田浩
湖北省电力装备有限公司 湖北省 武汉市 430060
摘要：低压开关柜在优化电网过程中发挥着非常重要的作用，良好的低压开关柜结构设计能对电气元器件起到保护作用，并提升电子元器件的使用寿命。文章首先介绍了低压开关柜的结构特点，并结合其结构设计优点指出其对电气性能的影响。低压开关柜结构设计人员要不断优化其设计，积极发挥低压开关柜对电气设备的稳定性、绝缘及抗过电压、温升特性等的有利影响。
关键词：低压开关柜；结构设计；电气性能；安全性
1低压开关柜的简介及结构特点
1.1低压开关柜的简介
随着人们生活水平的提高，大部分家庭都配套安装了各种电器，如冰箱、空调、洗衣机、电热器等，这些电器的耗电量比较大，要保证这些电器的正常运转，必须通过低压开关电柜及其他电器设备对城乡电网进行优化，进而加强城乡电网建设。科学合理的低压开关柜结构设计不仅能提高电网的性能，还能保证电网的正常运转，在进行电网优化时，必须要选择设计合理的低压开关柜产品。
1.2结构形式分类
按照结构形式分类，低压开关柜可以分为两类，一类是固定式低压开关柜，即安装位置较为固定，同时其内部结构件能对电气元器件起到固定作用，固定式低压开关柜在安装时要考虑到拆装问题，避免日后电气设备损坏需要维修时无法拆卸。在日常生活中较为常见的固定式低压开关柜通常为立体式和台式结构，另外还有箱式结构。另一类是抽出式低压开关柜，这类开关柜内部有部分装置是可移动的，这部分可移动装置需要足够轻便，以便日后对柜内电气设备进行维修时需要挪动该部分可移动装置，方便操作。
1.3柜体框架形式分类
按照框架形式分类，低压开关柜可以分为三类，第一类为焊接框架，主要就是通过焊接工艺固定柜体框架，焊接框架的优缺点都较为突出，优点是焊接方便、操作简单，同时还具有较好的坚固性；缺点是焊接过程不能完全确保焊接准确性，易出现焊接偏差，进而影响其稳定性，同时还容易出现变形及虚焊等问题。第二类为紧固件拼接式框架，这种柜体框架的优点为调整便捷、误差较小，当柜体内部分结构发生损坏时，仅需要更换这部分的紧固件即可，缺点是成本高、参数配置高，目前还无法被大量使用。第三类为焊接与紧固件拼装融合框架，这种框架融合了焊接框架与坚固件拼接式框架的优点，同时规避了这二者的缺点，在目前的低压开关柜结构设计中有广泛的应用。
2低压开关柜结构设计优点
2.1节省空间
低压开关柜主要用于低压配电系统，在设计时需要充分考虑其占地的位置、空间及尺寸大小等因素，同时还要考虑到可能存在的不足以及出现问题后如何进行补救等情况，切忌因为开关柜的设计不合理引发配电网络安全故障。另外，在安装时要确保其安放位置合理，要充分节省空间。具体来说，在设计低压开关柜时可以采用抽出式结构，这样既能方便日后的定期检查与维修，同时还能很好地利用空间，另外，抽出式分层设计能减少低压开关柜运行过程中的相互干扰，保证运行安全与稳定。
2.2单元划分更合理
低压开关柜结构设计是为了优化电网配置，故而在低压开关柜设计之初就需要对电网功能做好分区，使不同单元及模块间的分区更加清晰，以此提升不同输电线路及不同作用下的开关运行稳定性。在进行低压开关柜设计及结构安置时，通常会把每一个单元单独划分出来，每一个分区即是一个功能单元，每一个功能单元内包含了开关电源及装置，这些开关电源及装置在该单元内进行配置，这样就能确保开关电源及装置进行合理配置，避免出现设备混杂现象。
2.3安全性高
为了保证低压开关柜的实际应用价值，在设计低压开关柜时就需要考虑实用性，要对电力系统运行过程中可能存在的问题进行提前预设，并针对这些问题制定可行的解决方案。安装时，也需要按照结构要求进行，安装结束后要第一时间通电并测试开关柜是否正常可用，切忌要确保安全，避免出现漏电现象。在低压开关柜试运行的过程中，工作人员能在只接触到绝缘位置的情况下实现设备的运转，并且操作时能保证与配电线的安全距离。另外，要不断优化低压开关柜的内部结构，不仅从电路位置及施工技术，还要从结构配置上提升设备运行的安全性。
3低压开关柜结构设计对电气性能的影响
3.1影响设备的稳定性
低压开关柜的结构设计是否合理直接决定着开关柜中的电气设备是否能安全稳定的运转。低压开关柜结构设计后，电气设备需要按照结构设计形式及要求进行摆放，如果结构设计不合理，很可能造成电气设备的杂乱无章及胡乱摆放，一旦后期设备需要维修，就很难处理。同时，电气设备的杂乱无章无法保证各电气设备的正常运行，不同电气设备间易互相影响，相互间的干扰较大。一旦电路出现短路现象，开关温度升高将会造成电路阻值异常，电子元器件也就无法正常工作，电气设备将无法正常运行。
3.2影响绝缘及抗过电压
电气元件的绝缘层易受到环境影响，一旦环境出现剧烈变化，电气性能也会受到影响。一般电气绝缘层在潮湿环境下绝缘性能欠佳，但这并不影响电气绝缘层的正常使用，但如果是雷电天气，强电流很可能击穿开关柜内的导线引发安全事故，同时造成电气设备无法正常使用。低压开关柜结构设计时，还要将过电压考虑在内，要使导线之间保持安全距离以确保电压的稳定。故而，低压开关柜需要着重考虑恶劣环境对绝缘性能及抗过电压的影响，要合理设计导线位置及距离，确保开关柜内的电压足够稳定，以保证开关柜内电气的正常运转，从而维持电力系统的稳定。
3.3影响柜体的温升特性
低压开关柜进行结构设计时需要充分考虑到散热的影响，开关柜内的设备在长期运行的过程中温度升高，此时如果低压开关柜无法正常散热，电路阻值异常，将会导致柜体内通过的电流变大，当电流超过额定功率时，电气设备就会因过高的电流被损坏，使得低压开关柜的性能受到影响。
3.4对电弧故障的保护
电弧指电流穿过气体介质的瞬间所产生的火花，电弧的导电性较高，同时具有较高的温度，能量较为集中。一旦低压开关柜内产生电弧，柜体内的设备就会受到影响。过大的电弧会直接损坏电气设备性能，导致其无法正常使用，在进行低压开关柜的设计生产时，需要充分考虑电弧的影响并做好相应的保护措施，以避免电弧对柜体内的设备造成影响。设计人员在设计时应选择绝缘性能良好的材料，并提高柜体的质量，设置专门的泄压通道，减少电弧对柜体内电子元器件影响的同时降低柜体电压，避免工作人员接触高电压威胁人身安全。
3.5除湿设计对电气性能的影响
在设计低压开关柜时必须考虑其实用性，我国夏季雨水较多，低压开关柜要能在长时间的雨季中正常运转，必须具备良好的除湿性能。设计人员要进行相应的除湿设计，以最大限度降低低压开关柜内的水分，避免低压开关柜内的环境过于潮湿，从而确保低压开关柜内的电子元器件能够在合理的湿度环境中正常运行，即使在多雨的夏季低压开关内的各电气设备也能正常工作。
4结论
低压开关柜结构设计很大程度上提高了其性能，低压开关柜能很好的节约空间，同时优化单元布置，具有较高的安全性。设计人员要不断提升低压开关柜的实用性，发挥低压开关柜对电气性能的积极影响，保证我国电力设备的正常运行，以更好更快地优化电网运行环境。
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