基于弧形缓冲过渡的开关柜过门二次电缆布线研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.003

电器与能效管理技术 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (7): 18-24.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.003

基于弧形缓冲过渡的开关柜过门二次电缆布线研究

金天然¹, 蔡宁², 薛欢¹, 戴冬云², 王富敏³

1.国网安徽省电力有限公司经济技术研究院, 安徽合肥 230022
2.厦门理工学院电气工程与自动化学院, 福建厦门 361024
3.广东维能电气有限公司, 广东佛山 528253

收稿日期:2025-04-25 出版日期:2025-07-30 发布日期:2025-08-27
作者简介:金天然(1995—),女,工程师,硕士,研究方向为电力系统工程设计。|蔡宁(2000—),男,硕士研究生,研究方向为智能变`电站智能化研究。|薛欢(1989—),女,高级工程师,硕士,研究方向为电力系统工程设计。
基金资助:
国网安徽省电力有限公司经济技术研究院科技项目(B61209230018)

Research on Secondary Cable Wiring Across Switchgear Door Based on Arc-Shaped Buffer Transition

JIN Tianran¹, CAI Ning², XUE Huan¹, DAI Dongyun², WANG Fumin³

1. Economic and Technical Research Institute of State Grid Anhui Electric Power Co., Ltd., Hefei 230022, China
2. School of Electrical Engineering and Automation, Xiamen University of Technology, Xiamen 361024, China
3. Guangdong Vernon Electric Co., Ltd., Foshan 528253, China

Received:2025-04-25 Online:2025-07-30 Published:2025-08-27

摘要/Abstract

摘要：

针对过门二次电缆随仪表室门开合过程中的机械疲劳问题,提出一种基于弧形缓冲过渡的优化布线方案。通过增加过门线束预留长度并进行预弯折处理,构建弧形柔性结构,能够降低过门线束运动过程中20%的拉伸应变与34%的应力集中值,可有效提高线束柔韧性并延长绝缘层寿命。仿真实验及样机验证结果表明,所提方案有效提升了线束应变分布的均匀性,为智能开关柜的可靠运行提供了理论依据与实践指导。

关键词: 开关柜仪表室, 二次电缆, 弧形缓冲过渡, 机械疲劳, 布线优化

Abstract:

The mechanical fatigue issue of door-crossing secondary cables during the opening and closing of instrument compartment doors is addressed by proposing an optimized wiring scheme based on an arc-shaped buffer transition.By increasing the reserved length of door-crossing cables and implementing pre-bending treatment, a arc-shaped flexible structure is constructed, achieving a 20% reduction in tensile strain and a 34% decrease in stress concentration values during cable movement.Cable harness flexibility is effectively enhanced and insulation layer lifespan is extended.Simulation experiments and prototype verification results demonstrate that the proposed solution significantly improves the uniformity of strain distribution in cable harnesses, providing both theoretical foundations and practical guidance for ensuring the reliable operation of intelligent switchgear.

Key words: switchgear instrument compartment, secondary cable, arc-shaped buffer transition, mechanical fatigue, wiring optimization

中图分类号:

TM591

金天然, 蔡宁, 薛欢, 戴冬云, 王富敏. 基于弧形缓冲过渡的开关柜过门二次电缆布线研究[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(7): 18-24.

JIN Tianran, CAI Ning, XUE Huan, DAI Dongyun, WANG Fumin. Research on Secondary Cable Wiring Across Switchgear Door Based on Arc-Shaped Buffer Transition[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2025, 0(7): 18-24.

图/表 16

图1

表1

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参考文献 18

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功能划分	线缆横截面积/mm²	电缆类型
计量(电压)	2.5	单芯铜导线
计量(电流)	4.0	单芯铜导线
装置电源	2.5	黑色多股软铜导线
控制、信号回路	2.5	黑色多股软铜导线
通信回路	2.0×1.0	屏蔽双绞线
接地线	4.0	黄绿多股软铜导线

过门方式	最大应力集中值/MPa	拉伸应变ε	疲劳寿命/次
直接过门	4.50	0.020	32 000
弧形缓冲过渡过门	2.86	0.016	50 000+

对比项	直接过门布线	编织套管保护过门	本文方案
单柜布线人工工时/h	2.5	3.8	2.7
电缆相关物料成本	基准值	+12%	+5%

基于弧形缓冲过渡的开关柜过门二次电缆布线研究

Research on Secondary Cable Wiring Across Switchgear Door Based on Arc-Shaped Buffer Transition

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