Kabinettsstruktur og prosesskarakteristika for lavspenningsbrytere

I. Innledning

Kabinettsstrukturen danner grunnlaget for lavspenningsbrytere, og kabinettilverkningsteknologi er dermed grunnen til alt. Som en strukturell omslutning må kabinetet ikke bare oppfylle funksjonelle integreringskrav for ulike elektriske enheter (som standardiserte typer, modulære kombinasjoner og funksjonell distribusjon), men også tilfredsstille innebygde kabinettkrav (som robusthet, pålitelighet, pen utseende og lett justerbarhet). På grunn av variasjoner i kabinetts krav til struktur og produksjonskapasitet hos ulike produsenter, kan produksjonsprosesser ikke være strengt standardisert. Imidlertid finnes det visse universelt anvendelige og kritiske teknologiske egenskaper i kabinettilverking. Disse nøkkelfunksjonene er kort introduksjon nedenfor sammen med valg av kabinettsstruktur.

II. Kabinettsstruktur og teknologiske egenskaper

Kabinettsstrukturer og deres produksjonsprosesser kan generelt skilles ved strukturell form, koblingsmetoder og materielseleksjon.

1. Klassifisering etter strukturell form

(1) Fast type:

Denne designet sikrer pålitelig fastsetting av hver elektrisk komponent i dens forhåndsbestemte plass i kabinetet. Kabinetformer er typisk rektangulære (for eksempel panel- eller boksform), men trapesformede (for eksempel konsolltype) brukes også. Slike kabinetter kan arrangeres som enkeltenheter eller i rader.

For å sikre dimensjonell og geometrisk nøyaktighet, monteres komponenter vanligvis i faser - typisk ved først å danne to sidepaneler eller venstre-høyre seksjoner, deretter montere dem til et fullstendig kabinet, eller ved først å møte eksterne dimensjonskrav og deretter sekvensielt koble interne komponenter. Lengden på delene som danner kabinetts kanter, må være nøyaktig riktig (med toleranser tatt som negative verdier) for å sikre total geometrisk dimensjon og ytre utseende. For de to sidepanelene, skal det ikke oppstå noen utbulyting i midten for å tilrettelegge korrekt justering under oppstilling.

Fra et installasjonsperspektiv, må bunnsurfaksen ikke vise noen synking. Under justering og installasjon er et nivågrunnlag essensielt, men både grunnflaten og selve kabinetet har innebygd toleranse. Under justering, skal laterale avvik minimeres og ikke tillates å akkumuleres, da akkumulerte feil kan føre til kabinettdformering, påvirke busbarforbindelser, føre til misjustert komponentinstallasjon, skape stresskonsentrasjon og enda forkorte levetiden til elektrisk utstyr. Derfor, under justering, skal den høyeste grunnflaten brukes som referanse, og senere enheter gradvis jevnet og utvidet. Når grunnflateflatheit er ideal og forutsigbar, kan utvidelse fra sentrum utover også brukes for å jevnt fordele akkumulerte feil.

For å forenkle justering og kompensere for toleransakkumulasjon, er kabinettbreddegenerelt spesifisert med negative toleranser. Etter montering av alle kabinettdeler, kan formgiving være nødvendig for å oppfylle dimensjonelle og geometriske krav. For standardiserte eller masseproduksjon av kabinetter, bør passende verktøy og festing fullt ut overveies for å sikre strukturell konsistens. Festingens referansepunkt burde ideelt være kabinetts bunn, og posisjonsblokker innenfor festingen bør plasseres for lett tilgang og drift. Eksterne dører og lignende deler, som er utsatt for deformering under transport og installasjon, justeres typisk uniformt under sluttfaseinstallasjon.

(2) Utskyvbar (lade-type):

Utskyvbar bryter består av et fast kabinettkropp og en flyttbar enhet som inneholder hovedelektriske komponenter som brytere. Den flyttbare enheten må være lett å håndtere under inn- og utskyving, pålitelig plassert når installert, og byttebar med andre enheter av samme type og spesifikasjon. Kabinettdelen av utskyvbare lavspenningsbrytere produseres på samme måte som faste kabinetter. Men på grunn av byttebarhetskrav, må kabinetet ha høyere nøyaktighet, og relaterte strukturelle deler må tillate tilstrekkelig justering.

Produksjonskjennetegnene for utskyvbare lavspenningsbrytere er: (1) de faste og bevegelige delene må dele en felles referansedatumbank; (2) relaterte komponenter må justeres til optimale posisjoner ved hjelp av dedikerte standardverktøy, inkludert standardkabinetrammer og standardlader; (3) kritiske dimensjoner må ikke overskride tillatte toleranser; (4) byttebarhet av identiske lade-typer og -spesifikasjoner må være pålitelig.

2. Klassifisering etter koblingsmetode

(1) Sveiset konstruksjon:

Foredeler inkluderer enkel bearbeiding, høy styrke og pålitelighet. Ulemper er store toleranser, anførlighet for deformering, vanskelig justering, dårlig estetikk og unevne til å forplakte arbeidsdeler på forhånd. I tillegg har sveisefester spesifikke krav:

• Høy rigiditet, ikke lett påvirket av arbeidsdeldeformering;

• Litt større enn nominell arbeidsdelens dimensjoner for å kompensere for post-sveisetrimming;

• Flat, enkel og lett å operere, minimere roterende mekanismer for å unngå skade;

• Støtter må velges forsiktig for å unngå sveisekorrosjon og tillate enkel inspeksjon og justering, med korrosjonsbeskyttende putter lagt til der det er nødvendig.

Sveisedeformasjon skjer på grunn av termisk utvidelse av molekyler i sveisezonen, som fører til mikroskopisk forskyvning under kjøling som resulterer i reststress. For å redusere deformasjon, må formgivningsprosesser overveies. Vanlige metoder inkluderer:

• Forutsi deformasjonsområde gjennom testing og forhåndsdeformere arbeidsdelen i motsatt retning før sveising;

• Korrektur for overjustering etter sveising;

• Hamre eller trykke de relativt kontraherte områdene for å balansere stress;

• Varme de relativt utbultede områdene etter sveising for å oppnå uniform trimming;

• Gjennomføre helhetlig varmbehandling når det er nødvendig.

I tillegg påvirker sveispunktsvalg, sveisesømmens retning, sveisefølge og punktsveiseposisjon post-sveisedeformasjon. Riktig behandling kan redusere deformasjon, selv om dette avhenger av spesifikke forhold.

(2) Fastenerforbindelse:

Foredeler inkluderer egnet for forplakte deler, lett justering og estetisk avslutning, standardisert komponentdesign, forhåndsproduksjon av lager, og små dimensjonelle toleranser i rammen. Ulemper inkluderer lavere styrke sammenlignet med sveising, høyere nøyaktighetskrav for komponenter, og relativt høyere produksjonskostnader. Fasteners er typisk standarddeler, inkludert vanlige skruer, mutter, rivbolter, blindrivbolter, justerbare klammutter, forhåndsstrikkede pullnuts og selvtrækkende skruer. Spesialfasteners (som de som brukes i mange importerte lavspenningskabinetter) er også tilgjengelige.

Teknologiske kjennetegn: Former brukes for formgiving, og verktøy for posisjonering. Trykkvaskere kan brukes etter behov. Rivetting krever vanligvis forhåndsborring, og det må tas vare på forplakking på forhåndsforplakte deler. For komponenter bearbeidet med presis CNC-sentre eller spesiell utstyr, hvis forbinderhullsmål beholdes en liten luft med fastenerdimensjoner, kan montering fullføres uten former i ett steg. For fastening guide- og posisjonskomponenter, bør dedikerte måleverktøy først etablere posisjon, fulgt av inspeksjon med standardverktøy.

(3) Hybridforbindelse (sveisning og fastening):

Denne metoden kombinerer fordeler med begge ovennevnte metoder. Sveisning brukes typisk ved kabinetts forbinder, mens fasteners brukes for variable eller justerbare seksjoner. Store kabinetter er vanskelige å forplakte etter sveising, så overflater malinges ofte. For utendørs kabinetter laget av forplakte materialer som krever sveising, kan sveisede områder behandles med termisk metallspraying.

3. Klassifisering etter komponentmateriale

(1) Profilmaterialer:

Dette inkluderer vinkelstål, kanalstål, spesielle stålrør og spesielle kanalstål. Komponenter laget av vinkel- eller kanalstål kobles vanligvis ved sveising. Under bearbeiding, må forbinderendene passe tett med minimal gap; ellers vil sveisekvalitet og deformasjon bli påvirket. 

Spesielle stålrør kan kobles ved sveising eller fasteners. Forbinderdeler krever vanligvis dedikerte fittinger som må være sterke og nøyaktige; ellers vil kabinetts utseende bli påvirket. Ved bruk av uniforme spesielle stålrør med uniformt spisset (modulære) hull og standardforbinder, lar seg modulær kabinettsamling forenkle design, komponentforberedelse og produksjonsplanlegging. Imidlertid innebærer denne metoden mange hull, de fleste av dem blir ubrukt, og begrenser romlig fleksibilitet.

Produksjonskjennetegn: Sikre universalitet og nøyaktighet av komponenter og forbindelementer. Den grunnleggende kabinettsstrukturen forsterkes ofte med paneler. I tillegg til spesielle stålrør, brukes også C-formede kanaler eller ribbede rektangulære rør laget av plater. C-formede kanaler er egnet for forplaking, mens ribbede rektangulære rør kan ruste etter forplaking på grunn av residuelt syre fra suring, så seleksjonen bør være forsiktig.

(2) Platedelkomponenter (unntatt C-kanaler og ribbede rektangulære rør)

Disse kan dannes helt etter behov, uten begrensninger fra forhåndsformede profiler. Dette strukturelle designet involverer høyere ingeniørarbeid, men når det er standardisert, er variasjonene minimale. Hovedstrukturelle deler kobles vanligvis ved sveising, mens variable eller justerbare områder bruker fasteners (for eksempel lavspenningskontrollerbokser og konsoller).

Ettersom platedelstrukturer er mest sveiset og formet i ett stykke, må sveisingsinduserte trimming eller utbulting håndteres. Sveisepunkter bør være jevnt spisset, sveisesømmer glatte, post-sveisformgivning utført, kanter rette, og midten av begge sider må ikke sticke ut mer enn front- og bakkanter. Hvis interne inndeling eksisterer, bør de sveises etter at de to sidene er riktig formet.

Konsolltype kontrollerkabinetter passer best for platedelkomponenter. Når flere enheter arrangeres i en rekke, bør bordplaten kun justeres og plasseres etter at hele rekken er på plass.

III. Konklusjon

Som analysert ovenfor, må valget av kabinettsstrukturer ikke bare bestemmes av lavspenningsbryterens funksjonelle krav, men også av produksjonsprosessbegrensninger. Nivået av produksjonsteknologi påvirker direkte kabinetts strukturelle design og materialseleksjon.