第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

改革開放以來，我國電器 行業(yè) 在國民經(jīng)濟高速發(fā)展的大環(huán)境中，通過“引進—消化—創(chuàng)新”國外發(fā)達國的先進管理經(jīng)驗和技術(shù)，進入了歷史大發(fā)展的新時期。高低壓電器技術(shù)無論是產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝，還是經(jīng)營管理，生產(chǎn)過程方面都取得了很大進步。

在高壓電器方面，SF6技術(shù)、真空技術(shù)、組合技術(shù)等已應(yīng)用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，并基本實現(xiàn)了“無油化”。工藝中已出現(xiàn)引進殼體生產(chǎn)線，真空環(huán)氧澆注及注塑設(shè)備，機械加工中心、焊接機器人、柜體加工用數(shù)控和塑涂設(shè)備。目前，500kV及以下電壓等級的國產(chǎn)設(shè)備已能滿足國內(nèi)需要，其技術(shù)參數(shù)已接近或達到國外先進水平。

低壓電器 行業(yè) 則先于高壓 行業(yè) 將計算機技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中。實現(xiàn)產(chǎn)品智能化和網(wǎng)絡(luò)化，并已有智能的低壓斷路器、電動機控制器、過載繼電器、開關(guān)柜等產(chǎn)品問世；此外，國內(nèi)低壓電器在可靠性 研究 、無觸點開關(guān)、真空技術(shù)、限流技術(shù)、零飛弧、高性能和小型化、組合化、模數(shù)化、模塊化等方面均取得了可喜的成績。

我國高壓開關(guān)柜已發(fā)展到金屬封閉型（含鎧裝、間隔和箱式）、低壓則以封閉抽出式單元為主。各種高壓手車式、中置式、環(huán)網(wǎng)柜、F-C柜、箱變以及低壓抽屜柜、電動機控制中心等產(chǎn)品已大量上市。

我國高低壓成套設(shè)備均已等同或等效采用IEC標準，根據(jù)國情在絕緣要求上還嚴于IEC標準。

我國電器 行業(yè) 中不少企業(yè)已開始采用CAD、CAPP、CAM、CAE、MIS等先進技術(shù)，部分重點，骨干企業(yè)已具備CIMS技術(shù)。值得一提的是，直到二十世紀結(jié)束，無論是國內(nèi)還是國外，整個電器科學(xué)理論尚未達到成熟和完善的地步，特別是對電弧過程及其數(shù)學(xué)模型的建立等課題，仍然有待進一步 研究 。電器產(chǎn)品的設(shè)計除發(fā)熱、電動力、電接觸、電磁特性等方面有一些零星的經(jīng)驗公式外，說到底不過是類比優(yōu)化加實驗的方法。

型式試驗不但驗證設(shè)計和檢驗產(chǎn)品質(zhì)量的手段，也是成套設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計的一種重要方法。國家級的高、低壓電器試驗基地，如西安高壓電器 研究 所的高壓電器試驗站、上海電器科學(xué) 研究 所以及天津電氣傳動設(shè)計 研究 所的低壓電器試驗站等，這些試驗站為我國高、低壓電器技術(shù)的發(fā)展起到了重要的保證作用。

在全面推進的市場經(jīng)濟的過程中，依靠 行業(yè) 壟斷發(fā)展的環(huán)境在逐步改變。市場經(jīng)濟把企業(yè)推向了產(chǎn)品開發(fā)的前列，技術(shù)與品牌的結(jié)合、市場需求與企業(yè)的競爭，都使得企業(yè)迫切需要快節(jié)奏地進行技術(shù)更新與產(chǎn)品換代。

隨著我國加入WTO，為加快與國際市場接軌的步伐，2002年底我國有關(guān)機構(gòu)對此類產(chǎn)品開始實行了強制性安全認證（即3C認證）和CQC標志性安全認證（即自愿認證）的安全監(jiān)督管理工作。

在經(jīng)濟環(huán)境發(fā)生重大變的條件下，國內(nèi)企業(yè)積極嘗試研制自有知識產(chǎn)權(quán)的，技術(shù)含量高的新產(chǎn)品。不同的 行業(yè) 在不斷地重新組合、協(xié)調(diào)發(fā)展，新技術(shù)、新產(chǎn)品間的相互借鑒、互為利用、相互促進成為時尚。企業(yè)自我發(fā)展、設(shè)備與工藝水平的提高，為產(chǎn)品設(shè)計奠定了良好的基礎(chǔ)。

總體上說，我國高低壓電器技術(shù)與國外發(fā)達國家相比還存在不少差距。諸如產(chǎn)品的可靠性（主要是機構(gòu)和絕緣）和外觀、計算機應(yīng)用（3D技術(shù)、仿真技術(shù)、產(chǎn)品智能化、網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)、CAPP與CIMS推廣等），批量生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性，關(guān)鍵工藝技術(shù)與裝備、專用原材料，敏捷生產(chǎn)方式等等方面。

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程

一、低壓開關(guān)柜

低壓開關(guān)柜適用于發(fā)電廠、石油、化工、冶金、紡織、高層建筑等 行業(yè) ，作為輸電、配電及電能轉(zhuǎn)換之用。產(chǎn)品符合IEC439-1，GB7251.1-1997《低壓成套開關(guān)設(shè)備》的標準規(guī)定。低壓開關(guān)柜通過了國家3C認證。有以下類型：

GCL低壓抽出式開關(guān)柜

GCS型低壓抽出式開關(guān)柜

GCS型低壓開關(guān)柜

GCK抽出式開關(guān)柜

GGD低壓固定式開關(guān)柜

組裝式低壓開關(guān)柜

MNSC型低壓抽出式開關(guān)柜

MS低壓抽出式開關(guān)柜

GCS型低壓抽出式開關(guān)柜

MNSQH抽出式低壓開關(guān)柜

GCS型低壓抽出式開關(guān)柜

GCK(L)低壓開關(guān)柜

1、從結(jié)構(gòu)形式上分

（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。柜體外形一般為立方體，如屏式、箱式等，也有棱臺體如臺式等。這種柜有單列，也有排列。

為了保證柜體形位尺寸，往往采取各構(gòu)件分步組合方式，一般是先組成兩片或左右兩側(cè)，然后再組成柜體，或先滿足外形要求，再順次連接柜體內(nèi)務(wù)支件。組成柜體各棱邊的零件長度必須正確（公差取負值），才能保證各方面幾何尺寸，從而保證整體外形要求。對于柜體兩側(cè)面，固考慮排列需要，中間不能有隆起現(xiàn)象。

另外從安裝角度考慮，底面不能有下陷現(xiàn)象。在排列安裝中，地基平整是先決條件，但干整度和柜體本身都有一定誤差，在排列中要盡量抵消橫向差值，而不要造成差值積累，因為差值積累將造成柜體變形，影響母線聯(lián)結(jié)及產(chǎn)生組件安裝異位、應(yīng)力集中，甚至影響電器壽命。故在排列時宜用地基最高點為安裝參考點，然后逐步墊正擴排，在底面干整度較理想并可預(yù)測條件下，也可采取由中間向兩側(cè)擴排方式，使積累差值均布。

為了易于調(diào)整，抵消公差積累，柜體寬度公差都取負值。柜體的各個構(gòu)件結(jié)合體完成以后，視需要還應(yīng)進行整形，以滿足各部分形位尺寸要求。對定型或批量較大的柜體制造時應(yīng)充分考慮用工裝夾具，以保證結(jié)構(gòu)的正確統(tǒng)一，夾具的基準面以取底面為妥，夾具中的各定位塊布置以工作取出方便為準，對于柜體的外門等因易受運輸和安裝等影響，一般在安裝時進行統(tǒng)一調(diào)整。

（2）抽出式：

抽出式是由固定的柜體和裝有開關(guān)等主要電器元件的可移裝置部分組成，可移部分移換時要輕便，移入后定位要可靠，并且相同類型和規(guī)格的抽屜能可靠互換，抽出式中的柜體部分加工方法基本和固定式中柜體相似。但由于互換要求，柜體的精度必須提高，結(jié)構(gòu)的相關(guān)部分要有足夠的調(diào)整量，至于可移裝置部分，要既能移換，又要可靠地承裝主要元件，所以要有較高的機械強度和較高的精度，其相關(guān)部分還要有足夠的調(diào)整量。

制造抽屜式低壓柜的工藝特點是：（1）固定和可移兩部分要有統(tǒng)一的參考基準；（2）相關(guān)部分必須調(diào)整到最佳位置，調(diào)整時應(yīng)用專用的標準工裝，包括標準柜體和標準抽屜；（3）關(guān)鍵尺寸的誤差不能超差；（4）相同類型和規(guī)格的抽屜互換性要可靠。

2、從連接方式上分

（1）焊接式：

它的優(yōu)點是加工方便、堅固可靠；缺點是誤差大、易變形、難調(diào)整、欠美觀，而且工件一般不能預(yù)鍍。另外，對焊接夾具有一定的要求：

①剛性好、不會受工件變形影響；

②外形尺寸略大于工件名義尺寸，可抵消焊后收縮影響；

③平整、簡易、方便操作，盡量減少可轉(zhuǎn)動機構(gòu)，避免卡損；

④為防止焊蝕和易于檢修調(diào)整，要選擇好工件支持，支持還要加置防焊蝕墊件。

工件焊后變形現(xiàn)象是焊接時由于焊接處受熱分子膨脹，擠壓產(chǎn)生微觀位移，冷卻后不能復(fù)位而產(chǎn)生的應(yīng)力所致。為了克服變形影響，必須考慮整形工藝。整形的方法一般有：

①通過試驗預(yù)測工件變形范圍，在焊接前強迫工件向反方向變形，以期焊后達到預(yù)定尺寸；

②焊后用過正方法矯正；

③擊、壓焊接后相對收縮部分，而得到應(yīng)力子衡；

④加熱焊接后相對松凸部分，達到與焊接處同樣收縮的目的；

⑤必要時對構(gòu)件進行整體熱處理。

另外，焊接點選擇、焊縫走向、焊接次序、點焊定位對焊后變形現(xiàn)象都有一定的影響，如處理得當可減少變形，但這要視具體情況而定。

（2）緊固件連接：

它的優(yōu)點是適于工件預(yù)鍍，易變化調(diào)節(jié)，易美化處理，零部件可標準化設(shè)計，并可預(yù)生產(chǎn)庫存，構(gòu)架外形尺寸誤差小。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。緊固件一般都為標準件，其種類主要有常規(guī)的螺釘、螺母和鉚釘、拉鉚釘，以及預(yù)緊而可微調(diào)的卡箍螺母和預(yù)緊的拉固螺母，還有自攻螺釘?shù)?。也有專用緊固螺釘（如國外引進的低壓柜大多用專用緊固螺釘）。

工藝特點：以夾具定形，工裝定位，并視需要配以壓力墊圈；鉚接一般要配鉆，且預(yù)鍍件要防止鍍層被破壞；對于用精密的加工中心或?qū)Ｓ迷O(shè)備加工的構(gòu)件，如各連接孔徑與緊固件直徑能保持微量間隙時，則可以不用夾具進行裝合，一次成形；對導(dǎo)向及定位件的緊固，應(yīng)以專用量具先定位再以標準工裝檢測。

二、高壓開關(guān)柜

高壓開關(guān)是指用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制或保護等作用，電壓等級在3.6kV~550kV的電器產(chǎn)品，主要包括高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)與接地開關(guān)、高壓負荷開關(guān)、高壓自動重合與分段器，高壓操作機構(gòu)、高壓防爆配電裝置和高壓開關(guān)柜等幾大類。高壓開關(guān)制造業(yè)是輸變電設(shè)備制造業(yè)的重要組成部分，在整個電力工業(yè)中占有非常重要的地位。

高壓開關(guān)柜的“五防”

1、高壓開關(guān)柜內(nèi)的真空斷路器小車在試驗位置合閘后，小車斷路器無法進入工作位置。（防止帶負荷合閘）

2、高壓開關(guān)柜內(nèi)的接地刀在合位時，小車斷路器無法進合閘。（防止帶接地線合閘）

3、高壓開關(guān)柜內(nèi)的真空斷路器在合閘工作時，盤柜后門用接地刀上的機械與柜門閉鎖。（防止誤入帶電間隔）.

4、高壓開關(guān)柜內(nèi)的真空斷路器在工作時合閘，合接地刀無法投入。（防止帶電掛接地線）

5、高壓開關(guān)柜內(nèi)的真空斷路器在工作合閘運行時，無法退出小車斷路器的工作位置。（防止帶負荷拉刀閘）

第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析

根據(jù)當前國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀， 分析 我國高低壓成套設(shè)備技術(shù)發(fā)展趨勢是：以智能化為核心的高新產(chǎn)品技術(shù)，以高度集成軟件為核心的CAD／CAE／CAM敏捷設(shè)計、工藝和制造技術(shù)，以CIMS為核心的經(jīng)營、管理和生產(chǎn)技術(shù)。

國家對高低壓成套設(shè)備實行強制性安全認證和CQC標志性安全認證強化了技術(shù)標準的實施和監(jiān)督，因此重視標準和標準化工作也是企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中非常重要的環(huán)節(jié)之一。

1、主開關(guān)元件無油化：高壓開關(guān)柜根據(jù)柜內(nèi)主開關(guān)元件的不同可分為通用型高壓開關(guān)柜（主開關(guān)元件為斷路器，即斷路器柜），F(xiàn)-C柜（高壓限流熔斷器+高壓接觸器）及環(huán)網(wǎng)柜（高壓負荷開關(guān)+高壓限流開關(guān)），壽命為3萬次，短路開斷電流次數(shù)達100次；體積減小，柜寬僅570～700mm；故障率降低，可靠性提高，特別是以真空開關(guān)柜尤為突出。

2、結(jié)構(gòu)特點：組裝式結(jié)構(gòu)高壓開關(guān)柜的柜體結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了從焊裝式到組裝式的變遷。開關(guān)柜的柜體均以金屬板或敷鋁鋅板用CNC機床加工折彎成形，再用螺栓、螺母或拉鉚螺母組裝而成，具有加工精度高、變形量小、互換性好等特點；絕緣選用優(yōu)質(zhì)阻燃性絕緣材料，應(yīng)用復(fù)合絕緣技術(shù)，將母排用固體絕緣材料封閉起來。良好的絕緣可防潮、防塵，減少運行故障。

3、性能逐步提高：近幾年來，高壓開關(guān)柜技術(shù)發(fā)展很快，性能逐步提高，主要體現(xiàn)在技術(shù)參數(shù)和壽命的逐步提高，體積減小，故障率降低。

4、智能化：智能化開關(guān)柜是新一代的機電一體化產(chǎn)品，它是在高壓開關(guān)柜上配置智能型保護控制單元。保護控制單元是利用計算機技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)而構(gòu)成的集控制、保護、測量和通信于一體的裝置。

5、產(chǎn)品品種齊全，能滿足嚴酷條件、高寒、地震地區(qū)和礦山、鐵路部門使用。

6、應(yīng)用新工藝裝備和技術(shù)，已有數(shù)百家企業(yè)擁有數(shù)控加工設(shè)備“三大件”，在此基礎(chǔ)上的柔性加工系統(tǒng)，提高了殼體尺寸精度和生產(chǎn)效率。采用較先進的涂裝工藝裝備，噴漆生產(chǎn)線和噴粉工藝線使產(chǎn)品防護能力和外觀都有較大提高。

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