张雅宁
西电宝鸡电气西安分公司 710018
摘要：低压配电系统的电气性能是电能质量的重要指标，比如功率和电压的输出。这些功率因数直接影响配电网络的运行和传输。电网电气性能的提高一直集中在电网的研究上。在低压配电系统中，开关柜的设计可能会影响电气性能。尽管存在一些问题和不足，但它在供电方面发挥了积极作用，从而有助于电网的稳定性和安全性。
关键词：低压开关柜；结构设计；电气性能；安全性
低压开关柜在大型发电厂、输送和配电网中发挥着重要作用。在应用过程中，结构不断更新和改进，以适应市场的实际需要。低压开关主要有两种结构类型:固定和抽出。
一、低压开关柜结构的简单概述
随着经济的发展，居民的生活水平也在提高。在方便人们生活的同时，大功率电器的普及也增加了电网的负荷。因此，需要加强电网的建设和管理。在城乡电网持续更新升级过程中，需要使用相应的电气设备来保证电网的高效运行，同时还广泛使用了全套低压开关设备。其中，低压开关柜的结构科学合理的设计可以提高设备性能，保证电网正常运行。另一方面，不合理的设计可能会缩短低压开关内部元件的使用寿命，从而导致安全事故并影响电气安全性能。因此，低压开柜选型过程中，应选用可靠、设计良好、符合设备安全性能指标的优质产品。
二、低压开关柜结构特点
1.节省空间。低压开关柜是低压配电系统的重要设备，其尺寸和安装应符合规定标准，并应计算面积。低压开关柜的结构应符合配电柜的要求设计。为了确保配电系统的安全运行，必须从设计的早期阶段就规避潜在问题，以避免低压开关柜存在的安全风险。低压开关柜在电力应用和传输中起着重要作用。在这种结构中，抽出式结构容易维护，对于开关电源的位置要合理的安置，抽出式设计相对独立，以免干扰低压开柜中的其他电气元件。
2.合理划分单元。单元划分是必须合理的。无论设计哪种低压开关柜，内部设备都应分层设计，使各种单元互不干扰，避免安全事故。在结构设计中，必须设计功能区。在抽出式结构中，每个单元都是单独的模块，从而确保每个开关都是相对独立的功能区。此种结构设备齐全，确保所有设备布置良好，每一个回路标识均清晰可见，不会造成操作过程中所有设备的开关混杂且难以辨别的情况。这种结构的优点是互换性强。当一个回路出现元件损坏或烧毁等紧急情况时，其它备用的模块可以直接拿来替换它。方便现场检修和维护，提高工作效率，节省时间。
3.安全性好。设计时，低压开关柜的安全是技术人员应考虑，然后进行有效的解决，按照结构设计方案进行安装比较科学。运行中的低压开柜出现的故障，工作人员在开关操作过程中受到绝缘保护，和带电部分保持安全距离，以保证操作人员的安全。关上抽取式的结构以后开关也隐藏了起来。抽屉都关上以后操作孔也关闭了。开关柜的结构具有联锁的电气特性，合闸以后抽屉就不能抽出来。一旦拉出来抽屉就与主回路断开，防止操作人员带电操作。因此，开关柜的设计必须确保人员的安全。
三、低压开关柜的结构特点分析
1.结构分类低压开关设备。从低压开关柜的结构特点来看，可分为两类。一种固定结构，即设备固定在特定位置，能有效提高低压开关柜的结构稳定性，满足各种电气部件的功能空间要求，柜内相应的结构能有效地支撑和固定元件,旨在帮助断开机柜与电气部件之间的连接，以满足电气元件的日常维护需求。根据外形、大小和结构，并可安装不同规格的元器件。其次是抽出式结构，方便电气元件的更换。
但是，在设计相应的低压开关柜时，还必须考虑到开关柜现场可移动性，设备的稳定性和安全性，以确保开关柜的物理容量满足场地的设计和实际要求。
2.柜体框架造型。从生产工艺的角度来看，柜体可分为三类，一类是焊接，接头是焊接固定的。从结构上看，这种方法的框架更为牢固，生产过程非常简单。但是，由于工艺特点，连接控制精度较低，无法有效支持电气零部件。存在熔接变形、虚焊熔接等情况。因此，需要保证相关焊接操作人员的技术过关。另一个是紧固件，它具有许多优点。零件制造过程非常标准化，误差小，调整非常方便.当结构损坏时，可以科学配料，但是一些零部件参数要求较高，因此生产成本较高。最后是可以有效结合二者的优点，实现低压开关柜的高效使用。
四、解析电气性能的影响
低压抽屉整体结构更合适，布局大方，且美观，内置了更顺畅的线条。细化的内在单元也吻合了预设参数，其结构易于安装。为此，这种低压开关柜很受欢迎，整个结构的开关特性与电气性能、抗动热表现出来的稳定属性、配合的绝缘性能，则会加入预设保护，具体来说，设计结构会对电力效能产生以下影响:
1.影响稳定性。使用低压开关柜投入运行时，技术人员如果需要对闭合电路进行调控可以通过触动开关来进行。在配电网运行过程中，开关柜部分的故障常常会导致短路问题，开关温度逐渐升高，导致电阻值发生变化，影响电气设备性能。这种现象经常发生在传统的开关柜里，影响非常严重。通过加强低压开关柜的结构设计，采用了母线布置形式，降低了短路的可能性。一旦出现了相间距离不够很容易导致短路问题发生。结构设计时采用转角技术，这样无论是开关的闭合还是导通都不会影响到最终的电气性能的安全性。例如:如果大型发电厂配备300MW机组，电流超过3000A电流。依循设定好的工艺规格，在实际布线中，可以建立双层单相，每层两根。绝缘线束专用于分散电流，基本上防止短路故障。此外，螺栓之间的连接得到加强，从而提高了抵抗性。
2.影响开关柜性能的温升。结构的构造对散热有明显的影响。如果结构设计不当，低压开关柜在使用阶段不能及时散发热量，热量集中在开关柜内，随着使用时间增长影响作用也会变大。温度影响电阻阻值，阻值损耗后线路中流经的电流便会增大，适当的增大功率能够提升电气设备运行效率，但如果超出额定负荷参数，则可能会出现问题。设计时，通风位置必须保证性能，释放开关柜使用过程中产生的热量。开关柜增加温湿度控制器和加热器或者风机。当外部温度变化时，开关柜内温控器可以过根据实际温差变化来判断是否需要启动加热器或者风机，从而防止凝露等现象产生。
3.绝缘和过电压强度影响。绝缘层性能也可能因环境变化而异常。例如，雨季潮湿时，温度层表面湿度升高，隔热能力降低。在使用过程中，一旦电流过强，很容易导致相邻导线之间的电气故障。有效的过电压控制还与结构设计相关，必须确保导线之间的距离。抽屉柜包含内部绝缘元件很多类，如母线夹、绝缘子等。可选取聚碳酸酯调配成的原材来制备接插件。主母线布设的绝缘要采纳较优的等级，设定最适宜的电气间隔及相关爬电距离，如果环境不好，要注意绝缘。
4.开关柜除湿设计过程。在夏季潮湿的环境中，当空气中的水汽达到饱和状态时，尤其是在南方气温变化大的地区，这将对低压柜的运行产生不利影响。因此，有必要建立相应的除湿设计，以便有效降低开关柜内水汽冷凝，保证开关柜内电气零部件的正常工作环境。在结构上需要在柜体底部进行孔洞的取消或者封堵。避免在梅雨季节电缆井积水产生的水蒸气从开关柜底部进入到柜内。
低压开关柜结构设计合理，电气设备运行良好，在配电系统中发挥更大作用。因此，应加强压开关柜的结构设计，采用智能设计避免柜内高温，通过提高绝缘性能和耐压性能，保证低压开关柜的安全运行。
参考文献：
[1]赵小瑞.低压开关柜结构设计对电气性能的影响[J].科技创新导报，2019（7）.
[2]程书周，等.40.5kV环保型气体绝缘开关柜气室结构设计[J].高电压技术，2019（8）.