高低压成套开关柜体技术工艺应用与现状分析

第一节 高低压成套开关柜体分类与构成分析

    一、高低压成套开关柜体生产行业产品分类标准

高低压成套开关柜体从结构形式上分分为抽出式和固定式两种。

1、抽出式

抽出式是由固定的柜体和装有开关等主要电器元件的可移装置部分组成，可移部分移换时要轻便，移入后定位要可靠，并且相同类型和规格的抽屉能可靠互换，抽出式中的柜体部分加工方法基本和固定式中柜体相似。但由于互换要求，柜体的精度必须提高，结构的相关部分要有足够的调整量，至于可移装置部分，要既能移换，又要可靠地承装主要元件，所以要有较高的机械强度和较高的精度，其相关部分还要有足够的调整量。

制造抽屉式低压柜的工艺特点是：（1）固定和可移两部分要有统一的参考基准；（2）相关部分必须调整到最佳位置，调整时应用专用的标准工装，包括标准柜体和标准抽屉；（3）关键尺寸的误差不能超差；（4）相同类型和规格的抽屉互换性要可靠。

2、固定式

能满足各电器元件可靠地固定于柜体中确定的位置。柜体外形一般为立方体，如屏式、箱式等，也有棱台体如台式等。这种柜有单列，也有排列。为了保证柜体形位尺寸，往往采取各构件分步组合方式，一般是先组成两片或左右两侧，然后再组成柜体，或先满足外形要求，再顺次连接柜体内务支件。组成柜体各棱边的零件长度必须正确（公差取负值），才能保证各方面几何尺寸，从而保证整体外形要求。对于柜体两侧面，固考虑排列需要，中间不能有隆起现象。另外从安装角度考虑，底面不能有下陷现象。在排列安装中，地基平整是先决条件，但干整度和柜体本身都有一定误差，在排列中要尽量抵消横向差值，而不要造成差值积累，因为差值积累将造成柜体变形，影响母线联结及产生组件安装异位、应力集中，甚至影响电器寿命。故在排列时宜用地基最高点为安装参考点，然后逐步垫正扩排，在底面干整度较理想并可预测条件下，也可采取由中间向两侧扩排方式，使积累差值均布。为了易于调整，抵消公差积累，柜体宽度公差都取负值。柜体的各个构件结合体完成以后，视需要还应进行整形，以满足各部分形位尺寸要求。对定型或批量较大的柜体制造时应充分考虑用工装夹具，以保证结构的正确统一，夹具的基准面以取底面为妥，夹具中的各定位块布置以工作取出方便为准，对于柜体的外门等因易受运输和安装等影响，一般在安装时进行统一调整。

典型机柜的结构要素示意图

二、高低压成套开关柜体国内市场份额

高低压成套设备和控制设备（以下简称高低压成套设备），在输配电系统中起着控制、保护、测量、信号、转换等重要作用，并且具有量大、面广的特点。其技术水平与性能指标的高低与好坏，将直接影响电力系统和操作人员以及设备本身的安全和可靠性。

我国电力装备和电力生产工业发展迅猛。每年新增发电装机容量增长速度都超过8%，预计到2020年装机容量将达到8亿kW。但是按人均对电力的占有量，我国则远远落后于发达国家。由于相关工业发展空间很大，因此高压低压成套设备有巨大市场需求。

随着电气市场的逐步发展和专业化进程的加快，行业中还出现了一批专业型材、柜体加工厂，目前电气机柜行业在长三角地区已经形成产业集群，市场竞争日益激烈。

第二节 国内高低压成套开关柜体技术工艺应用分析

我国制造业在迅速推广应用信息技术改造传统制造业的过程中，在成套装置的设计中，广泛采用三维CAD／CAM设计软件，将设计、计算分析以及加工等有机地结合起来，大大加快了产品的开发速度，降低了技术人员的劳动强度。在柜体的制造工艺方面，普遍采用无螺母连接，即所有连接都采用自攻螺钉或普通螺钉，在承重部位采用铆螺母，使用自攻螺钉，除了加工方便，提高加工速度外，对靠墙安装的柜体还可实现正面装配和维修，如CUBIC开关柜就采用靠墙安装且无需维护。

在板材加工方面，除使用异型骨架之外，许多公司采用整体板材成形，这样不仅减少了许多过渡件，还提高了柜体强度。

机柜是高低压电气成套开关设备不可缺少的组成部分，它为成套电器产品提供安装、支撑、连接、传动、联锁、锁紧、防护和装饰等功能，为机械零部件、电气连接和元器件的兼容提供保障。

 
    第三节 国外高低压成套开关柜体技术工艺应用分析

1、典型常规工艺

机柜生产的典型常规工艺包括剪板、冲孔、折弯、焊接、表面前处理和喷涂、装配等。这些典型常规工艺日臻完善，使作业时间、作业程序、生产效率、生产成本、产品质量都有明显的改善。以剪一冲弯工艺为例，精度达到0．05～0．1mm，重复定位精度达0．2mm。高压静电粉末喷涂、水性涂料等已广泛采用并且有较高的稳定的质量。

2、特殊工艺

作为大尺寸的机柜生产，没有特殊工艺的保证是难以达到高精度和互换性的。特种点焊、闪光对焊、数控多孔步进冲等专门针对机柜生产的工艺在国外已普遍采用。因而组装式机柜的生产，在发达国家可以实现在高精度水平下的互换性，没有相应的专门工艺保证是难以置信的。

3、模具

国外模具设计和生产已实现CAD／CAM商品化，应用达20～30%。模具标准化程度达70~80%，模具精度可达μm级，冲模寿命高达500~800万次，表面粗糙度Ra为0．2μm制造周期为2个月。模具的总体水平比我国目前至少高出一个数量级。

4、工艺装备

国外钣金加工设备的精度水平在0．005～0.lmm之间，役龄为15年左右，精度保持性10年，设备平均新度系数为1.18%。专用设备所占比例较大，例如多头钻床、步进孔冲床、直角折弯机等针对具体机柜设计的专用设备广为应用，这是提高效率、确保质量的主要手段。

5、生产过程自动化

微电子技术和计算机技术已广泛用于机柜生产，数控机床(包括专用设备)、加工单元、加工中心、柔性生产线等已用于机柜生产。日本的AMADA(天田)公司、MURATA(村田)公司，德国的BIHLER(比勒尔)公司、TRUMPF(特龙姆普夫)公司、SCHULER(舒勒)公司等，都在冲压件、钣金生产设备和自动化、柔性化方面开创了新的篇章。

 第四节 我国高低压成套开关柜体技术应用成熟度解析

我国的许多机柜生产企业引进了国外先进的机柜生产设备，如数控剪板机、数控多工位压力机、数控折弯机或钣金柔性加工生产线等，一些企业还安装了涂覆前处理及静电喷涂生产线，使机柜的加工水平有了明显的提高。

但从总体水平上看，我国机柜加工的总体工艺水平与发达国家相比存在一些差距，关键工艺项目处于发达国家20世纪90年代中期水平，柜体技术应用成熟度仍有待提高。

第五节 高低压成套开关柜体技术工艺与市场应用关系分析

机柜设计应在满足成套电器产品使用功能要求的前提下，同时满足结构工艺性要求，即机柜的总体及其零部件制造的可行性及经济性要求，以及满足电器装配的工艺性和运行中的可维修性要求。为此必须提高机柜结构设计和制造技术水平，我国电器制造业(包括机柜制造业)也不例外地要走向世界，成为电器制造的大国和强国，必须加快电器制造业的现代化、信息化、数字化，用先进的制造技术改造传统的电器制造业。机柜制造也需要用先进的制造技术改造传统的机柜制造业，提高研发能力，加快推出新品，创造自己的品牌和自主知识产权。

 
    第六节 不同类型生产工艺优缺点比较

传统的机柜制造工艺包括板材剪切、冲孔、折弯、焊接、涂覆等。随着工艺技术的进步，先进的以数控技术为原理的单机设备(如数控剪床、数控压力机、数控折弯机)等引入机柜加工中，随后以加工中心、柔性钣金加工生产线等为代表的先进制造工艺技术和设备在机柜制造中广泛采用。因此，加工质量、自动化水平和生产效率有了更进一步的提高。

免责申明：本文仅为中经纵横市场研究观点，不代表其他任何投资依据或执行标准等相关行为。如有其他问题，敬请来电垂询：4008099707。特此说明。