低壓開關柜結構設計對電氣性能的作用范文
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摘要：低壓開關柜是輸配電及進行電能交換的主要設備，對電力輸送工作具有重要作用，其性能優劣一定程度上影響國民經濟的發展。本文簡要分析了低壓開關柜的結構特點，并結合電氣安裝介紹了柜內元件布置與配線工藝。
0引言
隨著我國用電需求的快速增長，在電力輸送、配電網絡中以及電能轉換的過程中，低壓開關柜獲得了廣泛應用，其結構形式通常分為固定式和抽出式兩類。本文結合低壓開關柜結構特點，闡述其結構設計對電氣性能的影響。
1低壓開關柜的結構特點
1．1結構形式分類
從低壓開關柜的整體制作與使用情況分析，可以根據其結構形式分為兩類。第一類為固定式，即設備在既定位置固定，可以滿足各種電氣元器件的功能需要。柜體內部結構件能夠有效固定電氣元器件，完成低壓開關柜的安裝生產；同時方便柜體與連接器件的拆裝，滿足柜內電氣元器件的維護方便。根據不同的外形，固定式低壓開關柜又可以分為臺式、箱式和立體式等類型［1］。第二類為抽出式，即開關柜內的部分裝置是可移動的。抽出式低壓開關柜中的可移動裝置使其電氣元器件的更換更方便。但是在柜體結構設計時應當充分考慮可移動裝置的可靠性和輕便性。
1．2柜體框架形式分類
低壓開關柜的柜體框架從制作工藝角度可以分為三類。首先是焊接式框架，即相連的各個框架零件通過焊接固定。焊接式框架較為牢固，且生產過程簡便，但是精準度卻相對較差；在焊接過程中，零件受熱后極有可能出現焊接變形、虛焊等不良問題，因而采用焊接式框架式框架必須保證操作人員具有良好的焊接技能。此外，焊接式框架尺寸較大時，需考慮柜體框架整體表面處理的可行性。其次是緊固件拼接式框架，采用拼接式框架有較多優點，如零部件的設計與制作較為標準，調整方便、誤差小、能夠進行柜體框架的生產備料，但是其牢固性相對較差，對零件也提出了較高的精度要求，生產成本相對較高［2］。最后是焊接與緊固件拼接相結合的形式，它兼具二者的優勢，在結構設計時可以根據功能需要對低壓開關柜的柜體框架形式進行選擇。
2柜體結構設計對電氣性能的影響
2．1電氣設備的穩定性
低壓開關柜工作時，技術人員可以通過觸動開關對閉合電路進行調控。電氣配網運行階段，因開關柜的部分故障常常會導致電路短路，開關處的溫度也會逐漸升高，造成電阻阻值變化，相應地對電氣設備的使用性能造成影響。傳統的低壓開關柜運行時常常出現該現象。通過加強低壓開關柜部分的結構設計，在母線的排布形式上采取防干擾技術，降低短路問題發生的幾率［3］。操作開關時，如果預留空間較小，開關動觸頭分斷時因電氣間隙或者接觸問題也很容易導致電路短路，結構設計時采用轉角技術，這樣無論是開關的分斷還是導通都不會影響到電氣設備的電氣性能及安全性。
2．2絕緣及抗過電壓
絕緣與抗過電壓均要求低壓開關柜必須提升開關柜本體的絕緣性能。通常當系統穩定運行時，只要保證絕緣件質量，就可以滿足電氣絕緣要求。通常選擇聚碳酸酯調配原材制備絕緣件，提升柜體整體的絕緣性能，避免引發故障。
2．3柜體的溫升特性
結構設計對散熱影響比較明顯。如果結構設計不合理，低壓開關柜運行時產生的熱量不能及時散發，聚集在開關柜內部，隨著運行時間增長，對電氣線路及元器件的壽命和安全性產生影響。溫度影響電阻阻值，阻值損耗后線路中流經的電流便會增大；適當增大功率能夠提升電氣設備運行效率，但如果超出了額定的荷載參數，便可能引發電氣故障。結構設計時要保障通風口所在位置不影響散熱性能，能夠將低壓開關柜內運行時產生的熱量及時散發出去［4］。性能試驗時通過測驗溫升，獲取可查驗的溫升數據；條件允許時，可根據溫升數據修正初始的開關柜框架及柜內電氣元器件布局。
2．4電弧故障保護能力
電弧是高溫、高導電率的游離氣體，電流通過氣體介質所產生的瞬間火花。通常在柜體結構內部應用絕緣隔離防范措施提高設備電弧故障保護水平，并隔離帶電導體，防止柜體框架帶電。由于低壓開關柜內空間有限，電弧產生瞬間，柜內存在高溫高壓的游離氣體，柜體需設置泄壓通道保證電氣設備和操作人員的安全。
3結束語
綜上所述，低壓開關柜結構設計所體現的相關性能，與電氣性能密切相關。優良的柜體結構能夠充分展現低壓開關柜的電氣性能，使其在配電系統中發揮調節、運輸和轉換等重要作用，進而提升整個電力系統的電氣性能。
參考文獻：
［1］趙鳳華．低壓開關柜結構設計對電氣性能的影響［J］．科技創新導報，2012（20）：98．
［2］程顯，韓書謨，何周，等．40．5kV環保型氣體絕緣開關柜氣室結構設計［J］．高電壓技術，2015，41（8）：2772－2779．
［3］劉小剛，潘寅．論6～10kV配電系統高壓開關柜的結構設計［J］．企業科技與發展，2011（1）：46－47．
［4］邱克．高低壓開關柜的結構和工藝特點分析［J］．大眾用電，2015，30（12）：19－20.
作者：吳曉偉 單位：株洲中車時代裝備技術有限公司
