摘要：开关柜在生产、生活中的应用较为频繁，主要适用于电力系统、金属冶炼以及高层建筑物等各种不同场合。通常情况下，外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。分控开关又包括了自控、电动机、磁力开关等。开关柜的稳定工作是维持电力能源分配的基础，在设计及制造过程中应根据实际情况，对开关柜结构进行细致分析，以此来优化设计，提升开关柜的质量。
关键词：开关柜；结构设计；制造
1.开关柜结构分析
开关柜具有多种类型，不同类型的开关柜在结构上也表现出了一定的差异，主要体现在元件不同、电压等级不同、使用场所不同等。从结构形式上看，开关柜主要分为固定式和抽出式两种。从结构特征上看，固定式结构更为传统，该结构需要在某特定位置对电气元件进行固定，在安装方面也更为稳定；抽出式结构则表现得更为灵活，抽出式机构中具有移动部件可以置入电器元件。对于抽出式结构，在进行元件设计的过程中，要保证相关部件轻便并可以移动，将开关推入过程中要满足用电设备安全标准，同时要达到五防联锁（防止误分、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关；防止带电（挂）合接地（线）开关；防止带接地线（开关）合断路器；防止误入带电间隙）的要求。
2.开关柜加工方式
2.1焊接式
该方式的主要优势在于加工方便，且焊接所构建的开关柜结构较为牢固可靠。但是缺点也较为明显，即容易形成误差以及变形，且由于焊接之后的开关柜牢固，焊接完成之后，工作人员难以对其进行调整，而且工作人员通过焊接方法对开关柜进行焊接，对开关柜的外观也造成负面影响。此外，由于开关柜整体面积相对较大，所以喷漆难度相对较大，需要企业提高工作人员的焊接工艺以及基础技能。
2.2组装式
该方式利于正常部件加工，在加工过程中可以对其先进行喷涂，然后再对其进行相应的调节，在外观调整上操作较为简便。从外形尺寸上看，该方式误差较小且占用空间小。但是在某些情况下由于焊接会对结构的稳定性造成影响，从而让结构的坚固性降低。如果采取高级别精度对零件进行要求，那么经济成本必然会出现一定程度的升高。
2.3焊接与组装混合式
该方式集合了焊接式加工和组装式加工的优点，更为适合开关柜结构的构建。采用此方法时，需注意在柜体连接处通常采用焊接式加工方法，在可变或可调部分则采用组合式加工方法，以紧固件相连。
3.开关柜结构设计及制造方式
3.1结构形式筛选
不同类别的开关柜都有着特定的形式标准，但是存在一些无指定标准的开关柜，这就需要针对元器件的特点以及电路设计进行细致分析，以此对加工形式进行筛选。一般情况下对于大型元件，考虑到元件重量较大，一般都会采用焊接方式来进行处理；若元件需要进行经常性的移动工作则需要采取组装式方法进行；在某些情况下可能对开关柜的精度并无太严格的要求，那么在进行加工时则可以采取箱式结构进行把握，前提是元件数量较少；当元件构成较为复杂时，就会造成设计过程中会产生极大的变动性，为了降低变动性操作所带来的影响则应该利用组装式；若用户对开关柜的外观细节等有所要求并且要将开关柜进行经常性的移动，那么就要尽可能地避免焊接工艺的使用，当然在这种高标准要求下采取组装式方法必然会加大成本，如果用户对成本有所要求则采取焊接式方法来进行加工，以此来快速、简便地完成加工工作。
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3.2结构制作形式
不同规格的开关柜型由其自身规范进行确定，针对部分尚未指定的柜型，工作人员应按照柜内元器件本身所具有的特征以及电器设计的基础原则完成确认。针对体积相对较大，且自重较重的元器件，建议设计人员优先选用焊接的方式对其进行处理，而针对部分元件或是场地更换较为频繁的开关柜，则应选用组装式开关柜。若对开关柜整体精度要求较低、元件数量相对较少，建议设计人员选用焊接结构。若元件数量较多，且种类难以确定，而且工作人员在设计过程中可能存在较大的变动性，针对上述情况，建议设计人员优先使用组装式开关柜。此外，企业还需结合用户提出的要求制造开关柜。随着近年来，人们对环保的提倡，焊接工艺的应用范围不断缩减，组装式开关柜应用范围扩大。但该焊接方式更为经济实惠，所以企业需灵活运用两种方式，既满足业主要求，也符合环保的要求，同时也保证企业经济效益的提高。如用户明确要求希望开关柜外观美观、高档，且拆装便捷，则建议企业使用组装式开关柜。
除此以外，工作人员也可选用设计工艺焊接孔的方法作为开关柜制作的主要方法。该方法可有效提高焊接式开关柜的美观度，同时也提高了焊接的精准度，使得焊点分布更为均匀。且工作人员在使用该方法之后，再对表面进行抛光与喷漆处理，基本可以将焊点遮掩。工作人员完成开关柜体框架的焊接工作后，实施磨平处理，并对其表面进行喷塑处理，所得开关柜不仅稳固，且极为美观。而企业在开关柜结构设计与制造过程中，必须将企业当前施工水平纳入考虑范围当中，在不影响开关柜稳定性的前提下，对开关柜制造的经济性进行考量，将材料的利用率发挥至最大化。以面板显示灯安设孔的设计工作为例，元器件样本开孔的规格为φ25mm，但大部分企业的冲床模具规格仅有φ25.5mm。针对该情况，工作人员可直接将开孔规格设计为φ25.5mm，不仅不会对开关柜的安装与使用构成影响，同时也无添加模具以及安装工位。
3.3电气性能方面
在电气设备运行当中，电弧是一种一定会发生的现象，会对电气设备运行造成较为严重的影响。因此为了提升开关柜的抗电弧能力，可以通过在开关柜内部当中增加金属隔板的方式进行处理，通过隔离的形式提升开关柜的抗电弧水平。同时可以为开关柜增加电弧的相关检测设备来对开关柜的电弧情况进行监督检测，这二者的设计来实现对于开关柜内导电体的电弧绝缘设计，从而提升开关柜的电气安全性能。另外可以通过泄压通道来实现对于开关柜内的安全性能的提升，这种设计主要是要求必须提升开关柜的人身防护等级，同时要防止外来物的单元置换，采用相应的隔离设施处理。通过这三个方面的设计，提升开关柜的整体质量和安全性能水平。
3.4开关柜结构辅助设计
为了让开关柜设计更加完善可以采取一些辅助性设计来提升开关柜的质量与性能水平。例如在操作性方面就需要对仪表板的高度进行有效的控制。部分开关柜在外观上会有一定的要求，因此在焊接后需要对焊接点进行抛光处理并保证焊接点处于均匀、准确的位置。举例来说在进行指示灯安装的过程中元件样本直径要求为30mm，但是相关模具直径却为30.5mm，以该模具进行加工处理并不会影响到正常使用，另外为了提升相关工艺水平在进行钣金加工时可以结合精密仪器进行处理，并对夹具设计、模具设计等环节进行优化，在这个过程中不还会涉及到人力资源配合利用这样才能够得到高性能以及高质量的开关柜。
4结束语
综上所述，开关柜的性能和品质与开关柜结构设计与制造水平息息相关，只有高度重视产品的结构设计，注重产品的制造细节，才能极大地改善开关柜产品的性能和质量，从而带来可观的经济效益。
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论文作者:洪碧尧
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/19
标签：开关柜论文; 结构论文; 元件论文; 加工论文; 方式论文; 电弧论文; 方法论文; 《电力设备》2017年第28期论文;