防水型電氣控制柜的設(shè)計(jì)

張雪峰　石亮亮　石俊杰

摘 要：防水型電氣控制柜是對(duì)傳統(tǒng)電氣控制柜防護(hù)裝置的改良和升級(jí)，其與現(xiàn)有技術(shù)比較具有三大優(yōu)點(diǎn)。本文探討了防水型電氣控制柜的設(shè)計(jì)思路及制作技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：電氣控制柜 防塵防水器 過濾網(wǎng)

筆者在帶學(xué)生參加企業(yè)實(shí)踐的過程中，發(fā)現(xiàn)紡織設(shè)備的電氣控制柜的使用越來越普遍。在紡織企業(yè)的生產(chǎn)車間中，高溫、粉塵和水汽等都會(huì)對(duì)電子元件的使用壽命產(chǎn)生影響，因此采用一定的裝置對(duì)電氣控制柜進(jìn)行通風(fēng)散熱，同時(shí)采取措施防止灰塵進(jìn)入電氣控制柜很有必要。而許多紡織設(shè)備的電氣控制柜通風(fēng)散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠完善，在具備防塵措施（過濾網(wǎng)防塵）的同時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊水濺的防護(hù)，造成電氣元件壽命縮短和電氣故障率高。筆者開始思考如何解決上述問題。經(jīng)過企業(yè)人員和師生的共同努力，此設(shè)計(jì)得以完成，并申請(qǐng)了國家專利。

一、設(shè)計(jì)目的

設(shè)計(jì)一種同時(shí)具備防塵防水功能、防護(hù)等級(jí)高、結(jié)構(gòu)簡單、拆裝維護(hù)方便、結(jié)構(gòu)合理的防水型電氣控制柜。

二、設(shè)計(jì)思路

防水型電氣控制柜在柜體的柜壁上設(shè)有安裝洞，安裝洞的頂部通過鉸鏈安裝有防塵防水器。所述的防塵防水器為盒裝結(jié)構(gòu)，其盒體外側(cè)壁下部設(shè)有第一出風(fēng)口，第一出風(fēng)口后方的第一安裝架上安裝有第一百葉窗；其盒體內(nèi)側(cè)壁上部設(shè)有第二出風(fēng)口，第二出風(fēng)口后方的第二安裝架上安裝有第二百葉窗。所述的盒體內(nèi)壁的頂部及底部分別對(duì)應(yīng)設(shè)有一插槽，插槽內(nèi)裝有灰塵過濾網(wǎng)，盒體頂部中央開有濾網(wǎng)插口。所述的安裝洞下方的柜壁為斜角壁，所述的斜角壁上安裝有密封墊。

三、設(shè)計(jì)示意圖

圖1 整體結(jié)構(gòu)示意圖

1-柜壁 2-防水防塵器

圖2 防塵防水器安裝結(jié)構(gòu)示意圖

1-柜壁 2-防塵防水器 3-第一安裝架 4-第一百葉窗 5-第二安裝架 6-第二百葉窗 7-第一出風(fēng)口 8-第二出風(fēng)口 9-插槽 10-灰塵過濾網(wǎng) 11-斜角壁 12-密封墊 13-安裝洞 14-濾網(wǎng)插口

四、具體實(shí)施辦法

如圖1、圖2所示，防水型電氣控制柜柜體的柜壁1上設(shè)有安裝洞13，安裝洞13的頂部通過鉸鏈安裝有防塵防水器2。所述的防塵防水器2為盒裝結(jié)構(gòu)，其盒體外側(cè)壁下部設(shè)有第一出風(fēng)口7，第一出風(fēng)口7后方的第一安裝架3上安裝有第一百葉窗4；其盒體內(nèi)側(cè)壁上部設(shè)有第二出風(fēng)口8，第二出風(fēng)口8后方的第二安裝架5上安裝有第二百葉窗6。所述的盒體內(nèi)壁的頂部及底部分別對(duì)應(yīng)設(shè)有一插槽9，插槽9內(nèi)裝有灰塵過濾網(wǎng)10，盒體頂部中央開有濾網(wǎng)插口14。所述的安裝洞13下方的柜壁1為斜角壁11，所述的斜角壁11上安裝有密封墊12。

1.防塵

當(dāng)帶有灰塵的氣體進(jìn)入電氣控制柜時(shí)要經(jīng)過防塵防水器，氣體要經(jīng)過第一出風(fēng)口的第一百葉窗，由于百葉窗葉片向下開口45°，所以大顆粒較重灰塵將無法進(jìn)入第一百葉窗，帶有較輕灰塵的氣體進(jìn)入第一出風(fēng)口后遇到灰塵過濾網(wǎng)，灰塵及物體被過濾掉。通過的氣體再經(jīng)過第二百葉窗，第二百葉窗的葉片也是向下開口45°，通過第二出風(fēng)口的氣體經(jīng)過這種錯(cuò)位的出風(fēng)口被完全過濾，保證了防塵過濾率。

2.防水

當(dāng)柜外有水濺射到防塵防水器上時(shí)，遇到第一出風(fēng)口和第一百葉窗，由于百葉窗葉片向下開口45°，所以水滴無法通過第一百葉窗。當(dāng)有水滴成45°濺入第一出風(fēng)口，通過第一百葉窗，濺入的水滴會(huì)遇到過濾網(wǎng)，被過濾網(wǎng)過濾下的水滴將順著過濾網(wǎng)流到防塵防水器底部，通過第一百葉窗和第一出風(fēng)口而流出防塵防水器，由于防塵防水器底部安裝在斜角壁上并安裝有密封墊，所以水會(huì)直接流出柜體。當(dāng)有水滴通過過濾網(wǎng)到達(dá)第二出風(fēng)口時(shí)，則也會(huì)被第二百葉窗阻擋，流回防塵防水器，最后流出柜體，最終實(shí)現(xiàn)防水功能。

五、與現(xiàn)有技術(shù)比較

這一設(shè)計(jì)與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)。

1.同時(shí)具備防塵防水的功能

這一設(shè)計(jì)一改過去電氣控制柜通風(fēng)散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠完善，只能防塵，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊水濺防護(hù)的缺點(diǎn)。過去防塵僅采用過濾網(wǎng)防塵，防塵效率低，結(jié)構(gòu)簡單，過濾網(wǎng)容易被灰塵塞滿而無法通風(fēng)散熱，無防水功能。設(shè)計(jì)對(duì)電氣控制柜的防護(hù)進(jìn)行了完善，使其具備防塵防水功能。

2.清洗或更換灰塵過濾網(wǎng)方便快捷

過去用螺釘固定金屬篩網(wǎng)，金屬篩網(wǎng)蓋住防塵網(wǎng)等形式，拆除和清洗極不方便。防塵防水器運(yùn)用鉸鏈鏈接，并采用插槽式，可直接拆除，直接推開防塵防水器，從濾網(wǎng)插口抽出灰塵過濾網(wǎng)即可，極為方便。

3.防塵效果好

通過設(shè)置上下錯(cuò)位的出風(fēng)口，有效提升過濾網(wǎng)對(duì)灰塵的過濾率，避免灰塵進(jìn)入柜體內(nèi)，減少電氣柜故障發(fā)生率。

4.防護(hù)等級(jí)高

根據(jù)IEC的標(biāo)準(zhǔn)本設(shè)計(jì)的電氣控制柜的防護(hù)級(jí)別，這一設(shè)計(jì)將防護(hù)級(jí)別由過去的IP30提升到IP55。IP30中3表示防止大于2.5mm的固體物侵入，防止直徑或厚度大于2.5mm的工具、電線或類似的細(xì)節(jié)小外物侵入而接觸到燈具內(nèi)部的零件；0表示無防水防護(hù)。IP55中第一個(gè)5表示防塵完全防止外物侵入，雖不能完全防止灰塵進(jìn)入，但侵入的灰塵量并不會(huì)影響燈具的正常工作；第二個(gè)5表示防止噴射的水侵入，防止來自各方向噴嘴射出的水進(jìn)入燈具內(nèi)造成損害。安全防護(hù)級(jí)別的提升為安全生產(chǎn)提供了保障。

防水型電氣控制柜的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了防塵防水功能，它具有結(jié)構(gòu)簡單、拆裝維護(hù)方便、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理、防塵防水效果明顯、防護(hù)等級(jí)高、原理可推廣的特點(diǎn)，達(dá)到了提供一種同時(shí)具備防塵防水功能的電氣控制柜的設(shè)計(jì)目的。此設(shè)計(jì)是企業(yè)技術(shù)人員和學(xué)校師生共同完成的，是校企合作和產(chǎn)、學(xué)、研融為一體的成果。

（作者單位：河源市高級(jí)技工學(xué)校）