浅谈低压开关柜的发展趋势与改进思路

张雷 张福新

摘 要：随着经济在快速的发展，社会在不断的进步，电力行业也取得了较大的发展。在输配电系统中，低压开关柜被广泛应用。不论是低压开关柜的外形还是性能，都在很大程度上得到了改善和提升。但是，在实际应用中，低压开关柜短路等故障依然存在，给社会生产和人们的生活带来了极大的安全隐患。因此，简要分析了我国低压开关柜的发展趋势，并提出了相应的改进思路，以期为日后的工作提供参考。

关键词：低压开关柜;输配电系统;短路故障;电力技术

引言

改革开发几十年，我国出现了大量的现代化企业，不仅带来了国外最先进的生产技术，也带来了发达国家的现代化设备。为我国低压开关柜的广泛应用，提供了更多新技术、新设备的保障。

1 低压开关柜的发展趋勢

1.1 外形结构更加精致

随着人们对低压开关柜的不断研发，其会逐渐形成一个简单、美观、实用的设备结构，而这也是未来低压开关柜的一个发展趋势。在电力设备的发展过程中，各个企业也会遵循着“经济实用”的原则来进行低压开关柜的外形设计，以采用精致的外形结构来实现节能减排、减低能耗的目的，如此也利于更好地解决生活中的资源问题。因此，在对低压开关柜的研究过程中，设计者也会比较注重其外形结构的精致性与紧凑性，以进一步避免造成资源的浪费。

1.2 结构标准化

随着低压开关柜的普及，其市场竞争越来越激烈。企业只有不断优化生产结构，提高生产效率，才能迅速占领市场份额，赢得目标客户，确保自己在激烈的市场竞争中立于不败之地。鉴于此，大部分企业积极引进了国外的先进经验、技术和设备，包括柔性加工线、数控钣金加工设备等，大大提高了钣金的加工工艺。另外，组装式的柜体结构开始逐渐取代焊接式的，抽出式柜体结构逐渐取代固定式的，骨架各个相关部件的生产也朝着模块化、标准化的方向过渡，而且各部件的组装都可以按照模数化安装孔完成，从而缩短生产周期，提高生产效率。

1.3操控更加智能

人们对设备操控的追求越来越高，智能化操控已成为技术发展的一种必然趋势。尤其是数字仪表的使用和总线技术的普及以及可通信电器的推广，都给低压开关柜的操控带来智能化的变革。从低压开关柜的原件到成套开关设备，基本上都实现了可通信和智能化，可以通过DCS网络连通仪表盘、探测器、断路器等部件和现场总线，这样工作人员就可以在监控室对现场的配电装置进行智能操控，及时有效的了解设备的运行情况和具体参数。在实际操作中，针对有些开关原件比较低端，许多企业会使用传感器和数字采集器对相关参数和运行情况进行收集，并传达一些控制指令。所以，低压开关柜在先进的技术支撑下，实现了智能化、远程化、信息化操作，提高了工作效率，降低了人力输出，为企业节约了成本和开支。

1.4高防护和高可靠性

我国幅员辽阔有多种气候和环境，尤其是一些高海拔地区。随着我国西北大发展，必然会增大控制电力的成套开关设备在高海拔和恶劣的自然环境中运行。这对开关设备提出了更高的要求。根据国家标准，低压成套产品正常使用的环境为海拔2000m及以下。而超过海拔2000m的产品都必须充分考虑高海拔环境对低压成套开关设备性能的影响，根据特定需求做好相应研发，通过型式试验后，再投入生产。

低压开关柜的柜体零件应根据使用环境的不同，有目的地选择与之对应的防护漆或镀锌表面，达到减轻腐蚀的作用。柜中紧固件的腐蚀也是常见现象，如螺栓、螺母等，直接影响到柜体结构的强度。

2 低压开关柜的改进思路

2.1 使用 M N S 混装柜提升紧凑度

低压开关柜的断路器安装方式可分为固定分隔式和抽屉式2 种。其中，固定分隔式的断路器主要用于配电回路中，只需要使用少量的一次元器件和二次元器件。这种方式的缺点是功能比较少，出现的多为断路器故障。当发生故障时，可采取直接将断路器本体拔出的方式检修。抽屉式的断路器主要用于电动机回路中。与固定分隔式的断路器相比，这种结构可容纳更多的一次元器件和二次元器件，比如接触器、互感器等，以进一步提高柜内空间的利用率。另外，抽屉的数量可以根据需要装的元器件的外形、回路的额定电流来决定。如果出现回路故障，需要同时考虑断路器故障以及内部的一次元器件故障和二次元器件故障。由此可知，故障的检测和处理较为麻烦。组合式结构是一种比较新的安装方式，它结构紧凑、容易排除故障，符合低压开关柜的发展要求。例如 MNS 混装柜，它有多种柜型，包括框架断路器加固定分隔断路器、框架断路器加抽屉式断路器等。

2.2外形尺寸的紧凑化

低压开关柜从断路器的安装方式上可分为固定分隔式和抽屉式两种结构。固定分隔式主要用于配电回路，所用到一、二次元器件较少，功能单一。配电回路的故障主要在断路器上，可以通过拔出断路器本体来进行检修维护;抽屉式结构主要用于电动机回路，抽屉中除了可以装断路器、接触器、马达保护器、互感器等一次元器件外，还能容纳较多的二次元器件。每种抽屉都有多种的模数规格，可根据回路的额定电流大小和所装元器件的外形大小，来决定抽屉的数量，使低压柜的柜内空间利用率大大提高。电动机回路的故障，就不能只考虑断路器，还应考虑到抽屉内其他一、二次元器件可能出现的故障。

组合式结构是抽出式低压开关柜的发展趋势之一。例如，MNS混装柜，除抽屉+固定分隔柜外，还可以实现抽屉+变频/软起，固定分隔+框架断路器，抽屉+框架断路器混装等柜型，达到减少柜子数量的目的。

早期的MNS标准柜型，它的主母线在柜后，出线在柜侧，柜宽一般为1000mm。现在，基本上改为后出线，即主母线在柜顶，出线在柜后，柜宽只要600mm。小电流的框架断路器，最小柜宽可以做到400mm，从而实现紧凑化的目的。

2.3提高结构的精准度

流水线作业和模式化生产是提高生产效率、保证产品质量的重要方式之一。为了进一提高安装的精准度，可将柜体结构模块化，安排专人负责固定的模块。这样做，可以节省大量的装配时间，而且也能保证安装的熟练度。另外，抽屉式结构在市场上的使用率最高。但是，由于柜体结构精度比较低，相同模数抽屉之间的互换存在障碍，所以，大大降低了回路运行的稳定性。因此，可以在250 A以上的回路单元中安装省力推进机构。

2.4有效加强智能化的实现

在当今社会的发展时代下，智能化是低压开关柜发展的一个必然趋势，同时其也是社会发展的一个重要体现。因此，为了有效地改进低压开关柜的生产现状，相关企业单位应充分应用现代信息技术的优势来促进数字仪表的发展，以在操作和通信方面全面实现智能化的目标。其中，在对设备的通信系统进行改进的时候，企业单位可引进一些国外的先进经验，从而在已掌握技术的基础上降低可能存在的干扰因素，提高设备的运行效率。

结语

综上所述，低压开关柜作为配电系统中一个重要的组成设备，其对保障配电系统的安全运行具有非常重要的作用。因此，在科学技术不断发展的时代下，人们应加强对低压开关柜的分析与研究，以在实际的作业过程中采取先进的技术理念来促使低压开关柜朝着更加精致化、标准化、智能化的方向发展，使其可以成为未来社会发展中的一个重要设备。

参考文献

[1]潘锋.低压开关柜的发展趋势与改进思路[J].山东工业技术，2015（11）：281.

[2]于竞.低压开关柜的发展趋势与改进思路[J].科技传播，2014（15）：190-191.

[3]李志刚.GCK 型抽屉式低压开关柜的发展趋势与改进设计[J ].中国高新技术企业（中旬刊），2016（1）：36-37.

[4]李勇.低压配电开关柜智能监控单元设计[D].成都：成都理工大学，2010.

作者身份证号：1.211224198903186810;2.211481199009275432