低压开关柜结构设计对电气性能的影响分析

低压开关柜结构设计对电气性能的影响分析

唐金龙

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摘要：随着国民经济的快速发展，电气系统设备技术水平得到了很大的提升。在低压输配电领域，低压开关柜是进行电能交换、控制、检测的主要装备，对电气输送工作的开展具有很大作用，促进了国民经济的发展。

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关键词：低压开关柜；结构设计；电气性能；影响

引言

随着城乡电网的不断改造、扩建以及基础设施的建设，电气设备市场不断地扩大。低压成套开关设备的品种也不断地增多翻新，质量也是相当可靠，同时电气安全性能也在不断的完善。为了配合实际供电需求，低压开关柜也相应的改变着结构设计，其结构方式主要包括固定式和抽出式两类。本文从其结构设计的体现出的优点出发，阐述对电气性能的影响。

1.低压开关柜结构设计优点

1.1单元划分更合理

低压开关柜无论采取哪种结构方式，其内部的设计都存在一定的分区分层设计，这种设计是为了避免不同作用下和不同输电线路的开关之间产生干扰，酿成安全事故。在设计其结构安置时，就要做好功能分区，每一个单元划分出一个单独的作用模块，这样就保证了每一个开关电源以及装置组成一个功能分区，每个分区标志着一个功能单元，在单元的内部就可以对各种装置展开最合理的配置，让所有的装置都安设在最需要和最适合的位置上，而不用担心各种开关和设备混杂在一起难以辨认，一旦操作失误导致事故的发生。

1.2节省空间

低压开关柜是低压配电系统中的重要装置，其设计规格和安装规范都有严格的标准和规定，占地空间的位置和尺寸大小都需要经过严格的规划设计。因此，对于低压开关柜自身的结构要根据配电网络系统的运行要求进行精心的设计，一是保证系统的正常运转，另一方面在设计之初就要考虑到不足和漏洞的补救，减少由低压开关柜的设计问题而引发的安全故障。此外，要合理设计低压开关柜在系统设施间的安放位置，节省并合理利用空间。低压开关柜对于输电和电能的转换发挥重要作用，在结构的设计上就可以采用抽出式的结构形式，方便进行及时的抽取检查，合理的规划好各个开关电源的位置，而相对隔离的抽出式分层设计，在低压开关柜运行的过程中减少了相互间的干扰。

1.3安全性高

设计期间技术人员会考虑低压开关柜运行使用可能会遇到的风险隐患问题，并采取有效的解决措施，依照结构设计方案进行的安装施工也更科学合理。低压开关柜在使用期间即使需要人工操作也能保障其安全性，并不会出现拉弧等安全隐患问题。这样一来工作人员操作时接触到的仅仅是开关的绝缘部分，并且与线路之间保持一定距离，从而确保的工作人员在操作时的人身安全。锁定了抽屉以后，闭合开关将不会再被拉出。这些流程终结后，依循逆时针显示了盖板，操作孔被闭合。若抽屉开关布设了相同构架，即可灵活替换彼此。开关柜构架密切关联着联锁的电气特性，合闸以后的抽屉将不会被拉出，也不能够合闸。拉出抽屉的状态下，绝缘构件挡住了一次部分，人员不可再去触摸。由此可得，设计开关柜先要辨析电气联锁显现的安全状态，确认人员是安全的。

2.整体结构对电气性能的影响

2.1绝缘与抗过电压

成套设备要求必须提升本体的绝缘属性，充分展现抗过电压的特点。通常当系统稳定运行时，只要保证绝缘件质量，就可以满足电气性能要求。抽屉开关柜主要使用绝缘搭配针布置现存环境，并完善供电系统。通常可选择聚碳酸酯调配原材制备接插件，柜体整体特性具有绝缘性质，而且容易引发故障。如果周围环境较差，必须做好绝缘。

2.2抽屉开关设备温升

温升也是柜体结构设计的重要指标。一般不仅要满足上下通气槽温升设计要求，还要对防护等级进行考虑，柜体要求设计中必须考虑降容系数，避免出现温升过高等问题。从企业角度出发，企业应该多开展一些温升实验，得到充足的数据，并合理调整或改进柜内结构。例如进行流程设计时，设计院为减少设备耗费，设置了很多抽屉，虽然可保证安装工作的进展，但随着温度升高，柜内温升较显著，容易发生短路问题，因此必须从思想上认识到此种设计的严重后果，并及时避免。

2.3开关柜热稳定性

开关柜要求提升本体热稳定性与动稳定性双重性能，实际操作中可根据过大电流情况了解柜体的最适强度。一旦发生突发短路问题，保证开关柜可承受短路电流。实际设计中，要求合理布置主体木排，将其控制在最佳水平位置。增加绝缘母线时，夹着手固定，主要目的是减少突发冲击，分散柜体短路冲击。

3.低压开关柜结构设计对电气性能的影响

3.1柜体表现的温升特性

结构设计对散热影响也比较明显。如果结构设计不合理，低压开关柜使用阶段热量不能及时散发，聚集在开关柜内部，随着使用时间增长影响作用也会变大。温度影响电阻阻值，阻值损耗后线路中流经的电流便会增大，适当的增大功率能够提升电气设备运行效率，但如果超出了额定的荷载参数，便会引发故障问题。结构设计时通风口所在位置要保障性能发挥，能够对开关柜使用阶段产生的热量进行散发。定时去测验温升，获取了可查验的温升数据。条件准许时，可以修正初始的开关柜构架。例如：设计流程之内，设计院为规避偏多耗费的设备，配备了过多抽屉。这样虽能顺利予以安装，但炎热时节内的柜体温升也将凸显。若配电室平日通风并不优良，柜内显现了偏高的温升，损毁绝缘以至于短路。设计流程不可忽视潜藏的细微隐患，要着力去避免。

3.2结构设计形式上的要点

在开关柜结构设计的过程中，有些柜体已指定型号，那就根据柜型本身的国家和行业标准规范来设计，同时要考虑到制造企业的标准和规范。针对一次系统中的方式要求，看是否柜体与电器元件、厂家要求、环境等相符，并及时联系沟通，确定设计，在此基础上对柜体做不违反基本形式和要求的调整。设计时要全局考虑，考虑用户的维护，尽量把维修空间留大，抽屉柜中的大抽屉尽量不要设计在太高的位置，按钮、灯、表等尽量不要在面板太高位置，便于值班维护人员的使用和监测，易损件的更换方便，元件拆卸位置的可操作性，接线端子位置的合理性等。为方便电缆连接，进出线开孔大小和位置的合理性，进出线位置的可密封性，防止划伤电缆的保护，电缆的固定，基础与柜体的配套性，结构和元件布置的均匀性，柜体电流的分布性，超出范围的调整和保护性，用户的可变动和调整性，以及考虑厂家使用环境的防护改进，结构变动等。比如，考虑可操作性，将仪表面板尽量设计在手容易操作的高度，按标准制造的仪表门中，按钮和转换开关等也要偏下设计以方便操作，调整回路，尽量保证每台柜体承载元器件的均匀性和电流分布的平衡性，尽量留有余量。当超出时要考虑多点接入和中间分段来保证，这必然对柜体的空间结构、材料、美观、检修等方面有一定影响。当用户的元件太多时，尽量与用户联系，放大安装空间，在有些基本形式或用户空间有限时，宜在柜体上采取一些变动，来更好地既满足柜体本身的规范和用户要求又提高使用性能。

3.3绝缘及抗过电压

绝缘层受环境变化影响性能也会出现异常，例如在潮湿的雨季，绝缘层表面湿度增大，绝缘能力下降，使用期间一旦通过强电流时临近的导线之间很容易击穿，可能会引发电气故障。过电压的有效调控也与结构设计相关，要保障导线之间的间隔距离。抽屉柜含有多类的内在绝缘构件，例如母线夹、线路之中的绝缘子。可选取聚碳酸酯调配成的原材来制备接插件。柜体表现出来的整体特性含有绝缘性质，绝缘体系也很易引发故障。若周边环境不佳，则应侧重去考虑绝缘。例如：主母线布设的绝缘要采纳较优的等级，设定最适宜的电气间隔及相关爬电距离，绝缘配件拟定了合适的规格。

4.结语

综上所述，低压开关柜的结构设计所体现出的优越性能，与电气性能密切相关，更好的结构设计能够发挥低压开关柜自身更好的性能，在配电系统中发挥其调节、运输和转换等重要作用，相应的提升了电力系统的电气性能。我们还要不断完善低压开关柜的结构设计，进一步促进电气性能的提高。

参考文献

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[3]赵凤华.低压开关柜结构设计对电气性能的影响[J].科技创新导报，2012（20）：98.