜型号，这类抽出式开关柜在结构层面存在显著差异，如其中的GCK（L）型抽出式开关柜的安装模数为20，采用设置在柜顶的水平母线，垂直母线无阻燃塑料板，最小抽屉单元为1单元抽屉，骨架采用强度较高的C型材，联锁装置形式为操作手柄、抽屉推进方式为摇把摇进。结合GCK（L）型抽出式开关柜的结构构成不难发现，在具体的低压开关柜结构设计中，柜后与柜侧出线、抽屉多寡、开关柜连锁机构及推进结构、开关柜的防护等级与柜内分隔方式、整体结构强度均应得到重点关注。以抽出式低压开关柜结构设计为例，该设计必须遵循《低压成套开关设备》（GB7251.1-97）、《低压成套设备和开关设备》（IEC439）等规范的要求，具体设计则需要首先了解客户要求，以此结合现有部件组合绘制三视图、连接件三视图、零件，并通过软件进行装配、校核，即完成了低压开关柜结构的初步设计，随后依次进行柜体结构改进、柜体面板设计、非公司标准件的设计、零件的改进，即可保证抽出式低压开关柜结构设计质量[2]。
1.2中压开关柜结构设计
固定式中压开关柜、移开式中压开关柜属于我国最主流中压开关柜，二者的设计也存在较大差别，但开关柜壳体的大小、气室结构优化均应在中压开关柜结构设计中得到重点关注。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以某移开式中压开关柜设计为例，该设计采用了基于TM的功能设计方法，具体设计流程可概括为：“市场客户需求→功能分析→初步确定设计方案→得出功能条件及设计条件→构建尺寸链模型→对各个功能尺寸分配公差→开展统计分析计算→计算结果满足制造工艺要求→输出尺寸公差报告”，以其中的公差优化优化为例，该环节需围绕功能条件的相应功能尺寸公差进行统计分析计算，由此即可得出功能条件设计结果，如计算无法得出结果，则需要进行优化功能条件对应的各功能尺寸敏感度和权重比较，以此针对性提高设计加工精度（敏感性较大功能尺寸），并适当放宽功能尺寸的设计公差（宽权重系数较小功能尺寸），即可保证移开式中压开关柜结构设计质量。
2.中低压开关柜的工艺特点分析
2.1低压开关柜工艺特点
不同的低压开关柜往往在工艺特点上存在显著差别，本文仅对其中代表性较高的低压开关柜进行详细介绍：（1）固定式低压开关柜。这类低压开关柜一般选用通用柜形式的柜体，构件则采用8MF冷弯型钢局部焊接组装，在专业厂家提供的零配件支持下，柜体的质量和精度往往较高。同时，固定型低压开关柜在工作效率、散热等层面同样具备显著特点，这是由于固定型低压开关柜的零部件按照模板原理设计，且柜体的上下端存在不同数量的散热槽孔，采用转轴式活动铰链与构架连接的柜门则使得固定式低压开关柜的防护等级大大提升。值得注意的是，固定式低压开关柜一般采用黄金分割比方法进行柜体外形设计，且多采用聚酯型烘漆作为柜体面漆，固定式低压开关柜的美观性也因此大大提升。（2）抽出式低压开关柜。这类低压开关柜具备标准化程度较高、安全性能优秀、可装母线桥、维修方便等特点，这是由于抽出式低压开关柜采用拼装式组合结构，零部件、模孔数通用性也较强，柜体各部分由绝缘板或钢板隔离，机械联锁的抽屉小室门与断路器开关操作手柄、插接线形式的输入输出线也使得抽出式低压开关柜具备显著的工艺优势。但值得注意的是，抽出式低压开关柜的造价较高且可能引发接触不良现象，这点必须得到相关业内人士的高度关注[3]。
2.2中压开关柜工艺特点
不同的中压开关柜工艺同样存在显著差别，较为典型的工艺特点如下所示：（1）固定式中压开关柜。这类中压开关柜具备结构简单、加工容易、造价低廉等优势，无需活动插接头使得固定式中压开关柜较为适合接头部分为固定接线、额定电流较大情况，维修不修方便、需设置隔离开关且故障率较高、难以达到“五防”要求等则属于固定式中压开关柜的不足。一般情况下，固定式中压开关柜的主要元件会置于单独的间隔内，并能够在断路器上下方安装三工位隔离开关，采用充气式负荷开关的固定式中压开关柜则能够满足开断不大于31.5kA、额定电流不超过1250A的需要。（2）移开式中压开关柜。移开式中压开关柜多采用功能设计方法，其机械连锁的鲁棒性能够由此得到较好保障，电力系统稳定运行、人身安全也将同时获得可靠保证。以广东正超电气有限公司开发的KYN-40.5金属铠装移开式中置柜为例，该中压开关柜工艺具备制作工艺成熟、体积小外形美观等优点，中置式断路器传动丝杠没有偏心距、四叶片金属活门封闭性能好且开启度高、接地开关操动结构伞齿轮传动也使得该型号的移开式中压开关柜可较好满足各领域需要，出现发热故障的可能性较低、驱动省力、操作简单轻便利于维护、侧板局部刚度弥补等同样属于KYN-40.5金属铠装移开式中置柜的特点。
3.结语
总上所述，中低压开关柜的结构设计具备较为广阔的前景，在此基础上，本文涉及的低压开关柜结构设计、中压开关柜结构设计等内容，则提供了可行性较高的中低压开关柜结构设计路径，而为了实现更高水平的中低压开关柜结构设计，中低压开关柜发热与绝缘问题、低压抽屉式开关柜一次与二次插接头故障、柜体强度问题等也应成为业界人士关注的重点。
参考文献：
[1]吴晓伟.低压开关柜结构设计对电气性能的影响[J].南方农机，2018，49（11）：203.
[2]杨银迪，马云家.低压0.4KV开关柜的柜体结构和工艺特点[J].科技创新与应用，2016（06）：196.
[3]汤继东.中低压开关柜结构及柜型的选择[J].电气工程应用，2013（03）：2-17.
论文作者:余伟淳1,吴炎俊2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/14
标签：开关柜论文; 低压论文; 结构设计论文; 中压论文; 固定式论文; 较高论文; 结构论文; 《电力设备》2018年第17期论文;