軍用方艙配電箱的設計

王霜 高賢龍

（陜西省西安市航天科工集團第六研究院二一O所，陜西西安 710065）

軍用方艙配電箱的設計

王霜 高賢龍

（陜西省西安市航天科工集團第六研究院二一O所，陜西西安 710065）

在軍用電子設備方艙中，經常需要為專業的設備進行電能分配，作為電能分配的配電箱同其他行業的配電箱之間有著很大的不同，首先要滿足專業系統的配電需要，也要能夠適應復雜的運輸環境。本文通過電子設備方艙配電箱的基本原理入手，總結了軍用實踐中積累的電子設備方艙配電箱設計方法，從箱體的剛強度、抗沖擊震動、散熱、絕緣、接地、維修等方面進行考慮，提出了建設性的設計建議。

軍用方艙 配電箱 設計

軍用方艙的配電箱在實際應用中具有非常重要的作用，因此對于方艙配電箱的設計環節也提出了各種為適應特殊環境和用途的需求。如何設計出實用的方艙配電箱一直是專業人士關注的問題［1］。配電箱是方艙電氣控制系統的總控制箱，將電能進行分配，同時又能夠對用電設備進行統一控制。對過載、過壓、漏電、短路等異常起到保護作用的一種集成配套裝置。一般來說，配電箱由開關部件、測量部件、電氣保護部件、箱體及輔助設備等構成。其正常工作時能夠通過手動或自動模式進行通、斷電路。當供電系統出現故障時，可以通過保護及時斷電并報警，箱體內的測量裝置能夠對各種參數進行顯示，對偏離工作范圍內的狀態進行提示。

在各類方艙中電氣設備數量較多，因此必須通過配電箱對電能進行分配。從功率上看，配電箱從幾千瓦到數百千瓦不等；從安裝形式上來看，可以分為大型配電柜和標準配電組合、掛式或其他形式；而從電源方面來看，又分為單相交流供電、直流供電以及三相交流供電等。

而軍用方艙在設計時出于機動性的考慮［2］，往往方艙內的配電箱在設計上不同于一般民用配電箱，根據其結構形式基本上可以歸納為兩種：壁掛式（配電箱）、機架式（配電組合）。配電箱（或配電組合）面板裝有輸入電源指示燈、電壓表、電流表、頻率表，選擇開關，總電源開關，各負載斷路器等。本文以30千瓦以下的壁掛式配電箱來討論其結構設計。配電箱結構設計軍用方艙配電箱在設計時為了滿足軍用需要，往往從箱體的剛強度、抗沖擊震動、散熱、絕緣、接地、維修等方面進行考慮。

1 箱體設計

配電箱是各種電氣設備及器件的裝載體，要能夠經受整個箱體內電氣設備及器件的重量，因此對于箱體的要求在強度上就顯得尤為重要。考慮到箱體的重量，如果太大，就需要根據實際情況進行局部范圍的加強，這樣才能夠保障電氣設備及器件在特殊環境或運輸過程中不會造成箱體破損的情況發生。

制作箱體的材料要選用優質鋼板，這種材質重量較輕，而且其強度較高，便于加工，能夠按照圖紙要求展開下料后折彎，拼焊成箱體以及門兩個部分。

方艙壁內應預先埋置加強筋，提高艙壁載重量。在方艙壁合適位置上開四至六個螺紋孔，通過螺紋孔將箱體的背板同方艙壁進行連接，各種設備及器件采用螺紋孔進行連接，確保了設備及器件的安裝強度和穩定性，方便安裝及拆卸。軍用方艙在特殊環境下運輸，其運輸途中會產生較大的撞擊力和沖擊力，配電箱箱體內設備及器件的安裝配件需要進行穩固安裝，加裝平墊圈和彈簧墊圈，以免出現松動脫落。電工在進行電氣裝配時也要保證設備及器件不會因震動而脫落。

2 散熱設計

軍用方艙配電箱內因裝配有發熱器件，所以必須充分考慮散熱情況。可以通過在箱體的上方或下方開設排氣孔來增加設備的散熱能力，排氣孔可以加工成網格狀或銅網狀，以防止落入異物影響設備及器件工作。如果箱體內配件發熱量較大，就需要安裝溫度控制繼電器，這樣當箱體內溫度超過預設溫度值時，排風系統會自動打開，強行將高溫氣體向外送出，達到散熱的目的。

3 絕緣設計

配電箱的絕緣主要依靠電氣設備及器件自身的絕緣能力，安裝底板要選擇絕緣材料。對于個別器件，安裝期間如有裸露部分可能會出現漏電情況，也會出現同箱體進行接通的情況。因此，需要通過對這類器件進行加裝絕緣襯套以隔絕箱體保證絕緣。

4 接地點設計

為了確保供電設備的安全，在箱體內通常會設計接地點。通過在箱體內側壁焊接螺套，經焊片、螺釘、墊圈將接地線同箱體進行連接。

5 維修性設計

配電箱也會由于各種各樣的原因發生故障，因此維修工作成為了一個不可缺少的工作，這就需要配電箱在設計之初充分考慮系統設備及器件的維修操作難易程度。箱體內的各種設備及器件在安裝之初就要充分考慮位置與布局，盡量將接線位置放在操作方便的位置上。同時，配電箱經常采用斷路器來對整個箱體內的電路進行保護和分斷，并通過標準軌道進行安裝，如果出現斷路器同門固定在一處的情況，對后續的維修和檢測都會造成一定的困難。

6 外觀設計

在軍用方艙內一般都有專業的工作人員進行工作，配電箱在設計時往往除了使用功能外，也考慮美觀大方的設計外觀［3］。在面板的布局上，元器件盡量按功能集中分布，按顯示在上，控制在下；指示燈在左，控制在右的順序排列。在箱內的布局上，而將接線裝置放在下方，保險裝置考慮操作方便的位置進行安裝。在設備的表面處理上，出于防腐的考慮，應對金屬表面進行鍍鋅后噴涂，常見噴涂方式包括靜電粉末噴塑或噴漆，以防止氧化腐蝕。在板面印字上，為了考慮用戶的需要，應該在箱體上采用印制或刻制的方式，字符橫向以器件中心線左右對稱分布，標識在元器件的正上方或正下方。每個開關和部件都有明確的操作提示符號或方向指示，印字采用絲網漏印工藝，文字高度、字體也考慮整個箱體需要及用戶需求，協調一致即可。在電工接線上，需根據電工操作規范進行實施，要求整個設備線路布局合理，捆扎整齊。

7 結語

作為軍用方艙配電箱，在設計環節上必須滿足軍用的特殊要求，一方面既要保障設備及器件的良好運行，另一方面也要能夠滿足軍用運輸途中抗壓抗腐蝕等極端環境的需要。

［1］張國清.簡單實用的電力配電箱［J］.農業機械化與電氣化，1997（3）.

［2］林立功，牟聿強，高永樂，陳雪梅.低壓直流配電技術分析及存在的問題［J］.電工電氣，2010（3）.

［3］艾尼瓦·格依提.配電箱安裝施工中應注意的問題［J］.商品與質量，2009（S3）.