一種小型電器柜的設(shè)計(jì)

張秀麗

摘 要：本文主要介紹了一種小型電器柜的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：公鐵車(chē);電器柜;設(shè)計(jì)

1 概述

本文介紹的小型電器柜主要用于公鐵兩用車(chē)，公鐵車(chē)用于鐵路作業(yè)，公路轉(zhuǎn)場(chǎng)，是一種新型的產(chǎn)品。電器柜集成了公鐵車(chē)大部分的小型電器元件，包括繼電器、接觸器、斷路器、電壓變送器、電流變送器等。

電器柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，首先考慮電氣布置，然后依據(jù)此電器件布置去設(shè)計(jì)柜體鋼結(jié)構(gòu)。采用高低壓電器件分離、交直流分開(kāi)的設(shè)計(jì)思路，保證空間布置合理，結(jié)構(gòu)牢固可靠，集成度高，節(jié)省電氣空間。

2 電器布置

首先制作電器柜的元器件清單：從原理圖中挑出電器柜的元器件，標(biāo)明型號(hào)、廠家、技術(shù)參數(shù)、安裝方式、外形尺寸及重量等，然后在CAD中畫(huà)出各個(gè)元器件的外形和安裝尺寸圖，再按高低壓分開(kāi)、交直流分開(kāi)的原則布置電器件的安裝位置。

電器柜中的元器件多是繼電器、接觸器、斷路器、電壓變送器、電流變送器等，通過(guò)查樣本得知，這些電器件大都有導(dǎo)軌安裝和螺釘安裝2種方式，我選擇了導(dǎo)軌安裝方式，現(xiàn)場(chǎng)安裝、后期更改都方便。在高壓低壓、直流交流分開(kāi)的基礎(chǔ)上，盡量把走線較近的電器件布置在一起;同類(lèi)接觸器、斷路器、變送器布置在一起。

電器柜外形尺寸600長(zhǎng)× 500寬× 750高，是以往的電器柜里尺寸最小的一款產(chǎn)品，公鐵車(chē)整車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就限定了電器柜的安裝空間，柜門(mén)只能采用插卡式安裝，要求柜門(mén)是可以取下拿走的。所以門(mén)內(nèi)里無(wú)法布線，也就不能安裝電器件，如何在這么小的柜中布置21個(gè)電器件及2組端子排且高低壓、交直流都要分開(kāi)是一個(gè)難題，思慮再三，選擇了燒焊螺栓、絕緣板安裝的方式---柜內(nèi)三面燒焊螺栓，電器件安裝于絕緣板上，絕緣板用螺母固定于燒焊螺栓上。這種安裝方式，更改維修都很方便，如此最后電器件就分為3面安裝布置，左側(cè)面是低壓電器件，中間一面是高壓電器件和2組端子排，右側(cè)面是交流電器件。如下圖：上圖中，A-A為低壓電器件，B-B為交流電器件，C-C為高壓電器件及端子排布置圖。

然后依據(jù)此電器件布置去設(shè)計(jì)柜體鋼結(jié)構(gòu)。

3 柜體結(jié)構(gòu)

首先考慮材料選型，柜體結(jié)構(gòu)采用角鋼（L30X30X3-Q235-B）組焊骨架，后選用2mm鋼板折彎點(diǎn)焊在骨架上組成電器柜整體骨架。由于安裝孔位置在車(chē)體已固定，故增加底架組成橫梁用于安裝及加固底架，如下圖：

其次，門(mén)組成采用2mm厚鋼板，底部設(shè)計(jì)卡座，為節(jié)省空間，門(mén)組成采用插卡式安裝，方便人員開(kāi)門(mén)檢查電器件。門(mén)四周都安裝了橡膠條，防止在運(yùn)行過(guò)程中柜門(mén)產(chǎn)生晃動(dòng)。

4 整改

電器柜在設(shè)計(jì)出圖的時(shí)候原理圖還在不斷更改中，無(wú)法明確電器件最終的數(shù)量和各電器件及端子排最終的走線，所以預(yù)留了很大的安裝空間，電器件四周也設(shè)計(jì)了充足的綁線架。后來(lái)根據(jù)原理圖的改動(dòng)，電器柜增加了3個(gè)繼電器，取消了一個(gè)電源模塊，更改了幾個(gè)電器件型號(hào)。由于電器件我選擇的都是導(dǎo)軌安裝方式、絕緣板模塊固定，所以這些更改非常方便，圖紙更新極少。

由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，綁線架過(guò)多，各個(gè)面的綁線架、電器件布置都空間緊張。后來(lái)根據(jù)最終版原理圖，逐個(gè)梳理電器件與端子排的線路走向，取消了6根綁線架。

另外，在柜體鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)中發(fā)現(xiàn)：2塊端子排安裝板距離其周?chē)纳?、中、?跟綁線架間距過(guò)小，中間的綁線架無(wú)法走線，最終取消了中間的綁線架，把端子排安裝板寬度縮小，使上、下2根綁線架距端子排安裝板有足夠的走線空間。

5 結(jié)束語(yǔ)

電器柜的設(shè)計(jì)，主要考慮到以下問(wèn)題：

（1）同一型號(hào)產(chǎn)品應(yīng)保證組裝一致性，如電器柜中的3個(gè)電壓變送器和3個(gè)電流變送器都是采用導(dǎo)軌安裝方式。

（2）組裝產(chǎn)品應(yīng)符合以下條件：

a）操作方便。元器件在操作時(shí)，不應(yīng)受到空間的妨礙，不應(yīng)有觸及帶電體的可能。

b）維修容易。能夠較方便地更換元器件及維修連線。

c）各種電氣元件和裝置的電氣間隙、爬電距離應(yīng)符合GB4793.1-2007的規(guī)定。

d）對(duì)于特殊電器件的安裝，安裝距離應(yīng)符合元件規(guī)定。如變送器在有強(qiáng)磁干擾的環(huán)境中使用時(shí)，請(qǐng)注意輸入線的屏蔽，輸出信號(hào)應(yīng)盡可能短。集中安裝時(shí)，最小安裝間隔橫向不應(yīng)小于50mm，豎向不應(yīng)小于80mm;圖中的電流變送器JK1、JK3、JK5和電壓變送器JK2、JK4、JK6，電器件之間距離為60mm。

e）所有電器元件及附件，均應(yīng)固定安裝在支架或底板上，不得懸吊在電器及連線 上。

f）安裝因振動(dòng)易損壞的元件時(shí)，應(yīng)在元件和安裝板之間加裝橡膠墊減震。柜體出線部分為防止鋒利的邊緣割傷絕緣層，必須加塑料護(hù)套。

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