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探究低壓開關柜結構的設計對電氣性能的影響

文檔作者：林海芳文檔來源：大同煤礦集團機電裝備同中電氣有限責任公司		點擊數：	更新時間： 2025年10月05日
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機械管理開發(fā)
MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT
總第203期
2020年第3期
Total 203
No.3,2020
經驗交流D01:10.16525/j.cnki.cnl4-1134/th.2020.03.111
探究低壓開關柜結構的設計對電氣性能的影響
林海芳
(大同煤礦集團機電裝備同中電氣有限責任公司，山西大同037305)
摘要：根據實戰(zhàn)經驗，簡單介紹低壓開關柜基本概念，系統(tǒng)分析低壓開關柜設計的分類，并分析柜體結構設
計對電氣性能的影響，希望能與更多同行探討。
關鍵詞：低壓開關柜結構設計電氣性能安全性
中圖分類號:TM591 文獻標識碼:A 文章編號:1003-773X( 2020 )03-0256-02
引言
低壓開關柜的設計過程相對復雜，要全方位考
慮，充分衡量在復雜環(huán)境下各方面因素可能會對電
機性能造成影響。如果能綜合考評并找到最佳方案，
從低壓開關柜的設計方面著手，則可以更有效地提
升低壓開關柜的整體效能，增強低壓開關柜的整體
運行性能。通過這些措施，能夠有效延長電器的使用
壽命。
1低壓開關柜結構的設計與電氣性能的關系
如今大功率電器得普遍使用，用電負荷急劇加
大,尤其是在冬天、夏天等密集型用電時期,用電需
求更大。在電網改造中,加強電網的整體性建設和管
理是重中之重，要有效保證整個電網系統(tǒng)的穩(wěn)定運
行，就必須根據各方面用電需求來配備電氣設備。低
壓開關柜是一種可以根據需求進行調節(jié)的專業(yè)設
備，可以滿足需求因此，得到廣泛應用。但是，要保證
電氣性能，與低壓開關柜的結構設計有密切關系,必
須根據實際需求進行專業(yè)設計，才不會對電網系統(tǒng)
造成負面影響。如果設計不合理，則會最大程度上破
壞電網穩(wěn)定性，甚至可能造成安全事故。也正因如
此，在低壓開關柜設計過程中.必須選擇質量可靠的
產品,才能滿足安全需求。
2低壓開關柜的結構分類
低壓開關柜從結構特點方面可分為，一是固定
式結構,這種結構重點體現在“固定”,在設備特定位
置上的固定，可以最大程度上保證柜體結構的穩(wěn)定
性。這種穩(wěn)定性的環(huán)境，各類電氣元件就可以根據實
際需求，在柜體內部對電氣元器件起到支撐和固定
作用o二是拆卸式設計的結構,這種方式方便高低壓
開關柜柜體內部與電氣元件的拆裝設計，日常維護
可以有效得到滿足。
收稿日期:2020-02-16
作者簡介:林海芳(1984—),女，本科，畢業(yè)于遼寧工程技術大學
測繪工程專業(yè)，助理工程師。
除了根據結構特點，還可以根據形狀大小和結
構不同，對低壓開關柜進行分類。主要分成臺式低壓
開關柜、箱式低壓開關柜來滿足不同需求。另外還有
一種是抽岀式元器件，其特點為內部有方便移動的
一塊區(qū)域,這個可變化的空間可以更換元器件。柜體
可移動部分需注意安全性和穩(wěn)定性，在前期設計時
一定要著重考慮。
3低壓開關柜的制作工藝分類
從制作工藝來看,低壓開關柜大致包含三類，焊
接框架、緊固件拼接式框架、焊接框架與緊固件拼接
式框架相融合的合框式框架體系。
3.1焊接框架
整個低壓開關柜的框架是一個整體，這種框架
主要通過焊接工藝來固定各個部分。從結構來看，焊
接框架實際上最為堅固，不易變形，生產過程比較簡
單。但是也正因為相對簡單的工藝特點，這種方式的
框架在準確度方面相對較差，可能出現焊接變形、虛
焊等情況,一旦有這種不達標的情況出現,這種框架
就不可以有效地完成電子元件的支撐。因此，焊接框
架對于操作人員的技術要求非常高，只有技術過關
的技術人員才能保證焊接的質量，也才能保證框架
的安全性。
3.2緊固件拼接式的框架
相比較焊接方式而言，緊固件拼接式的框架優(yōu)
點更多，因為各個零部件的制作是通過標準化生產
制成,部件精準度高、誤差小,調整方便，可以對某一
缺陷結構進行配料。但是要實現成功配對，就必須按
照嚴格的參數標準生產零部件。也就是因為需要高
度精確，這種類型的框架造價更高。
3.3合框式框架
焊接技術和緊固件拼接技術進行有效融合的一
種框架方式。這種方式有效結合兩種方式的優(yōu)點，揚
長避短實現質量最優(yōu),性價比最高,能夠讓低壓開關
柜的運用更加有效,成本也能得到有效控制，維修更
加方便。
2020年第3期林海芳:探究低壓開關柜結構的設計對電氣性能的影響?257-
4柜體結構的設計對電氣性能的影響分析
4.1對電氣設備運行穩(wěn)定性的影響
結構合理的低壓開關柜，在正常運行中會更有
保證。但如果是結構不合理的低壓開關柜,在正常運
行過程中，可能發(fā)生意外導致整個運行網中的某一
部分升溫造成電阻值增加,對電網運行造成影響。如
何有效避免這種情況的發(fā)生，是對柜體結構設計最
重要的考驗。所以,在設計低壓開關柜時，設計者必
須充分考慮電氣設備運行的穩(wěn)定性，通過合理的設
計，有效降低短路情況的發(fā)生，保證整個電氣配網的
正常運行。操作的過程中，需要考慮到“短路故障”的
問題是因為空間不足造成。要有效避免這種故障，可
以考慮“轉角技術”來改善,提升安全性。
4.2對柜體溫度的影響
運行就會產生熱量,低壓開關柜也是如此，要實
現正常運行，就必須保證散熱。如果柜體的結構設計
不盡合理,散熱效果不好,就會造成熱量無法排出，
影響電器元件的整體運行。具體而言,可能出現電器
運行網中的某一個部分的溫度呈現出上升趨勢，如
果再發(fā)生長時間不間斷運行，就很可能發(fā)生元器件
電阻上升,用電負荷增加，這會大大影響相關電器元
件壽命，甚至可能會出現安全事故。所以，在低壓開
關柜的設計過程中,從結構上就要考慮到散熱性。在
保證到結構穩(wěn)定的前提下，充分考慮如何能夠使柜
體內的空氣產生循環(huán)，通過合理的方式進行迅速散
熱，保證低壓開關柜各個元器件在運行中的安全和
穩(wěn)定。另外，要增強散熱，在初期設計柜體時就要合
理排布電氣元件,保證用電安全。
4.3對保護能力的影響
電網運行過程中，有一種現象容易對柜體內元
器件造成損壞,這就是電弧。這種現象主要是指電流
在通過氣體介質時產生的瞬間火花，高溫高電率，有
很大的安全隱患。因此,必須重視電弧的不良影響,
在前期要注重有效方案的設計。框架設計者在結構
的前期設計和選材過程中,要充分考慮到電弧故障，
提前采取防范措施。可以通過隔離帶電導體的方式，
來有效防止帶電導體電弧。但是，單一方式仍舊不能
完全有效地避免，因為柜體內部的整體空間其實很
小，電弧產生時會有高溫、高壓氣體出現，這些氣體
會對柜體內部造成二次危害。為保證安全性,防止這
類事件的發(fā)生，設計過程中一定要考慮到能夠有效
泄壓的一些通道，多種防范措施搭配,從而提高設備
使用的安全性能。
4.4對電氣設備絕緣性能和抗過電壓的影響
低壓開關柜內部絕緣技術要求高，是保證柜內
內部正常運行的重要條件。通常情況下，可以采用一
種專業(yè)技術來提高絕緣性能,這種技術是“屏蔽式固
體絕緣”，能夠在柜體內部形成兩種方式的開關設
備，包括空氣絕緣和氣體絕緣，能起到良好的保護作
用。即使遇到特殊情況,也能起到保護作用。與此同
時，還可以設計一種相對靈活的功能，讓安裝過程更
加簡便。在增加低壓開關柜的保護性能上，也能減少
占地面積,提升安全性,降低生產安全風險,保證設
備能夠更平穩(wěn)更安全的運行。
5結語
在低壓開關柜的設計過程中，必須充分考慮各
方面條件，保證開關柜的內部所有元器件能夠得到
綜合性的有效保護，才能夠給柜內內部各元器件提
供良好的工作環(huán)境,保證安全用電,提升穩(wěn)步運行。
參考文獻
[1] 朱玉無，姜銘.低壓開關柜結構設計對電氣性能的影響[J].科學
技術創(chuàng)新,2017(12):71.
[2] 李文東.低壓抽出式開關柜結構設計對電氣性能的影響[J].化
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[3] 吳偉明.探究低壓開關柜結構設計對電氣性能的影響[J] ?科學
技術創(chuàng)新,2019(5):193-194.
(編輯：苑化軍)
Influence of Low Voltage Switchgear Structure Design on Electrical
Performance
Lin Haifang
(Datong Coal Mine Group Electrical and Mechanical Equipment Tongzhong Electric Co.,
Ltd., Datong Shanxi 037305)
Abstract： According to the actual combat experience, this paper briefly introduces the basic concept of low voltage
switchgear, systematically analyzes the classification of low voltage switchgear design, and analyzes the influence of
cabinet structure design on electrical performance, hoping to discuss with more peers.
Key words： low voltage switchgear; structural design; electrical performance; safety

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