关注“电工技术” 每日定时推送电工知识
一、电气控制柜全面解读
控制柜是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上，其布置应满足电力系统正常运行的要求，便于检修，不危及人身及周围设备的安全。正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警。借测量仪表可显示运行中的各种参数，还可对某些电气参数进行调整，对偏离正常工作状态进行提示或发出信号。常用于各发、配、变电所中。控制柜又包括许多种，有电气控制柜、变频控制柜、低压控制柜、高压控制柜、水泵控制柜、电源控制柜、防爆控制柜、电梯控制柜、plc控制柜、消防控制柜、砖机控制柜等等。 电气控制柜主要由5部分组成：一次电路部分、二次电路部分、附件、安装板、接线端子。
二、机柜
机柜是电气控制设备的重要组成部分，机箱机柜的作用有4个方面。
1、机柜给电源、一次设备、二次设备及附属设备提供空间，并通过机箱内部的支撑、支架、各种螺丝或卡子夹子等连接件将这些零部件牢固地固定在机柜内部，将电气控制设备的各类电器、元器件、线缆等集中组合并装载，形成一个集约型的整体。
2、机柜坚实的外壳保护着一次设备、二次设备、电源及附属设备，能防压、防水、防冲击、防尘，并且它还能发挥防电磁干扰、辐射的功能，起屏蔽电磁辐射的作用。
3、机柜还提供了很多便于使用的面板开关指示灯等，让操纵者更方便地操纵电气控制设备或观察电气控制设备的运行情况。
4、便于设备的美观设计和设备安装，方便以后的维护与运行，防触电及防小动物或昆虫对电气控制设备的破坏，保障操作人员的人身安全。
三、安装板
安装板也是电气控制设备不可缺少的组成部分。电气控制设备中的一次设备体积比较大，一般安装在机柜的柜架上。而二次设备体积比较小，但元器件数量比较多，从结构设计方面考虑，二次设备器件完全直接安装在机柜的框架上是不可能的。将众多的二次设备器件安装在安装板上，然后将安装板安装在框架上，是目前比较成熟的解决方案。另外，安装板作为设备的一个模块，可以给维修提供便利。
四、接线端子
接线端子用于实现电气柜内部及外部的可靠电气连接，方便进行维修。
五、电气控制柜布局应注意哪些要点
首先满足基本规范要求，GB 7251.1-2013。
1、确保电气控制柜中的所有设备接地良好，使用短和粗的接地线连接到公共接地点或接地母排上。连接到变频器的任何控制设备(比如一台plc)要与其共地，同样也要使用短和粗的导线接地。最好采用扁平导体(例如金属网)，因其在高频时阻抗较低。
2、电气控制柜低压单元，继电器，接触器使用熔断器加以保护；当变频器到电机的连线超过100m时，当变频器供电源容量大于600kw/a或供电电源容量大于变频器容量的10倍时，建议加进输入输出电抗器。
3、 确保电气控制柜中的接触器有灭弧功能，交流接触器采用r-c抑制器，直流接触器采用“飞轮”二极管，装入绕组中。采用压敏电阻抑制器也是很有效的。
4、 如果设备运行在一个对噪声敏感的环境中，可以采用emc 滤波器减小辐射干扰。同时为了达到最优的效果，确保滤波器与安装板之间应有良好的接触。
5、 电机电缆应与其它控制电缆分开走线，其最小距离为500mm。同时应避免电机电缆与控制电缆长距离平行走线。如果控制电缆和电源电缆交叉，应尽可能使它们按90°角交叉。同时必须用合适的夹子将电机电缆和控制电缆的屏蔽层固定到安装板上。
6、 为了有效的抑制电磁波的辐射和传导，变频器的电机电缆必须采用屏蔽电缆，屏蔽层的电导必须至少为每相导线芯的电导的1/10。
7、电气控制柜应分别设置零线排组及保护地线排组（pe）。接地排组和pe 导电排必须接到横梁上 (铜排到铜排联接) 。它们必须在电缆压盖处正对的附近位置。接地排组额外还要通过另外的电缆与保护电路(接地电排)连接。屏蔽总线用于确保各个电缆的屏蔽连接可靠，它通过一个横梁实现大面积的金属到金属联接。
8、 不能将装有显示器的操作面板安装在靠近电缆和带有线圈的设备旁边，例如电源电缆，接触器，继电器，螺线管阀，变压器等等，因为它们可以产生很强的磁场，影响仪器仪表的测量精度。
9、功率部件(变压器，驱动部件，负载功率电源等等)与控制部件 (继电器控制部分，可编程控制器) 必须要分开安装。但是并不适用于功率部件与控制部件设计为一体的产品，变频器和滤波器的金属外壳，都应该用低电阻与电柜连接，以减少高频瞬间电流的冲击。理想的情况是将模块安装到一个导电良好，黑色的金属板上，并将金属板安装到一个大的金属台面上。
10、设计电气控制柜体时要注意emc的区域原则，把不同的设备规划在不同的区域中。每个区域对噪声的发射和抗干扰度有不同的要求。区域在空间上最好用金属壳或在柜体内用接地隔离板隔离。并且考虑发热量，电气控制柜的风道要设计合理，排风通畅，避免在柜内形成涡流，在固定的位置形成灰尘堆积。风扇一般安装在靠近出风口处，进风风扇安装在下部，出风风扇安装在柜体的上部。
11、 根据控制柜内设备的防护等级，需要考虑控制柜防尘以及防潮功能，一般使用的设备主要为：空调，风扇，热交换器，抗冷凝加热器。同时根据柜体的大小合适的选择不同功率的设备。关于风扇的选择，主要考虑柜内正常工作温度，柜外最高环境温度，求得一个温差，风扇的换气速率，估算出柜内空气容量。已知三个数据：温差，换气速率，空气容量后，求得柜内空气更换一次的时间，然后通过温差计算求得实际需要的换气速率。从而选择实际需要的风扇。因为一般夜间，温度下降，故会产生冷凝水，依附在柜内电路板上，所以需要选择相应的抗冷凝加热器以保持柜内温度。
12、 变频器安装的基本要求 变频器最好安装在控制柜内的中部，变频器要垂直安装，正上方和正下方要避免可能阻挡排风、进风的大器件；变频器上、下部边缘距离，电气控制柜顶部、底部距离，或者隔板和必须安装的大器件的最小间距，都应该大于150mm；如果特殊用户在使用中需要取掉键盘，则变频器面板的键盘孔，一定要用胶带严格密封或者采用假面板替换，防止粉尘大量进入变频器内部。
六、电气控制柜的设计工艺思路介绍
电气控制柜设计的基本思路是一种逻辑思维，只要符合逻辑控制规律、能保证电气安全及满足生产工艺的要求，就可以说是一种好的的设计。但为了满足电气控制设备的制造和使用要求，必须进行合理的电气控制工艺设计。这些设计包括电气控制柜的结构设计、电气控制柜总体配置图、总接线图设计及各部分的电器装配图与接线图设计，同时还要有部分的元件目录、进出线号及主要材料清单等技术资料。
电气控制柜总体配置设计
电气控制柜总体配置设计任务是根据电气原理图的工作原理与控制要求，先将控制系统划分为几个组成部分(这些组成部分均称作部件)，再根据电气控制柜的复杂程度，把每一部件划成若干组件，然后再根据电气原理图的接线关系整理出各部分的进出线号，并调整它们之间的连接方式.总体配置设计是以电气系统的总装配图与总接线图形式来表达的，图中应以示意形式反映出各部分主要组件的位置及各部分接线关系、走线方式及使用的行线槽、管线等。
电气控制柜总装配图、 接线图(根据需要可以分开， 也可并在一起)是进行分部设计和协调各部分组成为一个完整系统的依据。总体设计要使整个电气控制系统集中、紧凑，同时在空间允许条件下，把发热元件，噪声振动大的电气部件，尽量放在离其它元件较远的地方或隔离起来：对于多工位的大型设备，还应考虑两地操作的方便性：控制柜的总电源开关，紧急停止控制开关应安放在方便而明显的位置。总体配置设计得合理与否关系到电气控制系统的制造、装配质量，更将影响到电气控制系统性能的实现及其工作的可靠性、操作、调试维护等工作的方便及质量。
1、电气控制柜组件的划分
由于各种电器元件安装位置不同，在构成一个完整的电气控制系统时，就必须划分组件。划分组件的原则是：
(1)把功能类似的元件组合在一起
(2)尽可能减少组件之间的连线数量，同时把接线关系密切的控制电器置于同一组件
(3)让强弱电控制器分离，以减少干扰
(4)为力求整齐美观，可把外形尺寸，重量相近的电器组合在一起
(5)为了电气控制系统便于检查与调试，把需经常调节、维护和易损元件组合在一起
2、在划分电气控制柜组件的同时要解决组件之间、电气箱之间以及电气箱
与被控制装置之间的连线方式：电气控制柜各部分及组件之间的接线方式一般应遵循以下原则：
(1)开关电器、控制板的进出线一般采用接线端头或接线鼻子连接，这可按电流大小及进出线数选用不同规格的接线端头或接线鼻子
(2)电气柜、控制柜、柜(台)之间以及它们与被控制设备之间，采用接线端子排或工业联接器连接
(3)弱电控制组件，印制电路板组件之间应采用各种类型的标准接插件连接
(4)电气柜、控制柜，柜(台)内的元件之间的连接，可以借用元件本身的接线端子直接连接，过渡连接线应采用端子排过渡连接，端头应采用相应规格的接线端子处理
3、电器元件布置图的设计与绘制
电气元件布置图是某些电器元件按一定原则的组合。电器元件布置图的设计依据是部件原理图，组件的划分情况等。设计时应遵循以下原则：
(1)同一组件中电器元件的布置应注意将体积大和较重的电器元件安装在电器板的下面，而发热元件应安装在电气控制柜的上部或后部，但热继电器宜放在其下部，因为热继电器的出线端直接与电动机相连便于出线,而其进线端与接触器直接相连接，便于接线并使走线短且宜于散热
(2)强电弱电分开并注意屏蔽，防止外界干扰
(3)需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低，人力操作开关及需经常监视的仪表的安装位置应符合人体工程学原理
(4)电器元件的布置应考虑安全间隙，并做到整齐、美观、对称，外形尺寸与结构类似的电器可安放在一起，以利加工、安装和配线。若采用行线槽配线方式，应适当加大各排电器间距，以利布线和维护
(5)各电器元件的位置确定以后，便可绘制电器布置图。电气布置图是根据电器元件的外形轮廓绘制的，即以其轴线为准，标出各元件的间距尺寸。每个电器元件的安装尺寸及其公差范围，应按产品说明书的标准标注，以保证安装板的加工质量和各电器的顺利安装。大型电气柜中的电器元件，宜安装在两个安装横梁之间，这样，可减轻柜体重量，节约材料，另外便于安装，所以设计时应计算纵向安装尺寸
(6)在电器布置图设计中，还要根据本部件进出线的数量，采用导线规格及出线位置等选择进出线方式及接线端子排，连接器或接插件，并按一定顺序标上进出线的接线号。
声明
本号所刊发文章仅为学习交流之用，无商业用途，向原作者致敬。因某些文章转载多次无法找到原作者在此致歉，若有侵权请联系小编，我们将及时删文或者付费转载并注明出处，感谢您的支持！
转发到朋友圈是对小编最大的鼓励！
版权归原作者所有
加入社群分享干货、
探讨技术、技术文章投稿请加小编微信
↓↓↓
电工技术 小编
微信号：diangongjishu
请备注：姓名+公司
您点一下在看，小编工资涨1毛！