電氣工程師電氣設(shè)計(jì)的電氣元器件布局

工程師在設(shè)計(jì)完電氣原理圖后，需要對原理圖中的電氣元器件列出材料清單，同時(shí)需要將電氣元器件按設(shè)備的布局要求一個(gè)一個(gè)的安裝到設(shè)備上去，電氣元器件的安裝可分為兩類：柜內(nèi)安裝和柜外安裝。在柜外安裝的元器件常常是感應(yīng)開關(guān)、限位開關(guān)、電磁閥、電機(jī)等，而柜內(nèi)安裝的元器件則包含PLC、驅(qū)動器、斷路器、接觸器等。

本文將講述對于柜內(nèi)電氣元器件安裝布局的總體把控、規(guī)范。

控制柜是設(shè)備的控制中樞，落地的一般叫控制柜，而不落地的、較小的一般叫控制箱或者電控箱。大多數(shù)控制元器件都會在柜內(nèi)安裝。

1.柜內(nèi)安裝的好處有以下幾點(diǎn)：

1.1對元器件能更好的保護(hù)

在生產(chǎn)現(xiàn)場，設(shè)備的工作環(huán)境往往比較惡劣，有顆粒粉塵、導(dǎo)電粉末，也有環(huán)境溫度高、濕度大等因素影響元器件的正常使用，情況惡劣的甚至損壞元器件、縮短使用壽命。

因而，對元器件進(jìn)行專門防護(hù)是有必要的，許多控制元器件對環(huán)境的IP等級都有嚴(yán)格要求。

又如，動物跑進(jìn)柜內(nèi)裸露帶電元器件上是非常危險(xiǎn)的。

1.2柜內(nèi)統(tǒng)一安裝便于布線

對于元器件的連接來說，統(tǒng)一在一塊地方進(jìn)行連接有利于減少布線的復(fù)雜度，走線簡潔。同時(shí)在元器件與元器件之間，連接的導(dǎo)線也會變短。

1.3體現(xiàn)設(shè)備的規(guī)范化與美觀性

設(shè)備不僅限于實(shí)用性，隨著工業(yè)化不斷深入，對設(shè)備的外觀提出了更高要求。將元器件合理的在柜內(nèi)統(tǒng)一布局是一個(gè)必然的選擇。

柜內(nèi)布局是一門藝術(shù)，是美學(xué)與設(shè)備功能的集合。

2.做好電氣元器件的柜內(nèi)布局有以下幾大要點(diǎn)：

2.1元器件的散熱問題

許多電氣元?dú)饧际歉吖β实模l(fā)熱比較大，因此在封閉的空間內(nèi)需要做好散熱工作。根據(jù)熱力學(xué)知識，熱氣是上升而冷氣下沉，故在布局電氣元器件時(shí)需要充分考慮將發(fā)熱量大的元器件布局在控制柜上方，將發(fā)熱量小的元器件布局在控制柜下方。

元器件的工作溫度等于環(huán)境溫度加上實(shí)際溫升，在炎熱的夏天有些工廠的室溫可能是三十多度、四十多度，再加上元器件本身的發(fā)熱，如果在密閉空間中發(fā)熱量無法有效排出將增加設(shè)備燒毀的危險(xiǎn)，因此在控制柜內(nèi)增加通風(fēng)措施是一個(gè)好的選擇。

良好的通風(fēng)效果需要充分考慮柜內(nèi)的發(fā)熱源、空氣流動路徑等因素，應(yīng)做到進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間的空氣在柜內(nèi)充分流動，以確保充分帶出柜內(nèi)的熱空氣。

通常的做法是將出風(fēng)口做在控制柜上方，進(jìn)風(fēng)口做在控制柜對側(cè)的下方。

柜內(nèi)布局

2.2柜內(nèi)布局要有利于接線

電氣元器件的多少是根據(jù)材料清單來定的，而電氣元器件的布局位置則要充分參考電氣原理圖的接線關(guān)系。良好的布局應(yīng)遵循就近原則，能夠減少導(dǎo)線連接的數(shù)量與長度，減少發(fā)生故障的概率。

柜內(nèi)布局參考

例如，在斷路器下方可以放置接觸器，斷路器的出線端往往就直接連接到接觸器的進(jìn)線端。

2.3電源回路與控制回路分開

在一個(gè)控制柜內(nèi)往往同時(shí)存在強(qiáng)電與弱電，當(dāng)強(qiáng)電與弱電混合走線時(shí)，往往容易導(dǎo)致弱電的信號容易受到干擾，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致設(shè)備誤動作或者故障。

電氣工程師在設(shè)計(jì)電氣布局時(shí)應(yīng)充分考慮這一點(diǎn)，以減少電工在接線時(shí)出現(xiàn)主回路與控制回路混合的幾率。

在主回路與控制回路混合不可避免時(shí)，給控制回路加屏蔽是有必要的。

2.4有利于人員操作

設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮以人為本，在元器件的布局上也是如此。對于有需要時(shí)常操作的電氣元器件應(yīng)布局在有利于操作的地方。具體可以考慮以下幾個(gè)因素。

人員操作方便

位于顯眼的地方

不會有觸點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)

2.4柜內(nèi)照明與限位開關(guān)

設(shè)備的安放有可能是位于照明比較差的地方，此時(shí)對于柜內(nèi)照明就變得相對重要。此外，如果設(shè)備內(nèi)部有需要細(xì)致觀察的地方，在設(shè)計(jì)上也需要充分考慮增加照明的必要性。

在設(shè)計(jì)上，應(yīng)充分考慮對柜內(nèi)電控件加以保護(hù)同時(shí)也確保操作人員的人身安全。為防止設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)，控制柜沒有關(guān)閉到位或者工作人員打開控制柜的觸電風(fēng)險(xiǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮增加安全限位開關(guān)是必要的。

可以在控制柜門上安裝門限位開關(guān)，當(dāng)門打開時(shí)，設(shè)備停止工作甚至切斷工作電源等。

2.5調(diào)試用插座

插座在設(shè)備的功能上是可有可無的元器件，但對工程師來說卻是非常重要的。如果在設(shè)計(jì)上沒有安裝插座，對于調(diào)試工程師來說將是非常痛苦的。

3孔插座

此外，插座也可以用作臨時(shí)、備用電源來用，以備不時(shí)之需。

2.6進(jìn)出線孔預(yù)留

給控制柜的進(jìn)出線設(shè)計(jì)進(jìn)出線孔是工程師需要考慮的。合理的開孔位置需要結(jié)合現(xiàn)場電源的進(jìn)線情況以及與現(xiàn)場負(fù)載的出線情況。

給進(jìn)出線孔配上合適的鎖緊頭是保證柜內(nèi)密閉性的首選。

有些控制柜底部是沒有封住的，此時(shí)就需要充分考慮小動物（老鼠）跑進(jìn)去所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

在控制柜底部加裝網(wǎng)格擋板是一個(gè)不錯的選擇。

3.文章總結(jié)：

電氣元?dú)獾牟季址止駜?nèi)布局與柜外布局。

柜內(nèi)散熱的關(guān)鍵是使柜內(nèi)空氣流動符合熱力學(xué)規(guī)律。

柜內(nèi)布局既需要考慮美觀性，又需要考慮接線的合理性。

操作便利和人身安全是根本。

在主回路與控制回路混合時(shí)，給控制回路的信號線加屏蔽是有必要的。

電氣元器件的柜內(nèi)布局好壞是考驗(yàn)電氣工程師的最基礎(chǔ)功底，本文或許有些地方講的有誤，歡迎大家指正。僅以此勉行，同學(xué)共進(jìn)。