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低压成套开关设备的设计方法分析

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：吕文超

[导读] 摘要：在社会经济和科学技术飞速发展背景下，低压成套开关设备在电气设备中得到广泛应用，并在强化电路系统运行稳定性、提高设备应用性能、延缓设备使用年限方面具有十分重要的现实意义，然而受到参数选择不准确、布置不够科学等影响，导致设备使用性能受到严重制约，需要采用有效方法对低压成套开关设备进行优化设计，以确保设备性能在实际运行中得到充分发挥。

        昆明耀龙置信变压器制造有限公司昆明 650000
        摘要：在社会经济和科学技术飞速发展背景下，低压成套开关设备在电气设备中得到广泛应用，并在强化电路系统运行稳定性、提高设备应用性能、延缓设备使用年限方面具有十分重要的现实意义，然而受到参数选择不准确、布置不够科学等影响，导致设备使用性能受到严重制约，需要采用有效方法对低压成套开关设备进行优化设计，以确保设备性能在实际运行中得到充分发挥。基于此，对低压成套开关设备的设计方法进行分析。
        关键词：低压；成套开关设备；设计方法；分析
        低压成套开关设备在电气设备中应用频率比较高，并且可以起到提高设备运行效率的积极作用。然而联系实际低压成套开关设计还暴露出一些问题，导致设备真正应用价值无法得到充分发挥，需要采取有效措施对低压成套开关设备进行优化设计，以提升设备实际使用性能[1]。本文联系国内成套设备发展现状，对传统设计方法下的低压成套开关设备存在不足加以阐述，并从电路优化、元件排布、设备性能等方面入手，提出几点有效设计方法，以供参考。
        1国内成套设备发展现状

        图1 低压成套开关设备
        伴随着社会经济不远发展，我国加大了电力基础设施建设和完善力度，以更好满足人们日益增长的能源需要，实践中也通过引进、消化、创新等手段，促进低压成套开关设备行业获得进一步发展，涉及到的真空、组合电气、SF6等技术，在产品结构中也得到较为广泛应用，在工艺方面则引进了真空环氧浇及注塑设备，同时增设了机械加工中心、柜体加工数控、喷涂等重要设备。现阶段，国内成套设备发展已经进入金属封闭型，包含铠装、间隔和箱式，涉及到的相关技术也已经接近国外先进水平，然而传统设计方法下的低压成套开关设备依然存在很多不足，具体表现为：（1）产品制造工艺不够精细，尤其是在细节方面，需要对产品运用于特殊场合情况进行充分考虑，并在此基础上对产品性能进行完善和优化；（2）成套开关设备在柜体表面处理和绝缘材料使用方面还需进一步加强；（3）产品设计周期比较长，设备设计除了要落实特殊要求以后，还需要符合各种设计规范，由于在短时间内需要考虑的问题比较多，设计耗费时间也就越长，并且出现错漏的机率比较高[2]。
        2低压成套开关设备的设计方法分析
        2.1电路优化方法
        在对成套开关设备电路进行优化设计时，需要对以下因素进行着重考虑：（1）负荷确定，负荷特点与属性明确是电路优化设计的重要基础，实际设计时需要保证电路负荷与设备系统运行需求相匹配，操作中需要对有容量、供电间距、排列分布等要素进行细致分析，并在此基础上对电压供给进行科学规划，以提高低压成套开关设备功率因素，具体优化方法有：与设备长短期、季节性运用系数需求相匹配，以促进设备系统性能得以有效发挥；对影响设备运行效率的各项因素进行系统性分析，在明确负荷量的同时，保证设备运行效果；高度重视电路布设问题，使之与工程规划需求保持一致，并做好设备相应参数优化工作，满足实际要求[3]。（2）辅助材料，辅助材料作为低压成套开关设备设计中不可或缺的内容，主要是因为设备正常运转中，电缆、母排、壳体等均会对设备运转效率产生不同程度影响，一般情况下母排的弧导线可以为铜和铝两种形式，在设计时就要严格遵照施工标准和用户需求进行科学布设，若线路通过电流比较大，就可以采用多个铜排并联的方式，以增强设备载流能力，相应成本也会急剧降低。
        2.2元件排布方法
        在对设备元件进行排布时，需要对以下内容加以关注：（1）元件结构形式，对设备元件结构形式进行设计，需要对安装高度与柜底之间间距进行有效控制，以方便后期维修和养护，针对操作手柄也要使之与柜底保持合理距离，而仪表的设计则要保持在视线可及范围，若所使用元件具有热量散发性质，就要考虑对散热装置进行设计，如：对大电流负荷元件进行设计时，考虑到线路比较多，设计时就可以将柜体设置到位置比较低的区域，以提高布线效率[4]。（2）柜体排布设计，对元件的布置进行优化设计，需要建立在柜体形式优化设计基础之上，如：在对抽屉类柜体进行设计时，就可以选择插拔式开关进行使用，可以发挥提高设备操作性作用。同时，在排布过程中还要对整体空间结构进行考虑，针对较为紧密的结构排布，要尽可能的选择结构比较小和防护性能比较高的元件进行使用，可以确保系统整体性能，针对操作性比较高的元件，则要对拆卸位置引起重视，确保其合理性。
        2.3设备性能优化
        针对低压成套开关设备，需要参照用户实际使用量，对载流容量进行科学设计，并通过这种方式确保设备性能得到有效发挥，针对湿度比较大的区域，就要考虑对抵抗电离、密封等措施进行运用，以保证元件结构完整性。涉及到的高压成套开关设备，考虑到其主要发挥维护设备使用性能作用，在设计时就要注重对程序锁、闭锁电磁铁等准入标注进行科学界定，以促进设备运行目标更好实现[4-5]。
        2.4参数化设计

        图2 产品模块树
        参数化设计是一种智能设计方法，将之应用到低压成套开关设备设计当中，主要是利用现代先进技术，将技术驱动参数输入其中，计算机系统可以自动进行计算和实施智能判断，并通过调用程序，对各设计阶段的子模块进行自动化调用，相应设计资料也能快速、准确输出。将之运用到低压成套开关设备设计当中，不仅可以缩短设计周期和提高工作效率，还能够减少出错率和降低设计成本，实践中需要对设计各个阶段的子模块加以构建，并对调用方法程序进行设计，具体产品模块树见图1所示，从中也可以窥见要实现参数化设计，需要对低压成套开关设备产品级别数据库进行建立，在输入技术参数以后，就可以从数据库中快速检索到所需要数据，以为低压成套开关设备设计提供极大便利，整个操作过程设计人员可以根据技术参数驱动快速生成设计报表与图纸，在降低错漏的同时，避免了设计重复，并且在参数化设计中，设计数据得到充分整合，从侧面上来看可以保证设计规范与设计图纸相统一，另外设计人员依托参数化设计可以完全抛开厚重设计规格与手册，针对比较繁琐的内容则可以交由计算机进行自动化处理，既能够保证设计科学性，又能够提高设计效率，使设计周期进一步缩短[5]。
        结语：
        本文是基于对低压成套开关设备设计方法的分析，伴随着社会经济不断发展，低压成套开关设备在电气设备中的重要性作用日益凸显，并且低压成套开关设备使用性能发挥与设计质量密切相关，若设备设计出现不科学、不合理情况，就会对设备性能造成极大制约，为防止这类情况发生，就要对低压成套开关设备设计引起高度重视，实践中也要加强设备设计研究分析，尤其是在参数选择、元件布设等方面，需要从电路优化、元件排布、设备整体性能等方面入手，采取有效措施对低压成套开关设备进行优化设计，以防止开关设备设计缺陷问题出现，相应设备整体性能也能得到有力保障，并在实际开展工作中得到充分发挥。
        参考文献：
        [1]陈秋佳.高低压成套开关设备智能化控制系统的设计与运用分析[J].科技资讯，2018，16（4）：67，69.
        [2]何锐鑫，杨国清.低压成套开关设备的参数化设计[J].电器与能效管理技术，2016，（17）：167-169.
        [3]宋立志.低压成套开关设备中的主回路系统设计的探讨[J].科技尚品，2016，（4）：138-140.
        [4]谢利平.关于低压成套/高压开关设备和控制设备母线设计与选择探讨[J].中国战略新兴产业，2020，（26）：15-17.
        [5]范伟才，滑茹冰，张瑜.高压成套开关设备标准化设计的意义探析[J].建筑工程技术与设计，2018，（24）：4455-4458.