想成为一名高低压配电柜的图纸设计员需要具备哪一些必要知识技能呢?

文章出处:行业新闻 发表时间: 2023-11-17 19:28:36

  很理解题主的心情。的确,在成套开关设备制造厂工作,技术最强的可不就是那些设计师们。

  这一点很重要。国家标准和规范是决定公司产品是不是满足用户使用需求的准绳,不满足相关标准和规范的产品不允许出厂,绝不允许投入运行。

  我们在校园里,学习了各种知识,但这些知识往往需要配套各种理论分析和计算,才能得到结论。由于职场中人不可能记忆如此多的理论知识,所以国家标准就把理论用条文的形式固定下来,既可当作工程人员遇见问题时参考,又可当作产品的技术规范。

  举个例子:我们大家都知道高压开关柜的相导体对地的安全距离是125毫米,低压开关柜相导体对地的安全距离是25毫米。如果在校园,我们会从理论上来证明安全距离的来龙去脉,并说明它与击穿电压的关系,还要讨论不同海拔高度下安全距离的变化。而国家标准中只给出具体数值,并给出海拔条件,这样一来,既便于记忆,又方便人们对实际产品的安全距离实施考核。

  作为开关柜制造企业的工程设计者,对于重要国家标准和规范的条文必须熟记于心,如果能知其然且知其所以然就更好。

  第二:必须彻底明白本公司生产的开关柜产品内部各种分隔名称、部件名称和尺寸关系,明确这些部件的用途和操作规范。

  对于题主来说,必须把本厂制作的开关柜结构彻底弄清。特别是尺寸关系,它与电气间隙紧密关联。还有各个舱室的用途是什么?怎么样处理防护等级问题,怎么来实现隔离,怎么来实现合分闸操动,以及和五防的关系,等等。

  建议题主拿一把钢卷尺,这些尺寸关系纪录下来,仔细思考为何尺寸关系是这样的,它们与电气间隙有何关系;弄清楚分隔原理和要求,明确分隔的类型和规范。

  第三,要结合开关柜主母线的温升、耐热性和动稳定性来理解开关柜的各项技术指标

  图2是百度上的某型低压开关柜。它的主母线在哪个位置?主母线的用途是什么?主母线的动耐热性与柜体的动热稳定性有何关系?

  作为对照,明确中压开关柜的主母线与低压开关柜的主母线结构的区别,明确中压开关柜的主要矛盾是电场分布,而低压开关柜的主要矛盾是散热。

  由于短路作用力与导体长度和电流的平方成正比,与各相导体中心距成反比。母线的长度长,所以短路电动力也很大。

  母线系统的热稳定性指的是短时耐受电流,而动稳定性则是指峰值耐受电流。母线的动稳定性考核的就是开关柜整体结构在发生短路时承受电动力冲击的能力。

  开关柜的温升考核的是柜体母线、导电部件和元器件能否在运作时的状态下的稳定工作。

  另外,温升与导电体的搭接面相关,与导电体的外表面解决方法也相关。例如母线为裸铜、镀锡或者镀银,温升最高容许限值就不一样。

  开关电器,它有五大理论,分别是开关电器的发热理论、电动力理论、电接触理论、电弧理论和电磁系统理论。

  电器的发热理论涉及到开关电器的温升、耐热性和工作制,而电器的电动力理论和电接触理论则涉及到开关电器的动稳定性。

  当开关电器的触头流过短路电流后,保护电器尚未开启保护操作,短路电流引起的触头霍姆斥力把触头斥开,斥开后霍姆力消失,触头再次闭合,然后再斥开。在这样的一个过程中,触头因为电弧会发生粘连甚至熔焊,我们把这叫做开关电器的动稳定性。

  开关电器的电弧理论涉及到电气击穿、交流电弧的熄灭以及灭弧措施等等。在这里,我们应该知道电弧在空气中和真空中的形态、产生的原因和熄灭特性。例如,真空电弧是触头开断时金属蒸汽引发的,所以中高压配电系统中真空断路器的熄弧与低压断路器的熄弧有本质的不同。

  开关电器的分类有两种,一种叫做主动元件,一种叫做被动元件。主动元件能分断短路电流,它只有两种,分别是熔断器和断路器。其它元件都叫做被动元件。

  当主动元件开断短路电流时,由于开断需要动作时间,而最近一段时间内短路电流会流过被动元件,被动元件可承受短路电流的冲击,叫做开断短路电流的协调配合关系SCPD。这在低压断路器和接触器的型式试验中很重要,作为开关柜的电气设计师,必须明确。

  对于中压的负荷开关,当熔断器熔断后,电流会转移到另外两相上。当另外两相开断时,负荷开关的触头会产生强烈的电弧冲击。

  此外,中压开关柜的操作有五防的要求。开关柜的设计者必须明了五防的意义,以及它对应的操控程序。

  元器件是我们开关柜设计者们 必须吃透的。要知道,开关柜制作厂的订单图纸往往与设计院有关,与用户当然也有关。设计院和用户的工程师们对元器件的熟悉程度当然比我们要稍逊一筹。所以,开关柜制造厂的设计师们,还承担了对用户和设计院的释疑工作,是开关电器与客户之间的技术桥梁。

  我们知道,开关柜中用于传递电能的回路叫做主回路,也叫做一次回路;开关柜中用于控制、信号放大和传递、电参量采集、保护电路和设置电路等等,叫做辅助回路,也叫做二次回路和控制回路。

  控制回路中的继电保护、各种测控电路、直流屏电路、电流量和电压量采集电路都要求我们去知晓和掌握。甚至,控制回路中还可能有PLC数据采集和逻辑控制管理系统,也在我们开关柜设计者的工作范围之内。

  对于各种继电器,要充分了解它们的工作特性,特别是过电压和欠电压继电器、过电流和低电流继电器、中间继电器和时间继电器,还有通用继电器等等, 必须吃透。

  对于设计者,必须明确辅助回路为何不得配备过载保护只设置短路保护,直流操控系统与交流操控系统的区别,怎么样处理冲击性电路例如断路器的电动合闸机构,这些都很重要。

  由于智能化越来越普及,现在在变电站中使用电力测控一点也不稀奇。对于开关柜来说,往往要配套继电器柜,或者通信管理中心。在这里,各种电力仪表和继电保护设施的模拟4~20毫安的信号传递、开关量传递,基于RS485通信网络构建,各种现场总线和工业以太网的构建等等,都要求我们彻底弄明白,并熟练掌握。

  对于电气工程师来说,不会CAD,或者粗通CAD,都是不合格的,我们一定要熟练掌握CAD制图系统。此外,若能够了解CAD编程,则更好。

  对于电气制图,一定要明确GB/T 4728制图图符和制图规则。可以说,CAD是我们电气设计师们的入门饭碗。如果只是略微熟悉,肯定是不行的。

  对于开关柜的制造厂家来说,设计师无疑是很重要的。设计师的培养,不是一天两天就能学会的,需要一定的时间。

  题主目前正在实习,可以从第一条和第二条学起。另外,把每天学到的数据手绘在笔记本中,然后用CAD绘制成图纸,也是一种很好的锻炼。

  第一次写技术帖子时不插入图片,也不写公式,真的有点不习惯。笑!利用午休时间随便写了几条,供题主参考。

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