電氣控制柜設計與施工

【摘 要】電氣控制柜是地鐵設備的核心技術，并將地鐵設備的電源、線路等裝置及其保護裝置都設置在電氣控制柜中，這就決定了地鐵設備電氣控制柜設計的科學性、功能性。本文將基于電氣控制柜設計與施工展開探析，以期能提升電氣控制柜技術的應用效用。

【關鍵詞】電氣;控制柜;設計;施工

引言

電氣控制柜的功能多樣、設計復雜，其對整個電氣系統的安全穩定運轉，具有直接性、決定性影響，其同樣也是地鐵設備的重要構件。受地鐵項目系統設備尺寸、應用空間、設備種類等因素的影響，電氣控制柜的設計組成、設計布局、設備接口等都需要進行靈活科學的調整，以此提升電氣控制柜輸出效能與地鐵設備正常運轉的相匹配性，進而保障地鐵項目的正常穩定、安全高效運行。

一、電氣控制柜柜體設計與施工

電氣控制柜柜體設計，需分析整合地鐵設備的結構及運行要求等數據，以此確定合適的柜體大小，確保電氣控制柜尺寸與其他地鐵設備系統結構的互不影響。可通過地鐵項目設計總圖、技術規范等確定柜體的主框架設計，根據地鐵設備電氣系統原理圖梳理整合，電氣控制柜內需設置的設備類型、數量等，然后再合理規劃確定設備安裝區域，完成電氣控制柜柜體內的初步布局。柜內設備構件可通過焊接的施工方式完成零部件的裝配連接，同樣也可以用焊接的施工方式進行柜內設備的固定。[1] 電氣控制柜柜體設計中需明確布線施工路徑設計，而且柜內布線主線束的設計需規避閉合結構。電氣控制柜柜體材料需采用厚為 3 mm鋁合金材質，其與地鐵車體接口處的支架須選取不銹鋼材料。

二、電氣控制柜布線設計與施工

（一）電氣控制柜布線固定設計與施工

地鐵設備電氣控制柜布線設計與施工時，須注意柜體外部和線槽內的線路都需要進行機械固定，以此來確保布線及電氣控制柜運行的安全可靠。對電力型號、多芯型號和束合型號的電纜進行水平方向布線時，需要每間隔 30cm就進行一次機械固定，在對其進行垂直方向方向布線時，需要每間隔50cm就進行一次機械固定;對單芯型號電纜進行電源連接單獨布線時，需要每15 cm就進行一次機械固定，以確保電纜布線的穩定性、牢固性。電纜布線施工中采用的固定附件，應避免安裝在經常移動或替換的構件上，而且要保障固定附件的連接獨立性，降低固定附件的活動、脫落風險。電纜布線附近區域的線槽、支架等構件的斷面處需要用防水膠帶、膠皮等進行纏繞隔離，規避電纜的割傷磨損可能性。

（二）電氣控制柜布線間距設計與施工

電氣控制柜布線設計與施工時，要注意不同等級電纜布線時要保持間距隔離，例如，第一級音頻和高頻信號傳輸線纜之間應保持3cm以上的布線間隔距離;第四級音頻與之前等級的音頻信號傳輸線纜之間的布線隔離距離應保持 10cm以上;第五級音頻與之前等級的音頻信號傳輸線纜之間的布線隔離距離應保持在15 ～ 20cm的范圍。電氣控制柜內的安裝設置的電氣設備，需要設計接地線連接，可通過與連接器外殼連接、短接匯流排連接、屏蔽層連接等方式進行接地設計，值得注意的是接地設計、跨接線、跨接帶等都需要遵循異常電流下，電壓降幅不超過25V的原則進行選擇確定。電氣控制柜布線設計與施工時，應注重電纜的質量、性能選擇，選擇的電纜最小彎曲半徑應符合相關規定要求，例如，電纜直徑小于2cm時，其彎曲半徑應大于電纜外徑的3倍;電纜直徑大于2cm，其彎曲半徑應大于電纜外徑的5倍。此外，電氣前期控制柜網絡電纜的最小彎曲半徑須小于7cm.

（三）電氣控制柜布線電磁兼容設計與施工

電氣控制柜布線設計與施工時，還需要考慮電磁兼容層面問題，以規避電纜布線時出現電磁干擾的現象。電場耦合、磁感應耦合等是最為常見的電磁干擾現象，可通過合理的、科學的布線對其電磁干擾因素進行抑制，同時提升電纜自身的抗電磁干擾性能，可更大限度的降低外部電磁干擾影響。[2]電氣控制柜柜體的側面因空間受限不能留有間距的情況下，可通過設置隔板的方式對電磁干擾進行隔離。現階段電氣控制柜布線設計與施工的電纜布線布局多采用三相電源線路系統布線設置在左側，直流電源系統布線設置在右側的設計施工方式，當存在不同類型線路交叉情況時，一般情況下會采取垂直交叉的設計施工方式，以此讓電纜布線與電氣設備之間構成最小化的布局環路。

三、電氣控制柜柜內設備連接設計與施工

電氣控制柜柜內設備需根據元件性質、子系統分屬等規劃不同安裝區域，并進行彼此之間的隔離，在該基礎上根據其區域布局再設計相對應的接口及電纜布局，以此確定設備接口設置合理性及電纜布局的科學性。常規設計下，電氣控制柜柜內設備布局自下至上劃分為底架引上線路交匯區域、大設備設置區域區、小設備設置區域、側面線槽布局區域區、柜體連接器安裝區域等[3]。外部線路由上部連接器對接引入電氣控制柜，在分線處與相應柜內設備的連接器連接，通過側面線槽走線，根據與其相連接的柜內設備安裝位置選擇對應的位置出線，進而完成與柜內設備的連接，而設備引出線路則需要通過柜體下部引上線孔引出。

總結

電氣控制柜的設計組成、設計布局、設備接口等都需要根據項目系統設備尺寸、應用空間、設備種類等，進行靈活科學的調整，保障其最佳輸出效能與穩定運轉狀態。電氣控制柜技術可對設備安裝、電纜布線、信號輸入等進行集中性安裝管理，是電氣系統的技術進步，同時也為地鐵項目的優質運轉提供了顯著的助力作用，是地鐵項目運轉和發展中的核心應用技術。電氣控制柜柜體設計應用在地鐵項目中，需分析整合地鐵設備的結構及運行要求等數據，確定柜體的主框架設計及柜體內的初步布局，確保電氣控制柜安裝運行其他地鐵設備系統結構互不影響。在開展電氣控制柜布線設計與施工時，需嚴格按照既定規范，保障電纜的質量性能、固定電纜布線、保持不同布線的間距隔離，規避電磁兼容問題對電氣控制柜運行使用造成的影響。在對電氣控制柜柜內設備進行連接設計與施工時，應尤為注重設備進線及出線線路的布局，確保電氣控制柜技術可高質高效的發揮效用。

參考文獻：

[1]王野.列車電氣控制系統升級方案設計與研究[J].科技創新與應用，2020（09）：139-140.

[2]楊沛山.地鐵機電安裝工程電氣施工工藝與控制管理[J].住宅與房地產，2019（28）：132.

[3]劉曉軒.地鐵車輛電氣布線組裝工藝分析[J].科技創新與應用，2019（24）：115-116.

作者簡介：

王碩，1993年12月20日，男，漢族，山東省棗莊市，本科，助理工程師，研究方向：軌道交通車輛電氣柜結構設計。