刘丽军
广东省东莞市广东阿尔派电力科技股份有限公司523808
摘要：本人自毕业以来一直从事相关电气设计工作，对电气设计工作有着较深的认识。本文主要论述的内容，以下内容旨在与同行探讨学习共同进步。
关键词：低压成套开关；可靠性分析；设计
低压成套开关设备在低压供电系统中负责完成电能的控制、保护、测量、转换和分配。由于低压成套开关设备深入到生产现场、公共场所、居民住宅等地点，可以说凡是使用电气设备的地方都要配备该设备。我国电能的80％左右都是通过低压成套开关设备提供，低压成套开关设备的发展植根于低压电器、材料工业、加工工艺和设备，所以低压成套开关设备的水平从一个侧面反映了一个国家的经济实力与科学技术、生活水平。
一、产品设计原则
（1）符合国家标准。国家标准是国家为了保证产品的质量在安全、合理、可靠、经济等各个方面须达到规定要求的一项标准性的法规。生产企业要使自己立足于社会，取信于民，就必须树立“质量第一”和“质量就是生命”的观念，确保生产的产品符合国家标准，所以产品设计者必须在满足用户要求的同时，也要严格执行“国标”进行产品设计，保证产品的质量。
（2）符合用户要求。低压成套开关设备的产品主要是根据用户给的图来设计生产的，并且在用户指定的现场进行安装、运行。很明显，每一台产品的性能、参数都必须百分之一边符合现场要求，否则将无法使用。这也是生产企业必须树立的全心全意为用户服务的观念，也就是产品设计者必须遵守的第一条基本原则。在设计之前，设计者必须明白用户的要求和意向，好根据用户合理的愿望和要求制定方案，这就要求设计者不仅仅只是收集技术资料，还要充分的听取用户的意见和要求，并在设计中尽可能的满足。
（3）符合3C认证实施规则。综上所述，低压成套开关设备产品是国家强制性的认证（即3C认证）产品。为此国家制定了CNCA-《电气电子产品类强制性认证实施规则低压电器低压成套开关设备》和《强制性产品认证管理规定》。其中规定：“凡列入《中华人民共和国实施强制性产品认证的产品目录》的产品，必须经国家指定的认证机构认证合格、取得指定认证机构颁发的认证证书、并加施认证标志后，方可出厂销售、进口和在经营性活动中使用”；“认证机构根据工厂质量保证能力要求和认证产品一致性，每年至少一次对工厂进行监督检查”。检查中如果发现质量有偏离，视其情节，严重者将严惩直至收回证书。作为产品设计者，必须要高度重视，认真协助企业建立并保持质量体系，严格把关，保证低压成套产品持续稳定地符合认证要求。
二、常见低压成套开关设备优缺点分析
（1）固定柜的优缺点分析：固定柜的缺点是柜门与断路器无联锁，操作安全性要靠操作规程保证，一个回路的故障往往会影响其他回路；而一个回路的维修也往往会影响整个柜子的正常工作。而固定柜的优点是通风散热条件好；结构简单；造价低廉；每回路接线、电缆接头最少（只有11处）。
（2）抽屉柜的优缺点分析：抽屉柜的缺点是通风散热条件不良，柜内温度高，影响导体及元件通流能力的充分发挥；成本较高；主电路及二次电路通过接插件连接，尤其是主电路，从垂直母排接入经转接件引出，共有插接装置9处、电缆接头达14处之多。主要存在插接装置易错位、簧片易断裂、接触不良、插不到位、断路器工作温度不可测等问题。总之，每处接头都是一个隐蔽的故障点，任何电路只要电源插头处出现故障，就会影响整个配电柜母线系统的安全，使整个配电室供电系统都受到影响。而抽屉柜的优点是柜门与断路器联锁，在断路器合闸情况下柜门无法打开，操作安全性有保证；一个用电回路的故障不会波及另一回路；一个抽屉柜故障可用备用抽屉柜随时替换，停电时间短，连续供电效果好。
常用低压组分开关柜由MNS、GCK、DOMINO等。DOMINO开关柜一般是采用间隔式布置，每一电气单元都占用一个单独隔室，门上设置机械或电气联锁，开关接通时，隔室门不能打开。该开关柜的抽屉具有工作位置（主电路、辅助电路均接通）、分离位置（主电路、辅助电路均断开）、试验位置（主电路断开，辅助电路接通）、移出位置（抽屉移出柜外）共4个位置，既能确保正常的工作和试验，又可方便、安全地检修柜内外设备。相同规格的抽屉柜均具有互换性，出现故障时，可以方便、迅速地使用备用抽屉柜替换。
三、影响低压成套开关设备可靠性分析
低压成套开关设备运行的安全可靠性与它的方案设计、生产加工、材料选择、装配调试等都有密切的联系。避免或着降低上述各个环节中可能给开关设备带来的安全隐患，将对低压配电系统实现降低电能输送成本、提高优质服务水平、提高供电可靠性、降低终端用户的用电经济效益等目标都具有较高的工程实践应用研究意义。
（1）绝缘材料不合格引起开关事故，降低开关设备可靠性
从各种的资料可知，由于绝缘材料阻燃性能不合格而引起低压成套开关设备出现事故的案例不少，在实际生产制造过程中，没有严格按照工艺的要求进行绝缘处理，进而会影响开关柜的整体绝缘性能，并在外界潮湿空气作用和内部强烈的电、磁、热作用下，开关柜整体绝缘性能不断降低，直接影响到开关设备的供电安全可靠性。
（2）原材料选用不当引起导电回路过热，降低开关设备可靠性
在低压配电系统中，一些大电流、关键的成套开关设备的连接回路主要采用铜导体，但是在实际开关设备生产过程中发现，一些冶铜企业所提供的铜排和制品的质量偏差，纯度不高，严重影响到导电体的电导性能。一般开关设备厂商缺少专门的电导率检测设备，从而导致一些质量不合格的铜产品进入到生产工序中，利用此类铜材制成的母线或触头因为自身电阻较大而无法承受额定的载流量，造成开关设备在实际投运后发热温升效应严重，轻则发热量增加，造成电能资源浪费；重则就会出现发热过高引起开关触头、母排出现烧损，引起火灾，造成巨大的社会经济损失。
（3）装配不当引起导电回路过热，降低开关设备可靠性
GCK、GCS等移开式开关柜一次断路器手车的动、静触头插入深度不够，触头接触压力不足，就容易引起动、静触头接触不良，出现烧损、发热、拉弧等问题。一些生产厂家在产品出厂时，只是简单凭借动、静触头中心线一致等经验进行判断，没有认真测量触头插入深度和接触压力，在产品图纸、检验文件中不标注插入深度。只是以测量开关回路的直流电阻代替上述检查，从而造成给成套开关设备埋下较大的质量隐患。断路器回路中动、静触头间接触性能不好，接触电阻值就会越大，相应在运行过程中发热性能就越强，就可能引起其运行发热温度超过标准（主触头温升75℃），的最高运行发热温度规定指标。像某额定电流为1250A的断路器开关柜而言，在进行不同插入深度的电阻试验时，各项指标均满足要求，但进行各插入深度点的对地试验时，发现触头盒内存在闪络问题，再联系上温升试验发现触头接触点温升存在异常问题。所以，在低压成套开关设备出厂试验和交接试验时，除了要检测断路器设备插入深度的电阻值外，还需要配合对地试验等测试指标，准确判断断路器触头插入深度是否满足了相关指标要求，以提高开关设备的整体安全可靠性。
四、结束语
低压成套开关设备其设计、选型使用、生产制造、检修养护等技术水平的高低，直接影响到开关设备功能的正常发挥和供电的安全可靠性。此外，可靠性指标体系作为参与市场竞争的有力武器和控制、监督产品质量的重要手段，必须将其列人产品质量标准建设的工作中去，并由此开展可靠性设计、管理与试验等一系列工作，来有效促进低压成套开关设备可靠性水平的不断提升。
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