论文部分内容阅读
【摘 要】电气控制柜是地铁设备的核心技术，并将地铁设备的电源、线路等装置及其保护装置都设置在电气控制柜中，这就决定了地铁设备电气控制柜设计的科学性、功能性。本文将基于电气控制柜设计与施工展开探析，以期能提升电气控制柜技术的应用效用。
【关键词】电气;控制柜;设计;施工
引言
电气控制柜的功能多样、设计复杂，其对整个电气系统的安全稳定运转，具有直接性、决定性影响，其同样也是地铁设备的重要构件。受地铁项目系统设备尺寸、应用空间、设备种类等因素的影响，电气控制柜的设计组成、设计布局、设备接口等都需要进行灵活科学的调整，以此提升电气控制柜输出效能与地铁设备正常运转的相匹配性，进而保障地铁项目的正常稳定、安全高效运行。
一、电气控制柜柜体设计与施工
电气控制柜柜体设计，需分析整合地铁设备的结构及运行要求等数据，以此确定合适的柜体大小，确保电气控制柜尺寸与其他地铁设备系统结构的互不影响。可通过地铁项目设计总图、技术规范等确定柜体的主框架设计，根据地铁设备电气系统原理图梳理整合，电气控制柜内需设置的设备类型、数量等，然后再合理规划确定设备安装区域，完成电气控制柜柜体内的初步布局。柜内设备构件可通过焊接的施工方式完成零部件的装配连接，同样也可以用焊接的施工方式进行柜内设备的固定。[1] 电气控制柜柜体设计中需明确布线施工路径设计，而且柜内布线主线束的设计需规避闭合结构。电气控制柜柜体材料需采用厚为 3 mm铝合金材质，其与地铁车体接口处的支架须选取不锈钢材料。
二、电气控制柜布线设计与施工
（一）电气控制柜布线固定设计与施工
地铁设备电气控制柜布线设计与施工时，须注意柜体外部和线槽内的线路都需要进行机械固定，以此来确保布线及电气控制柜运行的安全可靠。对电力型号、多芯型号和束合型号的电缆进行水平方向布线时，需要每间隔 30cm就进行一次机械固定，在对其进行垂直方向方向布线时，需要每间隔50cm就进行一次机械固定;对单芯型号电缆进行电源连接单独布线时，需要每15 cm就进行一次机械固定，以确保电缆布线的稳定性、牢固性。电缆布线施工中采用的固定附件，应避免安装在经常移动或替换的构件上，而且要保障固定附件的连接独立性，降低固定附件的活动、脱落风险。电缆布线附近区域的线槽、支架等构件的断面处需要用防水胶带、胶皮等进行缠绕隔离，规避电缆的割伤磨损可能性。
（二）电气控制柜布线间距设计与施工
电气控制柜布线设计与施工时，要注意不同等级电缆布线时要保持间距隔离，例如，第一级音频和高频信号传输线缆之间应保持3cm以上的布线间隔距离;第四级音频与之前等级的音频信号传输线缆之间的布线隔离距离应保持 10cm以上;第五级音频与之前等级的音频信号传输线缆之间的布线隔离距离应保持在15 ～ 20cm的范围。电气控制柜内的安装设置的电气设备，需要设计接地线连接，可通过与连接器外壳连接、短接汇流排连接、屏蔽层连接等方式进行接地设计，值得注意的是接地设计、跨接线、跨接带等都需要遵循异常电流下，电压降幅不超过25V的原则进行选择确定。电气控制柜布线设计与施工时，应注重电缆的质量、性能选择，选择的电缆最小弯曲半径应符合相关规定要求，例如，电缆直径小于2cm时，其弯曲半径应大于电缆外径的3倍;电缆直径大于2cm，其弯曲半径应大于电缆外径的5倍。此外，电气前期控制柜网络电缆的最小弯曲半径须小于7cm.
（三）电气控制柜布线电磁兼容设计与施工
电气控制柜布线设计与施工时，还需要考虑电磁兼容层面问题，以规避电缆布线时出现电磁干扰的现象。电场耦合、磁感应耦合等是最为常见的电磁干扰现象，可通过合理的、科学的布线对其电磁干擾因素进行抑制，同时提升电缆自身的抗电磁干扰性能，可更大限度的降低外部电磁干扰影响。[2]电气控制柜柜体的侧面因空间受限不能留有间距的情况下，可通过设置隔板的方式对电磁干扰进行隔离。现阶段电气控制柜布线设计与施工的电缆布线布局多采用三相电源线路系统布线设置在左侧，直流电源系统布线设置在右侧的设计施工方式，当存在不同类型线路交叉情况时，一般情况下会采取垂直交叉的设计施工方式，以此让电缆布线与电气设备之间构成最小化的布局环路。
三、电气控制柜柜内设备连接设计与施工
电气控制柜柜内设备需根据元件性质、子系统分属等规划不同安装区域，并进行彼此之间的隔离，在该基础上根据其区域布局再设计相对应的接口及电缆布局，以此确定设备接口设置合理性及电缆布局的科学性。常规设计下，电气控制柜柜内设备布局自下至上划分为底架引上线路交汇区域、大设备设置区域区、小设备设置区域、侧面线槽布局区域区、柜体连接器安装区域等[3]。外部线路由上部连接器对接引入电气控制柜，在分线处与相应柜内设备的连接器连接，通过侧面线槽走线，根据与其相连接的柜内设备安装位置选择对应的位置出线，进而完成与柜内设备的连接，而设备引出线路则需要通过柜体下部引上线孔引出。
总结
电气控制柜的设计组成、设计布局、设备接口等都需要根据项目系统设备尺寸、应用空间、设备种类等，进行灵活科学的调整，保障其最佳输出效能与稳定运转状态。电气控制柜技术可对设备安装、电缆布线、信号输入等进行集中性安装管理，是电气系统的技术进步，同时也为地铁项目的优质运转提供了显著的助力作用，是地铁项目运转和发展中的核心应用技术。电气控制柜柜体设计应用在地铁项目中，需分析整合地铁设备的结构及运行要求等数据，确定柜体的主框架设计及柜体内的初步布局，确保电气控制柜安装运行其他地铁设备系统结构互不影响。在开展电气控制柜布线设计与施工时，需严格按照既定规范，保障电缆的质量性能、固定电缆布线、保持不同布线的间距隔离，规避电磁兼容问题对电气控制柜运行使用造成的影响。在对电气控制柜柜内设备进行连接设计与施工时，应尤为注重设备进线及出线线路的布局，确保电气控制柜技术可高质高效的发挥效用。
参考文献：
[1]王野.列车电气控制系统升级方案设计与研究[J].科技创新与应用，2020（09）：139-140.
[2]杨沛山.地铁机电安装工程电气施工工艺与控制管理[J].住宅与房地产，2019（28）：132.
[3]刘晓轩.地铁车辆电气布线组装工艺分析[J].科技创新与应用，2019（24）：115-116.
作者简介：
王硕，1993年12月20日，男，汉族，山东省枣庄市，本科，助理工程师，研究方向：轨道交通车辆电气柜结构设计。
【关键词】电气;控制柜;设计;施工
引言
电气控制柜的功能多样、设计复杂，其对整个电气系统的安全稳定运转，具有直接性、决定性影响，其同样也是地铁设备的重要构件。受地铁项目系统设备尺寸、应用空间、设备种类等因素的影响，电气控制柜的设计组成、设计布局、设备接口等都需要进行灵活科学的调整，以此提升电气控制柜输出效能与地铁设备正常运转的相匹配性，进而保障地铁项目的正常稳定、安全高效运行。
一、电气控制柜柜体设计与施工
电气控制柜柜体设计，需分析整合地铁设备的结构及运行要求等数据，以此确定合适的柜体大小，确保电气控制柜尺寸与其他地铁设备系统结构的互不影响。可通过地铁项目设计总图、技术规范等确定柜体的主框架设计，根据地铁设备电气系统原理图梳理整合，电气控制柜内需设置的设备类型、数量等，然后再合理规划确定设备安装区域，完成电气控制柜柜体内的初步布局。柜内设备构件可通过焊接的施工方式完成零部件的装配连接，同样也可以用焊接的施工方式进行柜内设备的固定。[1] 电气控制柜柜体设计中需明确布线施工路径设计，而且柜内布线主线束的设计需规避闭合结构。电气控制柜柜体材料需采用厚为 3 mm铝合金材质，其与地铁车体接口处的支架须选取不锈钢材料。
二、电气控制柜布线设计与施工
（一）电气控制柜布线固定设计与施工
地铁设备电气控制柜布线设计与施工时，须注意柜体外部和线槽内的线路都需要进行机械固定，以此来确保布线及电气控制柜运行的安全可靠。对电力型号、多芯型号和束合型号的电缆进行水平方向布线时，需要每间隔 30cm就进行一次机械固定，在对其进行垂直方向方向布线时，需要每间隔50cm就进行一次机械固定;对单芯型号电缆进行电源连接单独布线时，需要每15 cm就进行一次机械固定，以确保电缆布线的稳定性、牢固性。电缆布线施工中采用的固定附件，应避免安装在经常移动或替换的构件上，而且要保障固定附件的连接独立性，降低固定附件的活动、脱落风险。电缆布线附近区域的线槽、支架等构件的断面处需要用防水胶带、胶皮等进行缠绕隔离，规避电缆的割伤磨损可能性。
（二）电气控制柜布线间距设计与施工
电气控制柜布线设计与施工时，要注意不同等级电缆布线时要保持间距隔离，例如，第一级音频和高频信号传输线缆之间应保持3cm以上的布线间隔距离;第四级音频与之前等级的音频信号传输线缆之间的布线隔离距离应保持 10cm以上;第五级音频与之前等级的音频信号传输线缆之间的布线隔离距离应保持在15 ～ 20cm的范围。电气控制柜内的安装设置的电气设备，需要设计接地线连接，可通过与连接器外壳连接、短接汇流排连接、屏蔽层连接等方式进行接地设计，值得注意的是接地设计、跨接线、跨接带等都需要遵循异常电流下，电压降幅不超过25V的原则进行选择确定。电气控制柜布线设计与施工时，应注重电缆的质量、性能选择，选择的电缆最小弯曲半径应符合相关规定要求，例如，电缆直径小于2cm时，其弯曲半径应大于电缆外径的3倍;电缆直径大于2cm，其弯曲半径应大于电缆外径的5倍。此外，电气前期控制柜网络电缆的最小弯曲半径须小于7cm.
（三）电气控制柜布线电磁兼容设计与施工
电气控制柜布线设计与施工时，还需要考虑电磁兼容层面问题，以规避电缆布线时出现电磁干扰的现象。电场耦合、磁感应耦合等是最为常见的电磁干扰现象，可通过合理的、科学的布线对其电磁干擾因素进行抑制，同时提升电缆自身的抗电磁干扰性能，可更大限度的降低外部电磁干扰影响。[2]电气控制柜柜体的侧面因空间受限不能留有间距的情况下，可通过设置隔板的方式对电磁干扰进行隔离。现阶段电气控制柜布线设计与施工的电缆布线布局多采用三相电源线路系统布线设置在左侧，直流电源系统布线设置在右侧的设计施工方式，当存在不同类型线路交叉情况时，一般情况下会采取垂直交叉的设计施工方式，以此让电缆布线与电气设备之间构成最小化的布局环路。
三、电气控制柜柜内设备连接设计与施工
电气控制柜柜内设备需根据元件性质、子系统分属等规划不同安装区域，并进行彼此之间的隔离，在该基础上根据其区域布局再设计相对应的接口及电缆布局，以此确定设备接口设置合理性及电缆布局的科学性。常规设计下，电气控制柜柜内设备布局自下至上划分为底架引上线路交汇区域、大设备设置区域区、小设备设置区域、侧面线槽布局区域区、柜体连接器安装区域等[3]。外部线路由上部连接器对接引入电气控制柜，在分线处与相应柜内设备的连接器连接，通过侧面线槽走线，根据与其相连接的柜内设备安装位置选择对应的位置出线，进而完成与柜内设备的连接，而设备引出线路则需要通过柜体下部引上线孔引出。
总结
电气控制柜的设计组成、设计布局、设备接口等都需要根据项目系统设备尺寸、应用空间、设备种类等，进行灵活科学的调整，保障其最佳输出效能与稳定运转状态。电气控制柜技术可对设备安装、电缆布线、信号输入等进行集中性安装管理，是电气系统的技术进步，同时也为地铁项目的优质运转提供了显著的助力作用，是地铁项目运转和发展中的核心应用技术。电气控制柜柜体设计应用在地铁项目中，需分析整合地铁设备的结构及运行要求等数据，确定柜体的主框架设计及柜体内的初步布局，确保电气控制柜安装运行其他地铁设备系统结构互不影响。在开展电气控制柜布线设计与施工时，需严格按照既定规范，保障电缆的质量性能、固定电缆布线、保持不同布线的间距隔离，规避电磁兼容问题对电气控制柜运行使用造成的影响。在对电气控制柜柜内设备进行连接设计与施工时，应尤为注重设备进线及出线线路的布局，确保电气控制柜技术可高质高效的发挥效用。
参考文献：
[1]王野.列车电气控制系统升级方案设计与研究[J].科技创新与应用，2020（09）：139-140.
[2]杨沛山.地铁机电安装工程电气施工工艺与控制管理[J].住宅与房地产，2019（28）：132.
[3]刘晓轩.地铁车辆电气布线组装工艺分析[J].科技创新与应用，2019（24）：115-116.
作者简介：
王硕，1993年12月20日，男，汉族，山东省枣庄市，本科，助理工程师，研究方向：轨道交通车辆电气柜结构设计。