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电气柜的结构设计探讨

2021/10/25    来源:《当代电力文化》    作者:乔大明      
关键字:电气柜  内部结构  
文章主要分析了电气柜内部结构及功能,探讨电气柜结构设计要求和要点等内容,以加强对电器柜结构设计的认识,注意设计中的各项问题,以满足实际需要。
       我国经济社会发展过程中,人们对电器柜建设愈加重视。对于电气柜,对其结构合理设计和创新,可以有效降低使用中安全风险,避免发生火灾等安全责任事故,还可提高对电器柜的检修效率,有效提高工作人员工作效率,保障人民群众生命财产安全。但在当前对电气柜结构设计中,还存在对其设计和创新重视不足的情况,需要进一步加大重视力度,确保电气柜安全运行规程中,保证其运行效率,确保电力系统安全稳定运行。

1.电气柜内部结构与主要功能

       1.1 电气柜分类

       按照柜体组成,可以将电气柜分为两种类型,即机柜和机箱。机柜的外形比较大,由多个单体柜组成,包含框架、前后门、顶盖和底板、底座等部分。相对而言,机箱要小一点,一般是一个整板折弯成形,需要保证其焊接强度。机箱并没有单独框架,需要在其内部焊接架板来安装元器件。

       1.2 电气柜内部结构和功能

       母排结构。

       固定面板式配电柜。也称为配电屏,正面为用于遮挡和开闭的柜体面板,背面和侧面为开放式,可以接触到带电器件。固定面板式配电柜防护等级较低,主要在安全性要求较低、连续供电场合中采用。

       抽屉式配电柜。这种配电设备的安全性较高,其柜体使用钢板制作,柜体中安设抽屉,抽屉内安设各个电气元件,以构成独立功能单元。与上述配电柜相比,抽屉式配电柜的可靠性、安全性和互换性更高,在对供电可靠性要求较高的集中控制配电中心适用。

       门手柄和小型分线配电结构。

       动力照明配电柜。其安装为封闭式,根据施工场合的具体要求其安全等级不同,多作为低级配电柜使用。

       小型母排结构。

       PLC接地处理。

       电源接地处理。

       柜体主接地。

       变频器接地处理。

       1.3 电气柜特点

       电气柜机柜使用钣金结构制成,牢固性较强,钣金结构机框架可选择组装式结构,其组装简单、联接安全,还便于移动。机柜整体结构可以牢固联接,出现故障几率较低,可以保证存储设备运行稳定。一般会对钣金机柜角规进行镀锌处理,因此机柜避免导电问题,实现安全接地,有效防止出现触电等安全事故。机柜前后门采用高密度网孔,以顺利发挥屏蔽作用,确保内部设备安全。对机柜表面进行喷砂处理,使其耐腐蚀性大大提高,有效延长实际使用年限。在维护和保养方面,钣金结构也有着良好便利性。

2.电气柜设计要求

       2.1 技术要求

       首先,电气柜要保证其技术性能良好,具备良好的防辐射、康振东、抗冲击和防水防尘性能。第二,设计电气柜过程中,要保证安全防护措施到位,使用性能好,便于人们安装、操作和维修,且能够保障工作人员使用安全。第三,电气柜设计要考虑到通风散热问题,以减少设备问题的产生。第四,设计电气柜,要按照标准化、规格化等要求进行,改进设计策略,减少按照图纸制作的繁琐性。第五,电气柜设计需保证电磁兼容达标,在机柜有效的空间资源中设备能够以良好性能作业。第六,电气柜结构设计中,要保证机柜造型美观、外表色彩协调、经济适用。

       2.2 设计工作者要求

       设计人员要合理选择使用材料,保证结构强度基础上,一种结构使用尽量种类少的板材加工制作,保证材料利用率,降低成本。在确保机柜性能情况下,合理简化加工工序,结合车间实际加工生产能力对图纸合理优化。要预留好门板、侧板与框架间间隙,具体其设计中需考虑到粉层厚度和加工误差。严格使用设备设计机柜安装孔尺寸,图纸中将尺寸明确、清晰标注好,特别是重点部分尺寸信息。

       2.3 安装使用要求

       电气柜主要功能就是保护内部设备,使其能够安全政策运行,因此在设计电气柜过程中,需保证其结构满足安装内部设计的需求,设计中要明确机柜中各设备安装中相关线路的走向,规划好内部设备安装布线、元件的联接,以确保可以顺利完成设备安装。

       2.4 经济实用性要求

       电气柜设计要满足经济性、实用性原则,在确保其使用质量、使用性能和安全性前提下,控制好机柜制作成本,尽量降低成本投入。

3.电气柜的结构设计策略

       3.1 电气柜设计要点

       (1)机箱设计

       机箱设计相对简单,要注意机箱箱体,其箱体是一次折弯成形的,设计中注意是否可以折弯,一次折成不允许的情况下需拆分处理。机箱没有太高的强度要求,多在户内小型配电箱中使用。

       (2)电气柜柜体加工设计

       型材类框架机柜的强度较低,多用于户内,其抗震性差,实际使用范围较小。但具有价格低的优势,在机柜设计中要考虑到其实际使用环境,不优先考虑使用型材类。钣金类框架强度高、使用范围广,抗震性能较高,但其成本较高,且需较长的加工周期。

       首先是框架的设计,一般机柜框架按照4柱8梁的方式构成,按照组成方式可以将其分为两种,即组装式和焊接式。一般在户内使用组装型框架,这种环境下使用对防护等级的要求较低。户外则多采用焊接框架,对强度、防护等级和耐蚀性要求较高,因此多采用钢板加工制作立柱和横梁,以充分保障框架的强度。

       其次是门板设计,柜体前后门板使用钢板加工,要求在1.5mm以下,以避免门板过重引发下垂,门板出现下垂现象则需加门托进行处理。门板长度在800mm以上,需选择好加强筋安设在门板上,避免其变形。门板上需设置加密孔,以满足通风要求,将柜体中设备屏蔽。依据人机工程学相关知识,合理设计门板锁孔距离地面高度。

       3.2 电气柜结构设计理论

       当前电气柜使用相当广泛,但在其结构上还存在一些问题,比如电气柜的门存在局限性,容易引发电气柜安装、维护保养方面问题。因此设计中要加大重视力度合理解决。此外,在电气柜中很多线路交错相连,会影响到检修作业效率,且其内部计量部在未设置保护装置情况下,易出现损坏。以及电气柜底部完全密封现象,会影响到热量的发散,在高温影响下元器件易被损坏。

       为解决上述问题,可以使用绝缘隔板将电气柜划分为多个空间,每个空间中安装相应设备,开口处需设置好玻璃盖板方便工作人员观察。电气柜底部、顶部可安装拼接板,在其底部预留缺口,以方便散热同时还利于接入电缆,避免由于高温而引发的安全事故。

       3.3 电气柜结构设计创新应用

       配电系统负荷加大的过程中,对电气柜的散热性能也在提高,因此需创新研究散热良好的电气柜,这种电气柜属于电力设施领域,包含柜体,柜体设置侧板、顶板和底板,并分别在上面开设三个散热口,且散热口之间大小一致,第一散热口处要求可以拆卸、连接,并设置可以将其封闭的第一封板,第二散热口处同样有第二封板,且可拆卸连接。第三散热口要求可拆卸连接,且设置连接板,连接上与风扇连接。这种电器柜上合计更加合理,散热结构多,方便将电气柜内部热量快速散出。

4.结束语

       社会经济发展下,电气柜备受人们青睐,其使用愈加广泛,同时对其性能要求也在提高。在电气柜结构设计中,需掌握其设计要求、准则和相关注意要点,以保证电气柜性能,发挥其应用优势。
 
责任编辑:程玥
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