一種小型電器柜的設計

張秀麗

摘 要：本文主要介紹了一種小型電器柜的設計方法和設計中出現的問題。

關鍵詞：公鐵車;電器柜;設計

1 概述

本文介紹的小型電器柜主要用于公鐵兩用車，公鐵車用于鐵路作業，公路轉場，是一種新型的產品。電器柜集成了公鐵車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。

電器柜結構設計中，首先考慮電氣布置，然后依據此電器件布置去設計柜體鋼結構。采用高低壓電器件分離、交直流分開的設計思路，保證空間布置合理，結構牢固可靠，集成度高，節省電氣空間。

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，標明型號、廠家、技術參數、安裝方式、外形尺寸及重量等，然后在CAD中畫出各個元器件的外形和安裝尺寸圖，再按高低壓分開、交直流分開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，通過查樣本得知，這些電器件大都有導軌安裝和螺釘安裝2種方式，我選擇了導軌安裝方式，現場安裝、后期更改都方便。在高壓低壓、直流交流分開的基礎上，盡量把走線較近的電器件布置在一起;同類接觸器、斷路器、變送器布置在一起。

電器柜外形尺寸600長× 500寬× 750高，是以往的電器柜里尺寸最小的一款產品，公鐵車整車結構設計時就限定了電器柜的安裝空間，柜門只能采用插卡式安裝，要求柜門是可以取下拿走的。所以門內里無法布線，也就不能安裝電器件，如何在這么小的柜中布置21個電器件及2組端子排且高低壓、交直流都要分開是一個難題，思慮再三，選擇了燒焊螺栓、絕緣板安裝的方式---柜內三面燒焊螺栓，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。

然后依據此電器件布置去設計柜體鋼結構。

3 柜體結構

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

其次，門組成采用2mm厚鋼板，底部設計卡座，為節省空間，門組成采用插卡式安裝，方便人員開門檢查電器件。門四周都安裝了橡膠條，防止在運行過程中柜門產生晃動。

4 整改

電器柜在設計出圖的時候原理圖還在不斷更改中，無法明確電器件最終的數量和各電器件及端子排最終的走線，所以預留了很大的安裝空間，電器件四周也設計了充足的綁線架。后來根據原理圖的改動，電器柜增加了3個繼電器，取消了一個電源模塊，更改了幾個電器件型號。由于電器件我選擇的都是導軌安裝方式、絕緣板模塊固定，所以這些更改非常方便，圖紙更新極少。

由于設計經驗不足，綁線架過多，各個面的綁線架、電器件布置都空間緊張。后來根據最終版原理圖，逐個梳理電器件與端子排的線路走向，取消了6根綁線架。

另外，在柜體鋼結構現場服務中發現：2塊端子排安裝板距離其周圍的上、中、下3跟綁線架間距過小，中間的綁線架無法走線，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 結束語

電器柜的設計，主要考慮到以下問題：

（1）同一型號產品應保證組裝一致性，如電器柜中的3個電壓變送器和3個電流變送器都是采用導軌安裝方式。

（2）組裝產品應符合以下條件：

a）操作方便。元器件在操作時，不應受到空間的妨礙，不應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、爬電距離應符合GB4793.1-2007的規定。

d）對于特殊電器件的安裝，安裝距離應符合元件規定。如變送器在有強磁干擾的環境中使用時，請注意輸入線的屏蔽，輸出信號應盡可能短。集中安裝時，最小安裝間隔橫向不應小于50mm，豎向不應小于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）安裝因振動易損壞的元件時，應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，必須加塑料護套。

參考文獻：

[1]電器柜設計規范[DB/OL].百度文庫.

[2]劉加勇.出口馬來西亞SDD12機車電器柜的設計與工藝探討[J].機車電傳動，2010（05）.

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