电控柜设计--电气元件布置图

　　保证电气安全，并满足生产工艺的要求。

1.1 总体配置设计方法

　　电气元件布置图又称电气装配图，属于电气工艺设计。分为控制柜总体布置图、二次系统安装板布置图和印刷电路板布置图。

1.1.1 确定电气控制装置的结构形式

　　根据电气原理图、电气设备和电气元件明细表，以及装置使用场合、条件来确定。

　　（1）根据安装位置选择结构形式

　　1）安装在机身内的控制设备

　　采用控制板结构，把电气元件安装在一块底板上，通过端子板（或插座）引入和引出电源。

　　2）与生产机械分开放置的小容量电气控制设备

　　电气箱结构，面板可安装电压、电流表、指示灯、按钮、开关机调节旋钮等，其他电气元件则安装在箱内底盘上。

　　3）复杂、容量较大的系统

　　采用电器柜的结构形式。主电路和控制电路分开，对抗干扰要求高的部件，应加装屏蔽罩。

为什么在静电屏蔽中要对屏蔽罩接地

静电屏蔽

利用金属空腔隔离静电场影响的措施。由于静电感应，达到静电平衡的空腔导体内部（指金属导体自身内部，不是指空腔所包围的区域）的场强为零，从而使空腔外部的电场无法进入空腔，对空腔所包围的区域起了屏蔽和保护的作用。如果导体空腔所包围的区域内有带电体，可将空腔导体接地，则内部带电体在空腔导体外表面产生的感应电荷因接地而消失，从而使空腔内带电体的电场不能穿透到外部，消除了对空腔外区域的影响。总之，空腔导体消除了外部电场对腔内区域的影响，接地空腔导体消除了内、外电场的相互影响，这就是静电屏蔽，广泛应用于电器、仪表等各种设备上。实际上利用金属网作外罩就能很好地起到屏蔽作用。

（2）根据使用要求选择结构形式

1）时刻监视并随时可能操作

操作台的结构形式。坐姿工作，减轻劳动强度。

2）定时监视但不经常操作

操作柜的结构形式。控制仪表或显示屏及控制安按钮或操纵杆布置在柜门上，构成控制面板。

3）不需要监视且不需要操作

封闭柜或封闭箱的结构。

（3）其他要求

外观、美型、尺寸、结构、布局、便于安装和维修等细节。

1.1.2 尺寸的确定

（1）根据使用环境

1）防护等级

2）温度

大气温度控制（空调设备，成本高，一般不推荐使用）、控制柜内部温度控制（降低功率、风机加快空气流速，水冷）。

3）海拔高度

越高、散热条件越差。

（2）电气零部件的外形尺寸

1）一次电路的电压等级

电压越高，绝缘耐压等级要求越高；有足够的电气间隙和爬电距离，结果会造成体积增大。

爬电距离：沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的最短路径。即在不同的使用情况下，由于导体周围的绝缘材料被电极化，导致绝缘材料呈现带电现象。此带电区（导体为圆形时，带电区为环形）的半径，即为爬电距离。

2）一次电路的电流大小

电流越大、电动力越大，导电部件尺寸足够大，体积增大。保证机械强度。

（3）安装尺寸

1）电气间隙和飞弧距离的前提下安装。

飞弧距离是指此断路器在分、合闸时产生的电弧与其它带电体（包括金属柜体）的安全距离。这个50MM应该是包括断路内部和外部的总的距离的。现在的灭弧装置都很先进，一般情况下很难跑到外面来的。呵呵，你就放心安装吧。再说，50MM只是厂家试验得出的一个最大的数字，现在的配电箱底板上下都设计的有40-50MM的空间，已经能够满足这个距离。

2）安装工艺，一次电路母线非常粗大，弯曲加工困难，因此一次电路中的控制电器布置时距离不能太近，且中相必须在一条直线上。

（4）根据国标选定尺寸

标准化控制柜尺寸，有效减少设计工作量，降低生产成本。方便购买到各种标准机柜。

1.1.3 电气元件布置图的绘制原则

（1）必须遵守相关国家标准

1）集中、紧凑。

2）结构画清楚，单元和主体的连接画出来，箱体剖开画，外形图应单画。

3）总配置包括总装配和总接线图。接线关系、走线方式、行线槽、管线等。可分开或并在一起画。

4）电气元件布置图表明实际位置，标注安相关的安装尺寸，元气件代号与电气原理图相同，预留10%以上的备用面积及导线管（槽）的位置，以供改进。

（2）电气元件位置的确定

1）发热元件和噪声振动大的电气部件，尽量放在离其他元件较远的地方或隔离开来。重、体积大的设备放在最下层，主电路电气元件和安装版安装在柜内的框架上。元气件过多，可分层布置。发热元件应安装在柜上部或后部。负荷开关应在隔离开关下面，并成一条直线。热继电器出线与电动机相连，进线端与接触器相连，便于接线使走线最短，易于散热。

停电操作时应先拉开断路器，再拉开负荷开关；送电时先合上负荷开关，再合上断路器。关于负荷开关（介于隔离和断路器之间，可与熔断器配合）、隔离开关（低压下叫闸刀开关，高压下叫隔离开关）、断路器的比较和介绍，参考https://www.tobosu.com/article/xcjy/77777.html

2）需要经常维护、检修的、调整的电气元件不宜过高或过低，人体工程学原理。

3）强弱电分开走线，屏蔽层连接，防止外界干扰。

4）显示屏、仪表、指示灯、开关、调节旋钮等安装在电气柜柜门上方。

5）电气元件的布置考虑安全间隙。，外观和尺寸结构类似的放在一起，以便加工、安装和配线。若用线槽则要加大各排电器间距。同时考虑发热和散热问题。

（3）电气布置图的绘制要求

1）根据电气外形轮廓绘制，以轴线为准，标出间距尺寸。

2）大型电器安装在横梁之间。

3）设备的轮廓细实线或点画线表示，电气元件用粗实线绘制简单外形。

4）选择进出线方式、接线端子排、连接器或接插件，并安顺序标上进出线得到接线号。

5）根据电气控制柜总装配图，确定控制柜体外形尺寸，内部结构及结构件的位置、形状和尺寸。

1.1.4 总体配置设计方法

（1）部件划分---->再分成各组件；一次电路（主电路）电器采用框架式安装，作为一部分。二次电路（控制电路）采用该安装板安装，作为一部分。抽屉式安装和插接的弱电安装板作为一部分。

利用成熟模块，例如电极控制：断路器--》熔断器--》交流接触器--》热继电器。从上而下排列，要求中相在一条轴线上，便于母线加工和安装。

（2）大电流开关、被控设备与控制柜之间采用母线端头或线鼻子连接。

（3）接线端子和工业连接器的使用。

1.2 电子元件布置图

印制电路板暂时不关注。

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