戶外機柜結構優化設計

袁江磊+袁靜海+李松磊

摘 ?要：戶外機柜對人們的生產、生活非常重要，其易受到外部環境的影響，因此，人們對戶外機柜的安全性、可靠性和耐用性等方面的要求較高。想要滿足用戶的要求，就必須對戶外機柜的結構設計進行優化，使其更好地適應環境的變化。以許繼電氣股份有限公司為例，對戶外機柜的結構優化設計進行了分析和研究，以期對本公司的戶外機柜結構設計提供一些參考。

關鍵詞：戶外機柜;結構優化設計;氣候條件;電阻

中圖分類號：TH122 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.133

機柜的強度學、動力學與其使用壽命有著重要的聯系，因此，要想研究戶外機柜結構優化設計，必須從機柜的強度和動態性方面展開研究。只有這樣，才能實現機柜結構設計的動態性和耐用性。機柜的結構決定著機柜的質量和使用壽命，只有在戶外機柜的結構設計和性能方面進行提升，才能使戶外機柜更好地適應露天工作環境。因此，加強戶外機柜結構的優化設計勢在必行。

1 ?戶外機柜結構設計中應考慮的問題

在進行戶外機柜結構設計時，一定要認識到最主要的問題——戶外機柜承受的環境壓力要比室內大。影響戶外機柜的因素主要包括氣候條件、生物條件、化學物質的活性條件、機械活性條件和電磁環境條件等。在設計時，應主要考慮以下5個方面的問題：①滿足戶外機柜的尺寸標準，從而實現機柜設備的標準化和系列化。②戶外機柜的密封。露天工作環境中，密封是首先要解決的問題。③戶外機柜內部溫度和濕度的控制。濕熱環境會縮短設備的使用壽命。④電磁兼容性和安全接地等物理方面的考慮。應提高機柜抗的干擾能力。⑤戶外機柜的材料和表面涂覆。可提高機柜的抗腐蝕性。

2 ?戶外機柜的結構形式和設計要求

戶外機柜的結構豐富多樣，從形式上看，大體可以分為插箱、功能單元和內部零件等。戶外機柜的結構決定著機柜的安全性、可靠性和穩定性，這就要求加強對結構的優化設計，使戶外機柜排除外界環境的干擾，保證設備正常運行。戶外機柜的制造材料也比較重要，目前，鋼和鋁合金是戶外機柜使用的主要材料。

2.1 ?鋼型材料制成的機柜

鋼型材料機柜可滿足機柜硬度和剛度的要求，其承壓能力和適應能力都比較強，結構設計也比較簡單，有利于實現機柜的專業化和標準化。但易變形，且機柜內部清理困難，防腐性較弱。

2.2 ?鋁合金材料制成的機柜

機柜的框架除了操作面其他均由蓋板和側板組成。鋁合金組成的機柜多由螺釘連接，為了增加連接的穩定性，還專門增設了連接塊。鋁合金材料組成的機柜具有重量輕、外型美觀和電阻小等特點。但因截面的設計精度低、連接性較弱等原因，只能運用在輕型設備中。

3 ?戶外機柜結構設計的要求和重要性

3.1 ?執行標準化模式

目前，我公司機柜設計依據的標準是國家規定的現行標準GB 7267（電力系統保護屏尺寸）。執行標準模式可提高機柜的質量和工作效率，為機械維護和檢查提供幫助。

3.2 ?操作應簡單，并定期維修

要加強對戶外機柜結構的精密性設計，使之更加人性化，符合人的要求和習慣，從而方便操作和使用。此外，還要注意滿足方便裝卸的要求。

3.3 ?實現產品的技術指標

在設計機柜時，要重視機柜箱體的硬度和剛度，避免各個零件之間因箱體變形而產生電器接觸不良，進而影響電氣運行的穩定性。在不同的環境下，要根據實際情況采取一定的方法提高設備的安全性、穩定性和耐用性，以保障技術指標的正常實現。

4 ?戶外機柜結構設計的理論模式

隨著技術的不斷進步，有限元方法得到了廣泛應用和發展。有限元法與應用軟件的配合為機柜結構設計提供了功能上的借鑒和參考。同時，有限元模式為機柜設計中使用的軟件提供了參數標準，使設計更加科學化和標準化。由于，人們對機柜性能的要求不斷提高，傳統的技術手段已無法滿足這一需要，所以，在進行系統設計時，要收集足夠的資料和信息，并在動力學的基礎上發明機柜系統，同時，將傳遞函數作為參考函數，使設計更加精確。

5 ?結束語

隨著經濟的快速發展和科學技術水平的不斷提高，機柜設備的功能也在不斷的提高和完善，結構更加精巧、復雜，傳統技術已經無法滿足設計要求。在信息技術不斷發展的背景下，我公司的設計人員已經開始使用微機輔助設計，同時，在不斷尋求網絡創新技術，從而完善設計。有限元分析法是機柜結構設計的主要方法，能提高設計的動力性和穩定性，從而抵抗環境帶來的不良影響，保障機柜正常運行。本文對機柜結構優化設計的研究有利于提高機柜結構設計水平，使機柜設備更好地為人們服務。

參考文獻

[1]張鈺.戶外機柜結構設計中應考慮的問題[J].電子機械工程，2000（4）：12-14.

〔編輯：張思楠〕

Outdoor Cabinet Structural Optimization Design

Yuan Jianglei， Yuan Jinghai， Li Songlei

Abstract： The outdoor cabinets for people's production and life is very important， it is easy to be affected by the external environment， so people on the outdoor cabinet high safety， reliability and durability requirements. Want to meet user requirements， it is necessary to design the outdoor enclosure were optimized to better adapt to environmental changes. In Xuji Electric Co.， for example， for outdoor cabinet structure optimization design analysis and research， in order to provide some reference to the company's outdoor cabinet structure design.

Key words： outdoor cabinets; structural optimization design; weather conditions; resistor