配电柜设计4大必备知识点

1、安装环境

　　按照系统硬件连接手册的中对系统强电柜的设计所述，设计电柜必须满足如下要求:

　　1) 电柜要全密封。

　　2) 要确保电柜的温度不超出系统单元所允许的温度。

　　3) 在密闭的电柜内必须装有用于环流的风扇。(对于有风扇的单元可以省略)

　　4) 为了使空气流通顺畅，系统单元和柜壁之间需要保持100mm以上的空间。

　　5) 显示单元不能安装在冷却液可接触到的地方，另外，控制单元虽然在前面具有防尘处理。

　　6) 尽量减少可能的干扰。

　　7) 考虑维修要方便。

　　8) 硬盘和软驱必须要远离强磁场。

　　9) I/O单元和I/O模块必须要满足安装条件。

　　根据使用的要求，电柜在设计时候，还必须进行电柜温度的热设计，以确保电箱内的系统正常工作，电箱温度设计的公式如下：

　　内部热损耗P[W]≦6[W/M2oC]X表面积S[M2]X上升的温度13[oC]

　　当电柜足够大，电柜内系统单元的散热量小于电柜的表面积时，就可以不需要特殊处理，通过电柜的表面即可达到散热的目的，而且不会超出所允许的温度。

　　当电柜的表面积不能满足要求时，就必须通过和交换器进行散热。

　　在硬件连接手册(B-64303EN/01)中明确地公布了各个部件所产生的热量，供电柜设计时参考。

2、电气柜的设计

　　◆电柜必须使用金属材料。必须密封。因为密封可以隔离电磁辐射，可以防尘，防油污。最好使用空调系统。

　　◆ 接缝要焊接，没有缝隙。

　　◆ 切口或者开孔越小越好。盖和门要贴紧柜体，用传导性的密封垫。

　　◆ 与外界连接时，要把表面的涂漆刮净。

　　对于电柜钣金的制作要求首先是能够为柜内电气设备提供一个可靠的保护箱体，同事必须拥有良好的接地。在实际生产中柜内接地螺丝只是使用镀锌螺丝且由于使用焊接的方法固定在柜内，使得被焊接后的螺丝很快就发生锈蚀现象。况且电柜内还要经过油漆烘漆等柜体防腐蚀和美观处理，这样一来接地螺丝反而成了“准绝缘螺丝”，其接地效果会大打折扣。所以电柜制作时一般采用铜质螺柱，电柜的柜门将全部焊上接地桩而取代过去的接地螺丝。已解决以前“准绝缘”螺丝的问题。

以下工艺细节供参考：

　　◆ 柜体表面应平整，边缘及开孔应光滑，无毛刺、裂口。

　　◆ 柜体外表面、手柄和漆层应无损伤或变形情况。

　　◆ 各零部件应配合正确，门、抽屉等活动部件工作灵活，紧固件、连接件牢固无松动。

　　◆活动门应设止动器。

　　◆如电柜活动门或面板处有元件安装，必须在面板元件开孔之间安排足够的线槽安装筋，以方便面板线槽的可靠固定和标准化的走线。

　　◆电柜柜内每块底板背面都要做相应明显的标记，以方便安装。

　　◆所安装的元件要求质量，型号、规格符合设计要求，外观完好，且附件齐全，排列整齐，固定牢固，密封良好。

　　◆为了便于电柜接线和提高工作效率，电柜门铰链要能方便拆卸，保证再次安装时的方便性和日后使用的可靠性。

　　◆电柜的备用钥匙要用扎带捆于电柜内可靠安全处。便于集中收集。

　　◆为了方便电柜底板接线完毕后底板的安装，要在底板最下处安装底板靠脚，即底板与电柜之间有一定空隙。

　　◆保护及工作接地的接线柱螺纹直径应不小于6mm。专用接地接线柱或接地板的导电能力，至少应相当于专用接地导体的导电能力，且有足够的机械强度。

　　◆柜体上应设有专用接地螺柱，并有接地标记。接地螺柱的直径与接地铜导体截面、电气设备电源线截面的关系(对固定安装的电气设备)见下表。

　　◆电柜内的接地螺栓用铜制。如采用钢质螺栓，必须在电箱外壳上漆前用包带可靠地将其紧密包扎，以防止油漆覆层影响接地效果。

　　◆不论电柜柜门上是否安装元件，都必须安装接地螺丝。

3、电柜的密封

电柜的密封等级：

　　电柜的密封需要满足运输和使用环境的要求，设计电柜时必须有效防止灰尘、冷却液和有机溶液的进入，防止其对设备造成伤害，要求达到IP54的防护等级。IP防护等级使用2个数字标记，例如一个防护类别IP54(其中IP是标记字母，5是第1个标记数字，4是第2个标记数字)。

　　电柜的密封要点：

　　双门结构的门的密封

　　门顶的密封处理

　　密封胶条的细节考虑

4、放大器散热部件的环境

　　●设计电柜时，需保证电柜内的温度上升时柜内和柜外的温度差不超过10摄氏度。

　　●一个封闭的电柜必须按照风扇(或空调等换气冷却装置)以保证内部空气的循环。

　　风扇需做调整设计以保证空气以0.5m/sec的速度流过每一个安装单元的表面，但不能直吹，如果空气由风扇直接吹向单元，灰尘会很容易附着，容易引起单元的故障，缩短元件使用寿命。热交换器的排风尽量保证能够直接作用到伺服或用电设备。

　　●冷风机和空调的安装使用

　　有两种安装方式，顶装与侧装。顶装的优势在于热空气往上，机柜底部应开通风口，形成自下而上的空气流动，这样在电器元件表面不容易形成热点和局部的热导效应。冷风机主要以给排风为主，即向柜外抽风式。当风机无法达到机柜内降温的要求时，可选装机柜空调。选装机柜空调时应注意功率选择，功率过大会使机柜内温度低于或等于28度，极可能形成凝露现象，这将导致电器元件短路等问题。此外，过大功率的机柜空调制冷时间过短，工作与非工作状态切换频率过高，对机柜空调本身的使用寿命有很大影响。

　　●模块放大器的按照使用

　　带有散热片的模块尽量将散热片安装在电柜外部，因为散热片对框内温度影响很大，同时为防止环境影响可考虑给散热片增加防护。各种模快发热量及计算方法参考“2电柜温升计算”。

　　放大器的安装

来源：钣金知识圈