摘要：引进西门子公司核心技术，研发E-HOUSE（电气屋）产品，填补国内设计、生产、集成E-HOUSE产品的技术、工艺及产业化空白，并成功应用。

    0 引言
    E-HOUSE（电气屋）产品是目前在国际采矿业中最常见的一种户外供配电成套开关设备，虽然类似于预装式变电站，但又有着本质区别。其设计意图是给用户在电气设备安装、调试、启动等方面提供一套“便携式”的三电控制系统，实现现场安装、调试、试车工作量的最小化和工作范围的清晰化。通过引进西门子E-HOUSE产品的集成技术，进行E-HOUSE箱体及其配套产品的研发，形成适合国产化并具有自主知识产权的E-HOUSE产品，以满足高端客户对成套开关电气产品的需求。

    1 E-HOUSE方案
    E-HOUSE产品高度集成了高低压智能化开关控制技术、网络通信技术、可编程控制技术、高强度钢结构焊接技术、表面处理技术、箱体密封技术、箱内设备适时监控技术、智能化消防技术、工业空调系统技术等，具有智能化水平高，可靠性、安全性要求高的特点。目前，只有施耐德、西门子和ABB生产、销售过E-HOUSE产品，而国内还没有其它厂家研究过同类产品。鉴于此，引进西门子E-HOUSE产品核心技术—集成技术，并结合产品实际使用情况，提出了研发E-HOUSE产品及其配套产品技术方案。
    1.1 E-HOUSE箱体的研发
    E-HOUSE箱体研发内容涉及箱体结构、箱体材料、箱内设备布置等方面。其中，箱体结构设计包括箱体各受力点位置的确定、箱体各侧面及顶面的结构／强度设计、材料焊接工艺的确定、工程运输的受力计算；箱内设备布置设计包括高低压成套开关电器产品的排列、内部照明系统等配套设施的布置、智能型空调系统的配置、智能型消防报警系统的配置、所有配套产品发热量的模拟计算等。
    考虑到高低压开关柜在箱体内部需要有合理的检修空间，开关柜采用面对面布置方式，全部靠墙安装。E-HOUSE底部增加电缆夹层及电缆支架进行柜前维护。箱体的外形尺寸为20. 14m×4. 16m×3. 5m（长×宽×高），底部支架高度为2. 3m，总高度为5. 8m；两端各设有1个2m×2m（长×宽）平台，支架与箱体采用焊接方式固定。考虑到箱体运输的方便性与安全性，箱体采用左右两块组合拼接式结构。在箱体的结合拼接部位采用柔性连接器，既方便拆卸，又能保证箱体密封性能良好。
    1.2 E-HOUSE内部配套产品的研发
    SIVCON 8PT型415V低压开关柜配套方案简图如图1所示。根据负荷情况，415V低压配电系统采用SIVCON8PT型415V低压开关柜11台，其中4000A进线柜2台、4000A母联柜1台、300kvar电容补偿柜2台、变频器柜2台、抽屉柜4台。母线采用三相五线制，其中主母线规格为TMY-3×3（100×10）＋3×（100×10）＋（80×10），表面镀锡处理。电容补偿采用抽屉式模块化补偿单元。通过计算机软件模拟散热通道的设计，保证了电容、电抗的有效散热。对于多回路电机的变频调速控制，根据工艺联锁要求研发了一套PLC联动控制程序。

    2 技术解决方案
    （1）通过改进箱体制作工艺，使用高强度合金材料等，使箱体壁厚从75mm（西门子）减至70mm，在减轻自重的同时，确保了箱体结构强度。通过改进拼接工艺（主框架结构由单纯焊接工艺改为高强度铆接工艺与焊接工艺相结合），提高了箱体拼接精度（西门子标准为。镇（7±1）mm/10m，目前为。C（5±1）mm/10m）、密封性、防护等级（西门子标准为IP53，目前为IP54）等。
    （2）对E-HOUSE配套产品进行科学排布（母线桥连接采用电缆，有相同软件操作系统的配套产品尽可能布置在同一区域），可提高E-HOUSE的紧凑性（比西门子标准外形减小10%），降低有色金属及辅材消耗量（主母线铜排可减小1 000吨左右，电缆线可减小300m左右），减少发热点、空调电能消耗（每天每台约节省5okw·h）
    （3）利用无线测温原理，增加E-HOUSE箱体内发热点取样数量（比西门子增加11. 2%），可提高空调配置合理性，降低空调能耗。采用直接接触式测温与无线数据采集相结合技术，与智能化空调系统进行联动，可实现E-HOUSE箱体内温度的智能化控制。
    （4）研究出线负荷动作（如互锁动作、顺序动作、紧急动作）时间顺序，结合选矿设备先后动作关系，确定动作时间；通过设定时间控制元件参数，实现准确动作；通过改进开关设备控制原理实现E-HOUSE控制系统联动。
    （5）将西门子产品中不方便靠墙检修维护的固定式结构模组改为可抽出式结构，以方便模组的检修、维护。
    （6）对E-HOUSE配套产品中低压无功补偿装置结构进行改进，将西门子无功补偿模组单元中水平安装的接触器、电抗器改为垂直安装，模组的连接改为紧凑型维纳尔母线系统，从而改善了模组散热性能，扩大了检修空间。

    3 技术创新点
    （1）引进西门子E-HOUSE箱体制作工艺，提高箱体制作精度，确保箱体拼接后的密封性和保温性。内容涉及材料、板材加工工艺、箱体的结构强度、保温层厚度、运输起吊点的力学定位、外置工业空调数量、功率大小、安装方式（顶置、侧置）方案等，
    （2）确定E-HOUSE所有配套产品在箱内的空间排布最佳方案，降低有色金属及电缆使用量，实现E-HOUSE能耗最低、空间利用率最大化。
    （3）利用无线测温软件控制技术，实现E-HOUSE配套的高低压开关设备间、高低压开关设备与智能工业空调间、高低压开关设备与出线负荷间的联动控制。

    4 结束语 
    通过本项目的实施，开发了具有自主知识产权的E-HOUSE产品，填补了我国设计、生产、集成E-HOUSE产品的技术、工艺空白，为今后我国独立设计生产E-HOUSE产品提供了条件。目前，引进的E-HOUSE配套产品SIVACON 8PT低压开关柜技术已被消化、吸收，并实现了产品产业化。