電氣控制柜設(shè)計與施工

【摘 要】電氣控制柜是地鐵設(shè)備的核心技術(shù)，并將地鐵設(shè)備的電源、線路等裝置及其保護(hù)裝置都設(shè)置在電氣控制柜中，這就決定了地鐵設(shè)備電氣控制柜設(shè)計的科學(xué)性、功能性。本文將基于電氣控制柜設(shè)計與施工展開探析，以期能提升電氣控制柜技術(shù)的應(yīng)用效用。

【關(guān)鍵詞】電氣;控制柜;設(shè)計;施工

引言

電氣控制柜的功能多樣、設(shè)計復(fù)雜，其對整個電氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，具有直接性、決定性影響，其同樣也是地鐵設(shè)備的重要構(gòu)件。受地鐵項目系統(tǒng)設(shè)備尺寸、應(yīng)用空間、設(shè)備種類等因素的影響，電氣控制柜的設(shè)計組成、設(shè)計布局、設(shè)備接口等都需要進(jìn)行靈活科學(xué)的調(diào)整，以此提升電氣控制柜輸出效能與地鐵設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的相匹配性，進(jìn)而保障地鐵項目的正常穩(wěn)定、安全高效運行。

一、電氣控制柜柜體設(shè)計與施工

電氣控制柜柜體設(shè)計，需分析整合地鐵設(shè)備的結(jié)構(gòu)及運行要求等數(shù)據(jù)，以此確定合適的柜體大小，確保電氣控制柜尺寸與其他地鐵設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的互不影響?？赏ㄟ^地鐵項目設(shè)計總圖、技術(shù)規(guī)范等確定柜體的主框架設(shè)計，根據(jù)地鐵設(shè)備電氣系統(tǒng)原理圖梳理整合，電氣控制柜內(nèi)需設(shè)置的設(shè)備類型、數(shù)量等，然后再合理規(guī)劃確定設(shè)備安裝區(qū)域，完成電氣控制柜柜體內(nèi)的初步布局。柜內(nèi)設(shè)備構(gòu)件可通過焊接的施工方式完成零部件的裝配連接，同樣也可以用焊接的施工方式進(jìn)行柜內(nèi)設(shè)備的固定。[1] 電氣控制柜柜體設(shè)計中需明確布線施工路徑設(shè)計，而且柜內(nèi)布線主線束的設(shè)計需規(guī)避閉合結(jié)構(gòu)。電氣控制柜柜體材料需采用厚為 3 mm鋁合金材質(zhì)，其與地鐵車體接口處的支架須選取不銹鋼材料。

二、電氣控制柜布線設(shè)計與施工

（一）電氣控制柜布線固定設(shè)計與施工

地鐵設(shè)備電氣控制柜布線設(shè)計與施工時，須注意柜體外部和線槽內(nèi)的線路都需要進(jìn)行機械固定，以此來確保布線及電氣控制柜運行的安全可靠。對電力型號、多芯型號和束合型號的電纜進(jìn)行水平方向布線時，需要每間隔 30cm就進(jìn)行一次機械固定，在對其進(jìn)行垂直方向方向布線時，需要每間隔50cm就進(jìn)行一次機械固定;對單芯型號電纜進(jìn)行電源連接單獨布線時，需要每15 cm就進(jìn)行一次機械固定，以確保電纜布線的穩(wěn)定性、牢固性。電纜布線施工中采用的固定附件，應(yīng)避免安裝在經(jīng)常移動或替換的構(gòu)件上，而且要保障固定附件的連接獨立性，降低固定附件的活動、脫落風(fēng)險。電纜布線附近區(qū)域的線槽、支架等構(gòu)件的斷面處需要用防水膠帶、膠皮等進(jìn)行纏繞隔離，規(guī)避電纜的割傷磨損可能性。

（二）電氣控制柜布線間距設(shè)計與施工

電氣控制柜布線設(shè)計與施工時，要注意不同等級電纜布線時要保持間距隔離，例如，第一級音頻和高頻信號傳輸線纜之間應(yīng)保持3cm以上的布線間隔距離;第四級音頻與之前等級的音頻信號傳輸線纜之間的布線隔離距離應(yīng)保持 10cm以上;第五級音頻與之前等級的音頻信號傳輸線纜之間的布線隔離距離應(yīng)保持在15 ～ 20cm的范圍。電氣控制柜內(nèi)的安裝設(shè)置的電氣設(shè)備，需要設(shè)計接地線連接，可通過與連接器外殼連接、短接匯流排連接、屏蔽層連接等方式進(jìn)行接地設(shè)計，值得注意的是接地設(shè)計、跨接線、跨接帶等都需要遵循異常電流下，電壓降幅不超過25V的原則進(jìn)行選擇確定。電氣控制柜布線設(shè)計與施工時，應(yīng)注重電纜的質(zhì)量、性能選擇，選擇的電纜最小彎曲半徑應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定要求，例如，電纜直徑小于2cm時，其彎曲半徑應(yīng)大于電纜外徑的3倍;電纜直徑大于2cm，其彎曲半徑應(yīng)大于電纜外徑的5倍。此外，電氣前期控制柜網(wǎng)絡(luò)電纜的最小彎曲半徑須小于7cm.

（三）電氣控制柜布線電磁兼容設(shè)計與施工

電氣控制柜布線設(shè)計與施工時，還需要考慮電磁兼容層面問題，以規(guī)避電纜布線時出現(xiàn)電磁干擾的現(xiàn)象。電場耦合、磁感應(yīng)耦合等是最為常見的電磁干擾現(xiàn)象，可通過合理的、科學(xué)的布線對其電磁干擾因素進(jìn)行抑制，同時提升電纜自身的抗電磁干擾性能，可更大限度的降低外部電磁干擾影響。[2]電氣控制柜柜體的側(cè)面因空間受限不能留有間距的情況下，可通過設(shè)置隔板的方式對電磁干擾進(jìn)行隔離?，F(xiàn)階段電氣控制柜布線設(shè)計與施工的電纜布線布局多采用三相電源線路系統(tǒng)布線設(shè)置在左側(cè)，直流電源系統(tǒng)布線設(shè)置在右側(cè)的設(shè)計施工方式，當(dāng)存在不同類型線路交叉情況時，一般情況下會采取垂直交叉的設(shè)計施工方式，以此讓電纜布線與電氣設(shè)備之間構(gòu)成最小化的布局環(huán)路。

三、電氣控制柜柜內(nèi)設(shè)備連接設(shè)計與施工

電氣控制柜柜內(nèi)設(shè)備需根據(jù)元件性質(zhì)、子系統(tǒng)分屬等規(guī)劃不同安裝區(qū)域，并進(jìn)行彼此之間的隔離，在該基礎(chǔ)上根據(jù)其區(qū)域布局再設(shè)計相對應(yīng)的接口及電纜布局，以此確定設(shè)備接口設(shè)置合理性及電纜布局的科學(xué)性。常規(guī)設(shè)計下，電氣控制柜柜內(nèi)設(shè)備布局自下至上劃分為底架引上線路交匯區(qū)域、大設(shè)備設(shè)置區(qū)域區(qū)、小設(shè)備設(shè)置區(qū)域、側(cè)面線槽布局區(qū)域區(qū)、柜體連接器安裝區(qū)域等[3]。外部線路由上部連接器對接引入電氣控制柜，在分線處與相應(yīng)柜內(nèi)設(shè)備的連接器連接，通過側(cè)面線槽走線，根據(jù)與其相連接的柜內(nèi)設(shè)備安裝位置選擇對應(yīng)的位置出線，進(jìn)而完成與柜內(nèi)設(shè)備的連接，而設(shè)備引出線路則需要通過柜體下部引上線孔引出。

總結(jié)

電氣控制柜的設(shè)計組成、設(shè)計布局、設(shè)備接口等都需要根據(jù)項目系統(tǒng)設(shè)備尺寸、應(yīng)用空間、設(shè)備種類等，進(jìn)行靈活科學(xué)的調(diào)整，保障其最佳輸出效能與穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)。電氣控制柜技術(shù)可對設(shè)備安裝、電纜布線、信號輸入等進(jìn)行集中性安裝管理，是電氣系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步，同時也為地鐵項目的優(yōu)質(zhì)運轉(zhuǎn)提供了顯著的助力作用，是地鐵項目運轉(zhuǎn)和發(fā)展中的核心應(yīng)用技術(shù)。電氣控制柜柜體設(shè)計應(yīng)用在地鐵項目中，需分析整合地鐵設(shè)備的結(jié)構(gòu)及運行要求等數(shù)據(jù)，確定柜體的主框架設(shè)計及柜體內(nèi)的初步布局，確保電氣控制柜安裝運行其他地鐵設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)互不影響。在開展電氣控制柜布線設(shè)計與施工時，需嚴(yán)格按照既定規(guī)范，保障電纜的質(zhì)量性能、固定電纜布線、保持不同布線的間距隔離，規(guī)避電磁兼容問題對電氣控制柜運行使用造成的影響。在對電氣控制柜柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行連接設(shè)計與施工時，應(yīng)尤為注重設(shè)備進(jìn)線及出線線路的布局，確保電氣控制柜技術(shù)可高質(zhì)高效的發(fā)揮效用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王野.列車電氣控制系統(tǒng)升級方案設(shè)計與研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020（09）：139-140.

[2]楊沛山.地鐵機電安裝工程電氣施工工藝與控制管理[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（28）：132.

[3]劉曉軒.地鐵車輛電氣布線組裝工藝分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（24）：115-116.

作者簡介：

王碩，1993年12月20日，男，漢族，山東省棗莊市，本科，助理工程師，研究方向：軌道交通車輛電氣柜結(jié)構(gòu)設(shè)計。