低壓開關柜的柜體結構和工藝特點

本文著重介紹了低壓開關柜的幾種柜體結構和其加上工藝特點，以引起人們在制、安裝和選材方面的注意，從而提高產品的質量和精度。

一、引言

柜體結構是低壓開關柜組合基礎，因此柜體制造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（如型式的統一，組合的標準，功能的分配等），還要滿足柜體的固有要求（如堅固可靠、整齊美觀、調整容易等）。由于柜體結構要求不一，以及制造單位加工手段不一，它們的制造工藝就不能強求完全一致。但制造中也存在帶普遍意義的較關鍵的工藝特點，現將這些特點結合柜體結構選擇作些簡要介紹。

二、柜體結構和工藝特點

對于柜體結構及其工藝大致可以從：結構形式、連接方式、構件取材等方面加以區分。

1、從結構形式上分

（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，往往采取各構件分步組合方式，一般是先組成兩片或左右兩側，然后再組成柜體，或先滿足外形要求，再順次連接柜體內務支件。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。對于柜體兩側面，固考慮排列需要，中間不能有隆起現象。

另外從安裝角度考慮，底面不能有下陷現象。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，影響母線聯結及產生組件安裝異位、應力集中，甚至影響電器壽命。故在排列時宜用地基高點為安裝參考點，然后逐步墊正擴排，在底面干整度較理想并可預測條件下，也可采取由中間向兩側擴排方式，使積累差值均布。

為了易于調整，抵消公差積累，柜體寬度公差都取負值。柜體的各個構件結合體完成以后，視需要還應進行整形，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充分考慮用工裝夾具，以保證結構的正確統一，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一調整。

（2）抽出式：

抽出式是由固定的柜體和裝有開關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，結構的相關部分要有足夠的調整量，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，其相關部分還要有足夠的調整量。

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一的參考基準；（2）相關部分必須調整到位置，調整時應用專用的標準工裝，包括標準柜體和標準抽屜；（3）關鍵尺寸的誤差不能超差；（4）相同類型和規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，而且工件一般不能預鍍。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，盡量減少可轉動機構，避免卡損；

④為防止焊蝕和易于檢修調整，要選擇好工件支持，支持還要加置防焊蝕墊件。

工件焊后變形現象是焊接時由于焊接處受熱分子膨脹，擠壓產生微觀位移，冷卻后不能復位而產生的應力所致。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：

它的優點是適于工件預鍍，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。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，其種類主要有常規的螺釘、螺母和鉚釘、拉鉚釘，以及預緊而可微調的卡箍螺母和預緊的拉固螺母，還有自攻螺釘等。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，且預鍍件要防止鍍層被破壞；對于用精密的加工中心或專用設備加工的構件，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；對導向及定位件的緊固，應以專用量具先定位再以標準工裝檢測。

（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。較大柜體因焊接后鍍覆有困難，表面多以涂漆處理，戶外柜體如以預鍍材料為構件而又必須焊接時，則焊接部分可用熱噴鍍金屬來處理。

3、從構件取材分

（1）型材：

型材有角鋼槽鋼也有特型鋼管、特型槽鋼。角鋼槽鋼的構件多以焊接形式連接，加工中對連接端必須吻合而少間隙，否則將影響焊縫而增大變形量；對特型鋼管構件的連接則既可采用焊接形式，也可以緊固件連接，一般在連接部分要配以專用聯接件，聯接件必須堅固正確，否則將影響柜體外形。選用統一的特型鋼管在統一面上布以統一間距（模數）的孔，配以統一通用的聯結件，按統一模數組合成柜體，便于柜體設計，便于備制構件和生產準備，但加工孔量多而用的少，而且空間利用受一定限制。

這種柜體的制造工藝特點是：要保證構件和聯結件的通用性及其精度。柜的基本結構往往由封板得以加強。這種柜的構件除特型鋼管外還以鋼板制成的C形槽鋼或帶筋矩形管來代替，C形槽鋼宜于鍍覆，帶筋矩形管因酸洗后酸液難除，鍍覆后易翻銹，要酌情選用。

（2）板材構件（不指上述c形槽鋼及帶筋矩形管）

則完全可以按需要定形，無預設成型條件限制。這類結構設計工作量大，定型后變異少，結構主要處多用焊接，變異處或需調處多以緊固件連接（如低壓控制箱和控制臺等）。

由于板材結構多用焊接、一次成形，需克服板面因焊接而收縮或相對隆起的影響，故焊接點要間距均勻，焊縫要平整，焊后要整形，棱邊要直，兩側中間部分不得凸出于前后棱邊，若中間有隔板時，應在處理好兩側后再焊。
臺式控制柜宜板材作構件，當多臺排列時，臺面應在整體排列后再統一調整定位。

三、結束語

從以上分析可知，柜體結構的各種選擇，既要按開關設備的功能需要來決定，又要以工藝條件作取舍，而工藝水平的高低直接影響到柜體的結構設計和材料選擇。