摘要：开关柜作为电力系统中的核心设备，其功能性和安全性至关重要。文章基于模块化理念对 KYN28-12 开关柜结构进行改进研究。对 KYN28-12 开关柜的结构进行详细剖析，找出其存在的主要问题，如设备自身体积大、维修不便等；引入模块化设计理念，将开关柜划分为若干模块，如线路模块、信号模块等。改进后的开关柜具有高度模块化特点，实现部件的标准化和一体化。这种开关柜能有效缩小设备占用空间，降低维修难度，还能优化资源配置，提升生产效率。结构优化后的 KYN28-12 型开关柜，在确保电气性能的前提下，提升自身的整体性能。本研究想法提供了一种基于模块化思维的开关柜优化设计方法，为该类设备的研发和创新提供了新的视角和思路。

关键词：模块化理念; KYN28-12 开关柜; 结构优化; 设备维修; 电气性能

1、开关柜的功能与现状

1.1 KYN28-12 开关柜在电力系统中的作用

KYN28-12 开关柜在电力系统中主要功能包括电能的接通与分断、故障保护以及电力设备的隔离与切换[1]。作为中压开关设备的一种，KYN28-12 开关柜以其可靠的性能和适用性广泛应用于多种电力场景。这类开关柜能够有效管理电流流动，确保电力系统在运行过程中的稳定性与安全性。在电力系统出现故障时，KYN28-12 开关柜能够迅速切断电源，保护设备及人员安全。它通过灵活的操作机制，实现不同电力设备之间的切换和隔离功能。KYN28-12 开关柜显著提高了系统的运行效率，为电力系统的维护与检修提供了便利条件。电力系统需求复杂多元，KYN28-12 开关柜凭借其设计的精度和可靠性，成为电力传输与分配中的关键设备，支持现代电网的高性能运行[2]。它能够匹配各类操作环境，进一步凸显了其在电力系统中的核心角色功能。

1.2 开关柜传统结构的技术瓶颈

KYN28-12 开关柜的传统设计存在许多复杂的技术难题，阻碍了开关柜在电力系统中的运行效率和功能表现。最明显的问题是开关柜体积过大，占用大量安装空间，导致使用场景受到诸多限制。其设计结构复杂繁琐，维修和维护过程异常麻烦，维修时需要长时间停止运行，干扰了电力系统的稳定运行，降低了维修人员的日常工作效率。部件缺乏统一标准，更换或修理时必须专门定制零件，明显增加了运行维护的成本和时间。

1.3 当前行业发展对开关柜的要求

电力行业发展对开关柜提出了高标准，体现在多个方面。智能电网建设需要开关柜具备强大的信息处理能力和智能运行功能，完成实时监控和数据交换的任务。随着城市化进程加快，电力系统要求设备布局更紧凑，空间利用率更高，因此开关柜的尺寸和占用空间需要改进设计方案。面对复杂的电力负荷和环境条件，开关柜的安全性和稳定性标准需要提升，以确保在苛刻的运行环境中维持高效性能和可靠表现。现代化电力工程要求设备维护和升级过程顺畅，减少运行维护成本支出，提升资源使用效率。

2、模块化设计理念的提出与应用

2.1 模块化设计理念的理论基础

模块化设计理念源于对复杂系统进行简化和优化的需求，其理论基础主要建立在系统工程和组合设计等学科的研究之上。模块化设计强调将复杂系统划分为若干功能独立的模块，每个模块能够独立设计、制造和测试。这种方法的核心思想是通过模块之间的标准接口实现模块的互换与再组合，从而形成灵活的系统架构。

2.2 模块化思想在电力设备中的典型应用

模块化设计在电力设备中应用广泛，它能使设备更具弹性、维修更方便，还能更好地利用资源，是一种非常重要的方法。在变电站和配电网系统中，模块化变压器和开关设备将系统划分为一个个功能模块，这样能提高设备安装的操作效率，使维修更加便捷。模块化设计在可再生能源发电领域表现出色，比如在风电场和光伏电站中，利用标准化的组件进行拼装，能够实现大规模生产，还能快速高效地完成安装。模块化电缆管理系统让各种电缆的配置和检查变得更加方便。在智能电网建设中，模块化设计有助于自动化终端设备的快速升级，使系统扩展更具弹性。它简化了电力设备的内部结构，在保证电气性能正常的同时，还能有效减少设备占用的物理空间。

3、KYN28-12 开关柜模块化结构优化方案

3.1 结构划分与模块化设计思路

模块化规划理念的核心在于最大程度提升设备的功能性和实用性，简化其操作和维护。将整个开关柜系统划分为多个独立模块，这些模块包括但不限于线路模块、信号模块和电源模块。每个模块均通过统一规范的接口进行连接，以保证整合时的高效率和适应性。每个模块间的接口设计需要考虑匹配性和可互换性，以提高维护便利性和拓展性能。模块的划分同时支持整个开关柜的布局优化，使各功能模块的位置实现最佳配置。

3.2 部件标准化与模块接口设计

在 KYN28-12 开关柜的模块化结构优化方案中，部件标准化和模块接口设计是实现模块化的关键部分[5]。制定统一的标准，可以保证每个模块能够互相兼容，替换起来更加方便，进而简化生产操作步骤，减少维护工作的复杂程度。模块接口设计需要注重电气连接的安全性和稳固性，确保不同模块的电气性能和信号传输保持稳定。接口设计采用符合行业标准的连接器和接口类型，使不同模块能够顺畅连接并正常运行，同时对开关柜的内部布局进行优化，简化安装和拆卸的过程，提高设备的可靠性和资源利用率。经过对部件标准化和接口设计进行优化，能够更便捷地进行后续的技术升级和新模块的加入，进而推动技术的演进。

结束语

本研究以模块化设计理念对 KYN28 - 12 开关柜进行结构优化，将开关柜划分为多个功能模块，使零件统一标准并整合功能。改进后的开关柜占用空间更小，日常维修难度降低，资源利用更合理，设备整体性能也更好。改进设计能够很好地保证电气性能，为电力设备的创新提供了稳定可靠的技术支持。模块化设计在零件连接牢固性和可靠性验证方面还存在一些不足，制造成本的增加可能会影响其大范围推广使用。未来研究方向包括使模块连接更牢固、抗干扰能力更强、改进成本控制方案、加入智能化技术、设计可定制的模块组合方案，让开关柜的模块化设计更适合广泛使用，同时显著提高经济益。

参考文献

[1]杨诗筱.基于结构改进的开关柜电气性能提升方法[J].大众用电,2020,0(02):29-30.

[2] 朱 高 伟 .KYN28-12 开 关 柜 二 次 回 路 设 计 [J]. 市 场 调 查 信 息 ： 综 合版,2020,(11):0185-0185.

[3]曹晓贝.KYN28-12 开关柜如何做到 5000A 散热分析[J].中文科技期刊数据库（引文版）工程技术,2021,(07).

[4]马力.KYN28 型中置开关柜电动化升级改造[J].电气时代,2023,(06):80-83.

[5]高强,汪丽丽,韩宝成,孟庆超.泰钢热电公司 KYN28-12 开关柜的改造[J].山东冶金,2020,42(01):77-78.

个人简介：徐洋 1987.07.23 女 汉 辽宁省盖州市 本科 机械中级 中高压开关柜