引言
在低压开关柜的结构设计过程中，要充分考虑复杂环境下各种因素对电机性能的影响，从而使开关柜的结构设计，能够对相关电器元件形成良好的保护作用，从而有效的提高低压开关柜的整体效能。本文对低压开关柜的结构进行了简单概述，通过对低压开关柜的结构特点分析，明晰了开关柜设计要点，并通过对各种环境下影响电气性能的综合考量，从温度控制、电弧保护等方面进行了有效的探讨，增强了开关柜的整体性能和使用寿命。
1低压开关柜结构的简单概述
随着我国经济的发展，居民的生活水平也在不断提高，大功率用电器的普及在方便了人们生活的同时，对电网的负荷越来越大。因此需要加强电网的建设和管理，在城乡电网的不断改造升级过程中，需要用到相应的电气设备，才能够让电网高效率的运转，而低压开关成套设备也得到了大量的使用。其中低压开关柜的结构设计对电气性能有着一定的影响，科学良好的设计，能够提高设备性能，保障电网的正常运转。相反的不合理的设计会缩短低压开关的使用寿命，在长时间的运行过程中可能造成安全事故，影响电气安全性能。因此在选择低压开关柜的过程中，需要选择那些质量可靠，设计合理的产品满足设备的安全性能指标。
2低压开关柜的结构特点分析
2.1低压开关柜的结构分类
从低压开关柜的结构特点可以把其分为两类，一是固定式结构，就是设备在特定位置进行固定，能够有效的提升低压开关柜结构稳定性，各类电气元件的功能空间需求，柜体内部相应的结构能够对电气元器件形成有效的支撑和固定；也提供了方便柜体与电气元件的拆装设计，能够满足电气元件的日常维护工作。根据形状的大小和结构的不同，可以分为台式、箱式以及立式等，方面不同规格的元器件进行安装。其次，还有就是抽出式元器件，及柜体内部是可移动的操作柜体，能够方便进行电气元件的更换，但是相应的柜体设计过程中，也需要考虑结构柜体可移动装置的稳定性和安全性，确保柜体能够满足设计及实际现场需求。
2.2柜体的框架形式
从制作工艺来看可以把柜体为三类，一类是焊接框架，相连的各个部分都是通过焊接进行固定。从结构上来看该方式的框体更为坚固，生产过程十分简便，但是受限于工艺特点，接控的准确度相对较差，并不能够有效地完成对电器元件的有效支撑。还有就是焊接变形、虚焊等情况的时常出现。因此需要保证相关焊接操作人员的技术过关。另一类是紧固件拼接式框架，拼接式框架的优点非常多，零部件的制作过程非常标准，误差较小、调整非常方便，当某一结构损坏时能完成科学配料。但是对零部件要求较高的参数，因此生产成本较高。最后就是焊接和紧固件拼接相融合框架体系，能够将两者的的优势进行有效结合，从而实现低压开关柜的运用的有效性。
3柜体结构设计对电气性能的影响分析
3.1对电气设备稳定性的影响
在电气配网运行中，传统的低压开关柜在运行的过程中，由于结构设计不合理，常出现开关短路情况，导致局部温度升高，使电阻值发生变化，对电气设备的整体使用性能造成影响，因此在进行低压开关柜的设计过程中，为了避免该现象的出现，需要在母线的排布上采用防干扰技术，从而能够有效降低短路情况的发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在操作开关过程中，如果预留空间不足导致电气间歇过小，也容易发生短路故障，基于这个原因在结构设计时，适当的采用转角技术能够有效避免该类情况的出现。显著增强电气设备的安全性能。
3.2柜体温度影响
在低压开关柜运行过程中会产生大量的热量，如果柜体结构设计不合理，会造成热量无法及时排出，影响电气元件的散热功率，使开关柜内部的温度升，在长时间运行过程中，会造成电气元件的电阻率上升，导致线路中的电流偏大，从而增加电路负载，对电气元件的寿命和安全性能产生不利影响。因此在低压开关柜的结构设计过程中，要充分考虑到散热性能的影响，在保障柜体结构稳定的前提下，尽可能的使柜体内的空气产生循环流动，必要时可添加辅助设备促进温度的迅速降低，有效保证低压开关柜中电器元件的安全和稳定。另外，再进行低压开关柜的设计过程中，通过电器元件的合理排布，也能够有效增强柜体的散热效率，提高柜体的安全性能。
3.3对电弧故障的保护能力分析
电流在通过气体介质过程中，会产生瞬间火花，俗称电弧。电弧具有高温高电率的特点，一旦发生电弧危害，会对柜体内的电气元件造成一定的损害。因此在实际的操作过程中，需要根据电弧的特性，制作出对电气元件具有良好保护作用的柜体结构。因此在柜体结构选材过程中，需要应用绝缘隔离防范措施提高电弧的预防水平，并隔离带电导体，防止柜体内的金属框架带电，进而保证柜体的整体结构的安全性，但是低压开关柜体内的空间非常有限，因此在实际的电弧产生过程中，内部会存在高温高压的游离气体，发生二次危害。因此，为了防止此类事件的发生，需要根据实情况设置泄压通道，防止可能出现的电弧伤害。保障操作人员在作业过程中的安全，以及电器设备的安全性能。
3.4二次接口标准化
二次接口应确定断路器及智能仪表的通信接口方式，目前常用的是RS485通信，通信口与二次端子之间采用屏蔽线连接。进线柜仪表需满足电流、电压、频率、功率、功率因数以及无功电度等参数的测量，同时配置断路器状态量输入。母联柜及馈线柜仪表需满足回路电流、电压等参数的测量要求。进线柜柜前上方应设置仪表室，预留电度表、接线盒、采集器的安装位置。对计量要求较高时应设置独立的计量室，并配铅封锁。
3.5功能单元标准化
功能单元的标准化包括结构和尺寸的标准化，其中结构又包含进线框架断路器的安装结构、馈线抽屉回路结构、馈线固定分隔式结构。尺寸的标准化包括确定母线安装位置，进线框架断路器安装高度，双框架馈线柜断路器安装高度，以及不同抽屉单元所占的高度。另外，柜体门板的高度及厚度需要作出统一要求，以从外观上提高柜体的标准程度。
3.6绝缘性能及抗过电压的设计分析
低压开关柜需要保证内部的电气元件，具有安全稳定的工作环境，因此对柜体内部的绝缘保护有着一定的技术要求。因此需要采用屏蔽式固体绝缘技术，提高柜体的绝缘性能。可以在柜体内部集成空气绝缘开关设备和气体绝缘开关设备，并将其运用到所有的功能单元，实现对整个开关柜内部电器元件的保护。该项技术的有效运用，能够让开关设备的运行更加安全、稳定、简单、高效。能够应对各种复杂恶劣环境下的低压开关柜的保护工作。
结语
总之，在低压开关柜的设计过程中，需要综合考虑低压开关柜的绝缘性能、温度调节能力、除湿设计工艺，并结合开关柜的工作环境，进行安全有效的柜体设计，使开关柜能够对内部的电气元件进行综合保护，从而创造良好的工作运行环境，为低压开关柜的使用寿命提供重要保障。
参考文献
[1]朱玉铄,姜铭.低压开关柜结构设计对电气性能的影响[J].科学技术创新,2017(12):71.
[2]李文东.低压抽出式开关柜结构设计对电气性能的影响[J].化工管理,2016(12):209.
论文作者:郭有营
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/26
标签：开关柜论文; 低压论文; 电气论文; 结构论文; 过程中论文; 性能论文; 元件论文; 《中国西部科技》2019年第24期论文;