低压开关柜模块化趋势及功能单元设计 张明明

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:张明明
[导读] 摘要:本文整体介绍了低压开关柜的构成以及其发展趋势,同时对于低压开关柜模块化功能单元的规划设计思路展开了简要探究。
        (库柏(宁波)电气有限公司  315336)
        摘要:本文整体介绍了低压开关柜的构成以及其发展趋势,同时对于低压开关柜模块化功能单元的规划设计思路展开了简要探究。
        关键词:低压开关柜;模块化;功能设计
        依据国际电工委员会制定的标准要求,针对电气开关类产品,小于或者是等于1kv电压称作为低电压。低电压相关匹配设施在低压输电系统当中主要作用在于对电能的管控防护以及合理化分配。只要是运用电气设施区域都需要配备低压设施,国内绝大部分的电能诠释借助低压配套开关设施进行输出。低压成套开关设施的发展基于工业材料、低压电气、加工工艺以及设施等基础之上,其整体提升水准也展现出了我国的科学技术发展水准。
        1 低压开关柜的构成以及发展趋势介绍
        1.1 低压开关柜的构成介绍
        低压开关柜的架构主要包括柜体架构以及数多个内部电气元件、管控模板、仪器表、电路等部件组成。柜体通常运用钣金架构,核心由顶部框、底部框、前后门、侧门、横梁等组合成型,起支承、收纳、隔离、屏蔽以及防护等作用。柜体的钣金架构规划需要充分考虑构件架构的科学性、零部件的装配以及拆卸便捷性、板件材料的运用率、空间的调配、整体硬度、散热性、屏蔽性、柜体的通用性以及钣金件的加工技术等问题。柜体通常为整体部件需要依照规范化、系统化以及通用化进行筹划设计,进而有效的形成统一的、标准化的柜体,具备提升安全防护、电磁屏蔽、减少设施运作噪音、削减设施占据面积等诸多优势。开关的核心功能是电力的调配和管控,核心依照内部调配的多种电气功能部件来开展。开关柜的功能部件通常外部构造标准的接入插件,所以,相关产品规划时候的核心是充分考虑不同功能部件的组合调控问题,这其中包括有功能的组合、参数的配对、接口匹配以及其它功能需求性匹配等。如下图1所示,为常见抽屉式低压开关柜结构图。
       
        图1  常见抽屉式低压开关柜结构图
        1.2 低压开关柜的发展趋势
        低压成套的电气开关柜通常可以广泛的运用于多种供电以及配电系统当中,由多种的检测、调控、保护等基本的功能单元所构成。现阶段国内市场上运用的低压配电柜的种类相对较多,这当中包括有固定的面板式、抽出式、混合式、智能型等,是由众多功能相同亦或者是不同的功能模块单元所构成,依据用户的不同化需求,进而组合成为与之匹配形式,特别是各个功能模块单元通常具备着较高通用性以及兼容性。
        模块化、组合化以及零部件的通用化是现阶段低压电气在架构规划方面的主要特征。模块化可以有效让相关电器设施的制造进程更为简便,借助于不同模块的插入式配合,让电器可以获得不同的附属性功能。组合化可以让不同功能的电气有效的结合在一起,非常有助于电气架构紧密化发展,削减线路当中所需要的复杂化元器件种类,也进一步增强了保护的性能。模块化让电器的外观更具标准化,从而更方便于安置。不尽相同额定值亦或者是不同类型电气零部件的通用化以及兼容性,很大程度上削减了相关制造厂商的开发和生产的成本支出,也更加方便于用户后期的维护开展。现代化的低压电气架构规划如今也逐步展现出了全新的运作趋势,诸如瑞士著名的电力公司ABB则提出了触器产品低压配电系统整体化的设计思路。规范化、系统化的开关柜架构设计,同时有效结合专业的运作模式是未来开关柜制造领域重要发展方向,现阶段我国的低压开关柜产品自行研发以及模块化的规划水准相比于世界上很多国家还相对落后,衔接国内还主要是通过借助国外知名的品牌产品的技术来进一步研发自身的产品。
        2 低压开关柜的功能单元规划设计构想
        低压开关柜通常是有不同功能的模块单元所整合到规范化的柜体从而制造而成的,现阶段国内的低压成套开关柜运用最多的主要是固定的面板以及抽出式这两种为核心。固定面板式可以充分的满足于电气元件稳定的安置于柜体当中的相关区域。柜体整体的形状通常是立方体,当然也有个别异形情况存在。而为了更好的保障柜体的外形规格,通常运用各个构件逐步结合的方式,通常是先组合成为两片亦或者是左右的两侧,之后再组成柜体,亦或者是需要先有效满足于柜体外线的需求,然后再依次地连接柜体当中的各个支件。抽出式是由相对固定的柜体以及安置有开关等核心电气元件的可以移动装置所构成,可以移动的环节在进行运作的时候需要充分的保证轻便性,在移动完成之后要确保柜体的稳定可靠,同时类型和规格一致的抽屉可以实现调换,抽出式当中的柜体部分的加工方式几乎和固定式的柜体基本相似。但是因为互换的需求,柜体的精准度需进一步提升,架构的相关环节需要有足够的调控量,至于可移动安置环节,不仅可以有效的移动以及调换,还需要稳定的承载核心的元部件,因此要有相对较好的机械强度以及精准度,其它环节还需要有足够的调控量。可抽出式成套开关柜是一种防护等级相对优异的封闭型开关成套设施,其整体架构通常是运用钢制板所运作而成的封闭式外壳,进出线回路的电气元件都安置在一个可以自由抽出的功能单元当中。此些功能单元的规划充分的运用了模块化的规划,一直规格的抽屉规格室完全可以有效的实现互为运用,即便是产生了诸如短路事故,其互换性都不会遭到剖坏。用户可以充分的依据运用需求来挑选不同的组件进行整合,进而形成不同方案的柜架架构以及抽屉单元。所以,功能单元的规划设计也是低压电气开关柜的重要核心之一。
        同时低压电气开关柜的定制化规划核心是立足于“功能单元”的模块化来进行调控展现的,而倘若要真正意义上实现功能模块的辅助挑选、辅助布控、物流统计等功能,则往往都需要功能单元提供最为关键的数据资料,功能单元的模块化规划也就显得极为关键。模块是构成产品的重要环节,其不仅具备单独性,一直的模块在产品类别中可以有效的实现互换,特别是相关模块的布控整合往往就可以直接形成实用性的产品。模块化是一个将系统按照一定准则开展分解和结合的实时化进程,是运用模块概念对于产品亦或者是系统开展筹划和组织。模块化具有层级的性质,产品是由不同部件、子部件以及零部件构成特定功能的一个完整体,具有极为显著的阶层性。同时模块必须要有极强的独立性。模块的独立主要包含有功能以及架构这两个层面。整合产品的不同功能以及架构上的相对独立是对于上开展模块解析和二次运用的基础。模块是系统的重要构成环节,系统依据模块之间的深入联系从而实现相关的功能。模块化的规划往往不简单是针对某一个产品而筹划的,模块化设计需要充分的面向产品的品类进行深入的规划。借助模块的不同的调配来有效的实现不同功能以及性能产品的制造,这往往在很大程度上可以很好的改善上规划品类、规划生产时间段、规划品质以及成本之间的矛盾问题。模块的规划和设计往往是面向产品族的,某些功能几近相同但是却具有不同性能的模块,互相也需要具备极佳的互换性,只有如此才可以更好的实现模块的调控,进而真正意义上实现模块的价值。
        3 结束语
        综上所述,作为低压配电系统当中最为核心的成套设施,低压开关柜的安全性以及平稳性直接关乎到整个配电系统的运作稳定性。特别是随着科技进一步发展,融合了智能化、信息化等诸多理念的低压开关柜一定会成为未来发展当中的核心产品。
        参考文献
        [1]曾晓松.低压成套电器开关柜模块化设计系统开发[J].组合机床与自动化加工技术, 2004,6(002):74-75.
        [2]商少锋,陈识微,蒋鲁军.模块化并联型低压有源电力滤波装置的设计与工程应用[J]. 电网技术, 2008,10(03):97-102.
        [3]曾晓松.成套电器开关柜敏捷设计系统开发[J].机床与液压, 2004,6(06):125-126+131.
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