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開關柜結構工藝對性能和品質的影響

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開關柜作為電能分配的重要部分，在現代電網建設和工程建設中，起到非常重要的作用，如何提高開關柜的性能，適應社會發展的需要也成為開關柜發展變革的必然趨勢，作為開關柜的柜體是開關柜制造的基礎,因此柜體結構工藝就成了基礎的基礎。作為柜體它既要滿足各電器單元的組合功能條件(安全的要求，檢修性能，型式的統一,組合的標準,功能的分配外型美觀等) ,還要滿足柜體本身要求(如堅固可靠、美觀、調整容易、符合規范、制造的適用性以及針對特殊場合的特殊設計等) 。由于柜體結構本身發展形成的各種形式，以及不同元件和在不同電壓等級，不同使用場合，以及加工設備的發展，不同廠家的本身等都決定了開關柜的制造有很多因數影響，現著重對開關柜共性的最基本和重要影響其性能和品質結構和工藝（設計和制作）方面做一個分析。先對開關柜的結構和特點做一個介紹。

1、從結構形式上看高壓和低壓開關柜總體可分為兩中形式

　　(1) 固定式:能滿足各電器元件可靠地固定于柜體中確定的位置。柜體的內部是完全安裝死的，更換元件等要用專用工具，并對相連的部件進行拆卸，柜體外形一般為立方體,如屏式、箱式等,也有棱臺體如臺式等。

　　(2) 抽出式:抽出式把開關等主要電器元件裝在柜體的可移裝置部件組成，抽出式部件滿足機械和電器以及安全要求，可移部分移換時要輕便,移入后定位要可靠,高壓要滿足五防連鎖的相關要求，并且相同類型和規格的抽屜能準確互換,由于互換要求,柜體的精度必須提高,結構的相關部分要有足夠的調整量,所以要有較高的機械強度和較高的精度,。

2、柜體加工方法形式上分為三種

　　(1) 焊接式:采用傳統的焊接工藝，把相互關聯的零部件采用焊接的方式連接牢固，它的優點是加工方便、堅固可靠;缺點是誤差大、易變形、難調整、欠美觀,且后期的修整不方便，鍍涂時柜體較大時比較困難,對焊接工藝以及柜體加工人員的基本技能要求高。

　　(2) 緊固件拼裝連接:它的優點是適于工件常規加工、預鍍,易變化調節,易美化處理,零部件可標準化設計,并可預生產庫存,構架外形尺寸誤差小，占地小。缺點是不如焊接堅固,要求零部件的精度高,加工成本相對上升。

　　(3) 焊接與緊固混合連接:它可以集中上面兩種方法的優點,一般在柜體的連接處采用電焊,可變或可調部分則以緊固件連接。

　　針對開關柜以上的結構和工藝特點，我們在設計和制造要注重基本的規范和注重工藝細節，并時時改進完善沒考慮到的小瑕疵，才能真正達到高品質要求。

　　首先，設計時要考慮其結構形式。有些情況下，柜體已指定型號，那就根據柜型本身的國家和行業標準規范來設計，同時要考慮到自己企業的標準和規范，并對一次系統中的方式要求，電器元件考慮，根據廠家技術要求，提供的圖紙，以及廠家的環境等考慮，看是否柜體與電器元件、廠家要求，環境等相符，并及時聯系溝通，確定設計，并在此基礎上對柜體做不違反基本形式和要求的調整。設計時要全局考慮，考慮用戶的維護，盡量把維修空間留大，抽屜柜中的大抽屜盡量不要設計在太高的位置，按鈕、燈、表等，盡量不要在面板太高位置，便于值班維護人員的使用和監測（使用人不可能都是大高個），易損件的更換方便（熔芯等），元件拆卸位置的可操作性，接線端子的位置的合理性等等，為方便電纜連接，進出線開孔大小和位置的合理性，進出線位置的可密封性，防止劃傷電纜的保護，電纜的固定，基礎與柜體的配套性，結構和元件布置的均勻性，柜體電流的分布性，超出范圍的調整和保護性，用戶的可變動和調整性，以及考慮廠家使用環境的防護改進，結構變動等等，我們要遵循開關柜基本規范和符合國標和行標的基礎上，考慮公司的成本和公司的品牌，多考慮一些細節上的改進。以人為本，但又不會影響整體結構布局的基礎上考慮采用一些方法和措施來更多為用戶考慮，提升開關柜的性能和品質。比如，考慮可操作性，將儀表面板盡量設計在手容易操作的高度，按標準制造的儀表門中，按鈕和轉換開關等也要偏下設計以方便操作，調整回路，盡量保證每臺柜體承載元器件的均勻性和電流分布的平衡性，盡量留有余量（標準GCS、MNS抽屜柜中垂直母線是特殊的L型，容量是死的），當超出時要考慮多點接入和中間分段來保證，這必然對柜體的空間結構，材料，美觀，檢修等方面有一定影響，考慮空間，當用戶的元件太多時，盡量與用戶聯系，放大安裝空間，在有些基本形式或用戶空間有限時，要柜體上采取一些變動（改動安裝形式，安裝板尺寸，抽屜深度，增加安裝附件等）來更好既滿足柜體本身的規范和用戶要求又提高使用性能。同時，我們設計也要考慮到我們的設備加工能力，精度，我們人員的自身的基本能力、技能長處等以及本著提高效率和經濟效益以及性能和美觀等考慮（不影響前面的基礎上）出發設計開關柜的結構和工藝。當沒有指定具體型號和結構時，我們要根據客戶的使用要求，元件的結構特點，以及自身加工等方面考慮（也要考慮前期報價的因素），選擇固定式還是抽屜式。

　　其次，柜體加工形式上，不同標準柜型由各自標準已確定，而一些沒指定的，我們就要考慮，他的元器件的特點和電器設計的基本原理來確定。元器件大而重的考慮優先用焊接式結構，考慮的場地和元件的更換和變動性采用組裝式，整體要求精度不高，元件少，或是箱式結構考慮是焊裝結構，元件多而不確定，設計過程中變動性比較大考慮組裝式，考慮用戶使用場地要求高檔一點，美觀一點且經常拆動（實驗用的柜子）考慮組裝式，而且隨著時代的發展和環保的要求，我們盡量少使用焊接工藝，以符合綠色環保產品的要求，當然也要從加工的方便性和經濟性考慮，焊接方便快速經濟。有時候也要把兩種形式結合起來設計柜提結構和工藝。柜體設計時要考慮外部因素也要考慮自身條件，比如，你設計一個焊接工藝是兩個0.8mm以下薄板單面焊接雙面成型的，這需要一個6級以上焊接技師才能完成，我們沒有這種人才所以就要采用其他形式，比如雙面焊接，折邊內對接等方式，我們加工設備的精度是0.5mm，你就不能設計一個要求誤差在0.1mm的套接尺寸，同時要根據產品特點，不要超出柜體本身的工藝準則范圍來制定工藝，當然也要發揮我們設備人員的優點。

　　第三，開關柜的制造除了要根據不同型號柜體特點設計和電氣方面的規范要求外，還涉及到鈑金加工和機械制造和材料力學方面的技術，以及本行業的規范等。例如材料結構方面，除了根據不同柜型的標準規范和用戶要求外，我們還要根據柜體的實際需要，零件的用途位置，柜體或部件所處的外部環境，安裝和運輸，以及加工方式設備等還要考慮經濟效益等，比如，一個承載重的元器件且額定電流比較大的安裝部件，材料要有一定硬度和韌性，結構形式強度要高且要考慮安裝位置與柜體的連接，通斷電源的震動因素也要考慮，維護的方便性（不能安裝太高）重力的均衡性（不要重力都在柜子的一邊），柜體所在環境有重型設備會產生震動的（比如大型鍛造設備，考慮柜體的件震），所處地下所考慮的防塵，防潮，帶電粒子多的環境內柜內元件的滅弧保護，地下空間有限，柜體高度的考慮，運輸考慮的固定，現場的搬運，零件安裝拆借的方便性，零件的通用性，中間過程的形變量，同時要考慮到經濟效益原則，在相應的結構選最合理的材料（比如，不承載力的隔板考慮用材料稍微薄一點，屈服強度小一點Q195 或175等在加工形狀上做一些變化，來達到很好的性能），不同材料的力學性表在這里略。為了焊接柜的美觀性，在某些情況下可以采用設計工藝焊接孔的方式，使焊點準確、均勻、而且焊接后經拋光及鍍涂后基本看不出焊點。而涉及到鈑金技術方面的剪、沖、折、焊以及表面處理等等工藝，同時現在設備的精良還涉及許多先進設備的使用等技術，來保證最終產品的工藝性能，同時還有鈑金的展開計算，鈑金加工的模具設計，夾具設計，鈑金工藝卡片的編制等等包括后期處理的一些技術，而且這些要和每個公司的設備、人員、環境、資源等因素相配合，必須每一個技術細節考慮詳細，每一個工藝都很完整才能生產出高性能和品質的開關柜。

　　最后，鈑金加工中的小的工藝步驟和細節是開關柜性能品質保證的前期收關之站，所有的技術理論都很明晰很合理了，那么加工是成果轉化的關鍵，而加工又和技術這種純粹理論的東西不同，有些是靠理論保證不了的。比如剪板下料，普通剪板機精度1mm左右，數控剪板機0.5mm左右，而數控直角剪板機大概0.3左右，這是數據上的，又跟不同廠家，不同使用情況，不同間隙等有很多不同，這要靠操作者的技能和對設備的熟悉，同時知道圖紙上那些是關鍵尺寸，誤差控制在多少范圍內，同樣折彎等工藝步驟也是如此，怎樣在折前對尺寸作出精確計算，防止折到最后發現材料小了，如何保證尺寸和角度的誤差在公差范圍內，如何在材料小時保證關鍵尺寸，而不影響零件的使用和質量，同時是內折邊還是外折，包邊包內還是外（展開尺寸有關），折邊的方向，折邊前影響尺寸的切邊毛刺的去除情況，折彎選擇的刀槽情況等，焊接工藝中是否符合焊接規范，焊接點是否選的合理，焊接點在內還是外，焊接后的處理等工藝等，這些是最基本的工藝，還有選擇的副材質量情況，完成產品的尖角倒圓，毛刺去除情況，加工后的變形處理情況，表面鍍涂的光潔情況，涉及到很多很多工藝細節方面，所以柜體的結構是骨骼是基礎，是生產合格開關柜的保證，而工藝細節是血肉，是高品質，高性能，人性化開關柜精品的前提。這里的工藝包括了理論技術和實際操作兩方面，（當然后面還涉及到電氣元件的選擇，安裝等方面的工藝，在這里只是對柜體方面闡述）而這里只是提到一些最基本的東西，更深層次的東西，各公司又各有自己的獨到之處，也涉及到技術的保密，所以，不做詳述。但是通過上面的闡述已經很容易看出開關的結構和工藝對整個開關柜的性能和品質的影響，注重細節，精細化設計和制造的重要性。

　　綜述，社會在發展，對產品的性能和品質要求也在提升，要與國際接軌，必須在符合國家和行業標準前提下，在重視產品結構設計，保證基本質量的情況下，注重產品的設計細節，加工細節，綜合性考慮，精細化制造，提高效率和效益的同時，提升產品性能和品質，才能在開關成套行業，打造真正的精品，提升產品的品牌實力。