配电开关控制设备制造工艺对产品可靠性的影响研究

前言:

随着电力系统自动化水平的提高，配电开关控制设备在电力输配环节中的作用愈发重要。设备可靠性不仅关系到电力供应的安全性，也影响到电力系统运行经济性。近年来，随着技术进步，制造工艺成为影响设备可靠性的重要因素。传统研究多关注电气设计和性能试验，而对制造工艺与可靠性之间的关联性研究相对不足。

一、配电开关控制设备制造工艺对产品可靠性的影响分析

（一）材料选择对可靠性的影响

配电开关控制设备的主要核心组成部分有金属触点、绝缘件以及外壳，其材料的性能状况直接关系到设备的使用年限和运行的稳定程度，触点充当着电流的传导路径，其导电性能、耐磨性能和耐腐蚀性能关系到接触的可靠性，要是触点材料在导电性或者耐磨性方面存在不足，接触电阻会随着使用时长的增长而上升，很容易造成局部温度升高，甚至引发电弧烧蚀现象，使开关动作的精准度下降。

绝缘组件起到支撑以及电气隔离的作用，其耐压程度、热稳定性以及机械强度，关乎着设备在高负荷运行环境中的安全性，耐热性能不佳容易造成热击穿或者漏电现象，材料的一致性欠佳会使得不同设备的性能出现差异，严谨地开展材料选择、质量检查以及稳定性验证工作，是提升可靠性的基石。

（二）零部件加工精度的作用

零部件的加工精度对机械运动与电气接触性能有着直接的作用，高精确程度的加工可以让零件达到紧密配合的效果，降低损耗和摩擦的阻力，触点弹簧的尺寸存在偏差或者弹力不均衡，会造成接触压力不够，干扰动作的灵敏性，长时间处于低压接触状态容易引发电弧和烧蚀现象。

若轴承、齿轮这类运动部件的精度不达标，会引起啮合间隙不均匀、机械出现振动和噪音，加大疲劳磨损，并且有可能使操作机构受阻或动作滞后，使响应速率和安全性降低，表面不光滑容易产生应力聚集和细微裂缝，加大了提前失效的几率，提升零部件的加工精准度和表面品质，对设备的长期稳定可靠运行极为关键。

（三）装配工艺对可靠性的影响

装配工艺是实现材料与零件连接的核心步骤，机械应力的分布情况会直接受到力矩调控、间隙设置以及部件定位精准度的影响，非均匀的力矩或者配合方面的误差，极有可能造成局部出现疲劳现象或者使机构发生卡滞，多触点开关装配的精确程度对电气接触状况影响十分突出，极小的间距或者压力误差或许会造成接触不佳、产生电弧或者出现过热现象，从而提高故障出现的几率。

在当代制造业里，装配包含了人工实施与自动化作业，自动化装配机械能够降低人为产生的误差，保障零件定位和力矩的一致性；对关键生产工序开展实时在线监测，像扭矩监测、接触压力测定以及动作试验，能够尽早察觉偏差。

二、提高配电开关控制设备可靠性的制造策略

（一） 优化材料选择与管理

选用恰当的材料是保证配电开关控制设备可靠性的重要环节，就各类不同的部件而言，需结合运行的环境、负载的特性以及寿命方面的要求开展精细的选材工作，为确保电流稳定通过且接触电阻小，降低电弧烧蚀可能性，触点材料宜选用具备高导电性、耐磨且抗氧化性能强的铜合金或者银合金，保证电流能够稳定通过。

需构建一套严谨的材料管控体系，涵盖材料追溯机制、进厂检测以及批次核实，对每批材料开展化学成分、物理性能和加工适应性的检测工作，让材料性能达到设计所提出的要求，从根源上降低材料瑕疵对设备可靠性造成的影响，可以开展材料性能老化试验或者环境适应性检测，证实材料在长期运作和极端环境条件下的稳定性，进而保障设备长期稳定可靠地运行 [1]。

（二）提升零部件加工精度

零部件的加工精度对机械动作的稳定性和电气接触的可靠性有着直接的作用，应当运用数控加工装备和高精度测量器具，对重要零件开展精细加工并实施严格的尺寸把控，触点弹簧、机械连杆以及齿轮等运动部件，需要维持严格的公差范围和较高的形位精度，从而保障机械动作顺利进行、接触压力分布均匀，减小摩擦与磨损。

在零件加工阶段，需对重要部件实施关键尺寸的检测以及偏差的分析，马上对加工参数做出调整，减小加工误差对装配之后的机械应力和电气性能造成的影响，可以借助表面处理、打磨或者镀层的方法来提高零件表面的光滑程度，减少局部应力集中现象以及微裂纹产生的可能性，增加零件的使用时长，减少零件的变形和残余应力，增强设备的整体可靠程度[2]。

（三）改进装配工艺流程

装配工序是把高品质材料和精细零部件转变为高可靠度产品的核心步骤，要打造标准化的装配工艺程序，清晰界定各个工序的操作准则、扭矩指标以及配合间隙条件，从而保障每一台设备装配的一致性[3]。

采用自动化的装配机器，可以降低人为操作所带来的误差，需要开展过程巡回检查以及关键环节的质量检验工作，涵盖在线扭矩测定、接触压力查验以及动作响应测验，第一时间察觉异常情况并反馈给工艺优化工作，把装配工艺优化与质量监控形成闭环关联起来，可最大程度减少人为因素以及装配差错给设备可靠性带来的影响，以此提高配电开关控制设备在复杂环境下长时间稳定运行的能力。

结论

本文系统分析了配电开关控制设备制造工艺对产品可靠性的影响，明确了材料选择、零部件加工精度、装配工艺、表面处理及质量控制在可靠性形成中的关键作用。针对性地提出优化策略，包括材料升级、精密加工、工艺改进和质量管理体系建设，为提升设备长期稳定运行提供了方法参考。未来，随着智能制造和自动化技术的发展，结合工艺优化与可靠性预测，可进一步实现配电开关控制设备的高可靠性和长寿命，为电力系统安全运行提供坚实保障。

参考文献：

[1] 邓杰锋 . 关于配电自动化系统实施起步的探讨 [J]. 广东科技 ,2009,18(22):153-154.

[2] 周寿康 ,12KV 输配电接地开关控制器 . 浙江省 , 浙江鉴丰电子科技有限公司 ,2020-08-13.

[3] 郇恩年 . 配电开关是行业中坚规模企业领跑市场 [J]. 电器工业 ,2004,(11):13-16.

作者简介：赵鹏（1987.7—），性别：男，籍贯：辽宁省营口市，民族：汉族，学历：硕士研究生，职称：中级工程师，研究方向：粉末冶金。