有關(guān)低壓成套開關(guān)設(shè)備制造若干問題探究

周桂鋒

【摘 ?要】隨著我國電力電氣建設(shè)的快速發(fā)展，低壓成套開關(guān)設(shè)備已廣泛用于各行各業(yè)需要電能分配的場合。但是由于各成套開關(guān)設(shè)備制造企業(yè)的工裝設(shè)備、制造工藝和技術(shù)水平參差不齊，即使技術(shù)上很成熟的產(chǎn)品，由于制造原因也會對整個電網(wǎng)系統(tǒng)的運行造成影響?；诖?，筆者對低壓成套開關(guān)設(shè)備制造的相關(guān)問題進行分析和探究。

【關(guān)鍵詞】低壓成套開關(guān)設(shè)備;技術(shù);創(chuàng)新;發(fā)展

一、低壓成套開關(guān)設(shè)備制造的現(xiàn)狀問題及優(yōu)化措施

1.1現(xiàn)狀問題分析

低壓成套開關(guān)設(shè)備雖然在我國僅有50多年的發(fā)展歷程，但卻在這短短的時間內(nèi)建立了較為完善的技術(shù)體系。綜合比較在我國誕生的四代低壓成套開關(guān)設(shè)備，我們不難發(fā)現(xiàn)，我國低壓成套開關(guān)設(shè)備正朝著容量越來越大，性能越來越高，體積越來越小，功能越來越完備，電子化、信息化程度越來越高，功能單元模塊化、智能化的方向邁進。我國低壓成套開關(guān)設(shè)備在發(fā)展初期，受加工設(shè)備精度、加工工藝和手工作圖精度的制約，因此低壓配電柜的柜體設(shè)計不甚理想。如早期的GCK柜型設(shè)計比較混亂，功能單元互換性較差，操作機構(gòu)的靈活性不強，只能實現(xiàn)基本的聯(lián)鎖，運行的安全性和可靠性也較差，且不便于日常的檢修維護。同時低壓成套開關(guān)柜受元器件功能和性能的制約，容量和分斷能力都有限。低壓成套開關(guān)柜在電氣技術(shù)上只局限于繼電控制和繼電保護，控制電路比較復(fù)雜，可靠性也較低，很難實現(xiàn)大系統(tǒng)的集中控制。

1.2優(yōu)化措施

近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，用電需求量的增大給低壓成套開關(guān)設(shè)備技術(shù)的發(fā)展帶來了機遇。設(shè)計人員將我國的低壓成套開關(guān)設(shè)備與發(fā)達國家的作了對比，找到了自身的不足，通過引進發(fā)達國家的先進技術(shù)，并結(jié)合我國科研人員的研究，將我國低壓成套開關(guān)設(shè)備進行了升級改造，在一定程度上取得了突破?？梢酝ㄟ^以下幾點進行優(yōu)化：

（1）引進計算機輔助作圖軟件代替手工作圖，提高了作圖精度和速度，減少了人為誤差。

（2）引進先進的數(shù)控鈑金加工設(shè)備，將柜體結(jié)構(gòu)的所有連接方式改為無螺母連接，提高了柜體的加工精度。同種柜型采用標準的型材和連接件，模數(shù)化終端組合安裝，有很好的通用性和靈活性。抽屜柜的插接部件和執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計更加合理，連接更可靠，操作更順暢。

（3）引進先進的母線加工設(shè)備和技術(shù)，對母線系統(tǒng)進行優(yōu)化處理，滿足大電流母線的制作要求，這對低壓柜的容量增大、體積減小有著重要的意義。

（4）低壓元器件的技術(shù)革命給低壓成套開關(guān)設(shè)備的發(fā)展注入了新的血液。斷路器、接觸器的額定電流和分斷關(guān)合能力在不斷提高，熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性在不斷提高，智能化程度也在不斷提高且體積不斷減小。同時測量儀表和保護單元

的功能和精度都有了很大提高，具備遠程通訊功能，可以實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)讀取和控制。

（5）工業(yè)自動化控制技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)了大系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)采集和集中控制，人機接口更加友好、和諧，復(fù)雜的聯(lián)鎖啟停控制可以通過編程實現(xiàn)，從而減少了人為的誤操作，使低壓成套開關(guān)設(shè)備朝著智能化的方向邁進。

二、低壓成套開關(guān)設(shè)備溫升影響因素分析

低壓開關(guān)設(shè)備溫升超標后，將會出現(xiàn)接線融焊、絕緣性能下降等狀況，是導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備本體或內(nèi)部設(shè)備提前老化的關(guān)鍵要素，對開關(guān)設(shè)備安全性與穩(wěn)定性有著直接的影響。

2.1 電流不穩(wěn)定的影響

在 GB7251.1-2013 標準中，低壓開關(guān)設(shè)備實驗進線電流波動范圍應(yīng)控制在 0%-+3% 之間，單相則為 ±5% 之間。但在低壓成套開關(guān)設(shè)備的實際工作過程中，難以 避免相應(yīng)電壓的波動，同時設(shè)備導(dǎo)線發(fā)熱后電阻升高均 會形成一定的電流變化。相關(guān)研究表明，在單相電流 出現(xiàn)超過額定電流 5% 的偏差后，該相的溫升就將增大 10%。

2.2 連接母線的影響

低壓成套開關(guān)設(shè)備連接母線對于溫升同樣有著一定的影響。就母線材料而言，在母線導(dǎo)熱性能較好的情況下，能夠較快地將熱量導(dǎo)出至環(huán)境當中，維持一定的溫度水平，避免溫度的過快上升;就母線規(guī)格而言，截面積與長度均會對母線產(chǎn)熱形成影響，大截面、短長度的母線同等電流條件下產(chǎn)熱量更小，溫升也更小。因而合理選擇母線的規(guī)格是設(shè)計低壓成套設(shè)備尤為重要的一環(huán)，既要考慮經(jīng)濟因素，也要考慮安全運行因素。

2.3 空氣流動的影響

低壓成套電器開關(guān)設(shè)備用于各種供配電系統(tǒng)，由各種通斷、監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)、保護基本功能單元組合而成?？諝獾牧鲃訉ζ骷瓦B接導(dǎo)線的散熱都有一定的影響，從而影響低壓成套開關(guān)設(shè)備的溫升。上述低壓成套電器開關(guān)設(shè)備功能單元中，通斷、保護功能單元是溫升較為集中的部分，而監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)功能單元溫升相對較低。在功能模塊布置的過程中，針對溫升集中部位應(yīng)增大間隔保證空氣通暢，降低工作過程中形成的溫度積累。另外，在低壓成套開關(guān)設(shè)備運行過程中，符合溫濕條件的空氣流動能夠有效降低設(shè)備溫升，降低設(shè)備溫度過高帶來的系列問題。在低壓成套開關(guān)設(shè)備安設(shè)區(qū)域應(yīng)保持空氣流通性，必要時應(yīng)安裝風(fēng)扇或空調(diào)進行降溫。

2.4合理設(shè)計及利用配電系統(tǒng)的無功補償

動態(tài)無功補償裝置技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，能更好地提高電網(wǎng)質(zhì)量，降低系統(tǒng)的視在功率和線路電流，提高變壓器容量的利用率，從而達到節(jié)能、環(huán)保的目的。無功補償裝置的應(yīng)用可以改善低壓配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，其功能主要有無功補償、抑制諧波、降低電壓波動和閃變以及解決三相不平衡等。隨著微處理器和晶閘管技術(shù)取得突破性進展，采用微處理器無功功率實時監(jiān)測、晶閘管零過渡過程快速投切、諧波電流抑制等先進技術(shù)對低壓電網(wǎng)進行補償，對于異步電動機大量使用和頻繁啟動的場合，可以實現(xiàn)準確、快速、無暫態(tài)擾動的動態(tài)無功補償，從而可有效提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，改善電能質(zhì)量，降低線損，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

2.5加強對配電系統(tǒng)的智能保護

斷路器的智能保護單元和各種電機保護器技術(shù)的發(fā)展，使采樣電路的精確性和速度大大提高，先進的微處理器和高效的算法可以更快地計算出線路電流的有效值，并根據(jù)一系列的邏輯判斷發(fā)出動作指令，從而縮小動作范圍，提高保護精度，這對精密設(shè)備的保護有著重要的意義。低壓成套開關(guān)設(shè)備故障自診斷技術(shù)是智能化研究的重要課題。在低壓成套設(shè)備自身加裝傳感器，可實現(xiàn)對溫升、機械性能和絕緣老化等的實時監(jiān)控。在低壓成套設(shè)備之間實現(xiàn)互相通訊，并借助后臺系統(tǒng)，進行自身不同時段各類參數(shù)的比較，以及各設(shè)備之間在同一時段進行參數(shù)比較。對微小的變化和異常進行分析，及時發(fā)現(xiàn)低壓成套設(shè)備存在的安全隱患，發(fā)出報警信號，并提供解決方案以供參考。實現(xiàn)低壓配電設(shè)備的全狀態(tài)實時監(jiān)控和故障自診斷功能，從而可真正實現(xiàn)低壓成套開關(guān)設(shè)備的智能化運行。

三、結(jié)語

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和人們需求的快速增長，使原本設(shè)計的容量和功能很快就不能滿足要求。因此，低壓成套開關(guān)設(shè)備的標準化、統(tǒng)一化及其功能單元的可方便無障礙的移植、替換、擴展和升級是未來發(fā)展的一個趨勢。為滿足我國電力事業(yè)實際運營的工作需要，低壓成套配電設(shè)備必須通過技術(shù)創(chuàng)新來提高自身的應(yīng)用價值。低壓成套開關(guān)設(shè)備技術(shù)的創(chuàng)新，有效應(yīng)用了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺，并與雙向通訊技術(shù)有機結(jié)合，從而可真正實現(xiàn)低壓成套開關(guān)設(shè)備完全自動化、智能化運行。

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（作者單位：順特電氣設(shè)備有限公司）