长光华芯公司
标准机柜配电及布线规范
2012-11-15
目录
1 基本思路 (2)
2 电气控制柜总体配置设计 (2)
2.1 电气控制柜组件的划分 (2)
2.2 电气控制柜连接方式 (3)
2.3 元件布置图的设计与绘制 (3)
2.4 电器部件接线图的绘制 (4)
3 机柜布线 (5)
3.1.1 机柜电源布置 (5)
3.1.2 结构及安装要求 (5)
3.1.3 交流配电单元 (6)
3.1.4 接线端子组 (6)
3.1.5 插座 (7)
3.1.6 温升 (7)
3.1.7 认证 (7)
3.1.8 接地、电缆及其他电气附件 (7)
3.1.9 电气防护性能 (8)
3.2 布线原则 (9)
4 线缆标识 (12)
5 通风与防尘标准 (13)
6 值得借鉴的机柜布线图 (15)
1基本思路
电气控制柜设计的基本思路是：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。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。接下来按照设计图对机柜进行布置及布线，最后对各线进行标识，贴设备安全标识。
2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。
2.1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
组件中；
(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。
2.2电气控制柜连接方式
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。
2.3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，便于接线并使走线最短，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。
2.4电器部件接线图的绘制
接线图是根据部件电气原理及电器元件布置图绘制的，它表示成套装置的连接关系，是电气安装、维修、查线的依据。接线图应按以下原则绘制：
(1)接线图相接线表的绘制应符合GB6988.6—1993中《控制系统功能表图的绘制》
的规定；
(2)所有电气元件及其引线应标注与电气原理图中相一致的文字符号及接线号。
原理图中的项目代号、端子号及导线号的编制分别应符合GB5094-1985《电气
技术中的项目代号》、GB4026-1992《电器设备接线端子和特定导线线端的识
别及应用字母数字系统的通则》及GB4884-1985《绝缘导线标记》等规定；
(3)与电气原理图不同，在接线图中同一电器元件的各个部分(触头、线圈等)必
须画在一起；
(4)电气接线图一律采用细线条绘制。走线方式分板前走线及板后走线两种，一
般采用板前走线，对于简单电气控制部件，器元件数量较少，接线关系又不
复杂的，可直接画出元件间的连线；对于复杂部件，电器元件数量多，接线
较复杂的情况，一般是采用走线槽，只要在各电器元件上标出接线号，不必
画出各元件间连线；
(5)接线图中应标出配线用的各种导线的型号、规格、截面积及颜色要求等；
(6)部件与外电路连接时，大截面导线进出线宜采用连接器连接，其它应经接线
端子排连接。
总之，根据以上要求，应先勾画出电气控制柜箱体的外形草图，估算出各部分尺寸，然后按比例画出外形图，再从对称、美观、使用方便等方面进一步考虑调整各尺寸比例。电气控制柜外表确定以后，再按上述要求进行控制柜各部分的结构设计，绘制箱体总装图及各面门、控制面板、底板、安装支架、装饰条等零件图，并注明加工要求，再视需要为电气控制柜选用适当的门锁。
最后，还要根据各种图纸，对电气控制柜需要的各种零件及材料进行综合统计，按类别列出外购成品件的汇总清单表、标准件清单表、主要材料消耗定额表及辅助材料定额表等，以便采购人员、生产管理部门按设备制造需要备料，做好生产准备工作，也便于成本核算。
3机柜布线
3.1.1机柜电源布置
机柜应配置一整套可拆卸、可更换的固定式配电单元（PDU），用于机柜设备电源的引入、分配、保护、分合、接插（插座或端子）等。同一个机柜内，交流配电和直流配电不应混用（机柜散热风扇配电除外）。
3.1.2结构及安装要求
配电单元推荐采用竖条形一体化结构，将配电、保护、接插集成在一起，且其正面可拆装，便于安装、更换接插模块和接插（接线）；也可采用将电源的引入、分配、保护部分与接插部分分开的分体结构，其中电源的引入、分配、保护部分置于设备顶部或底部的配电单元，而接插部分仍作竖条形单元结构。竖条形一体化配电单元或分体结构的接插单元的安装位置一般为机柜后部一侧（电源线扎线板或走线槽外侧）。特殊情况可左右侧各设一个配电单元（不推荐）。
3.1.3交流配电单元
A.配电单元应能同时引入A、B 双路电源，彼此完全独立（包括接地线），分别配电。对于无
双路供电需求的机柜也可只引入一路电源。
B.配电单元的输入电源一般采用单相三线制电源（220V），特殊情况下可采用三相四线制电
源（380V）。也可视供电安全的特殊要求，采用四路电源引入方式。
C.电源输入端应设接线端子组，可以连接16 mm2以下的电缆，并可根据需求安装电流计量装
置；各输出分路应设接线端子组或插座方式为设备提供接电条件。
D.机柜电源输入应设置独立的过流、短路保护装置，各输出分路宜设置独立的过流、短路保
护装置。
E.保护装置可选用交流用空气开关（推荐）或熔断器式隔离开关，安装在总输入或输出分路
相线上，方便操作和更换，并满足其散热要求，保护装置的额定值应与总输入或输出分路额定值相匹配。
——若选用空气开关，则其应符合GB 10963.1 的要求，瞬时脱扣形式为C 型（脱扣范围＞5I n～10I n）。
——若选用熔断器式隔离开关，则其应符合GB 14048.3 的要求，其中熔断器应符合GB/T 13539.5相关要求，分段范围与使用类别为gG 型。
3.1.4接线端子组
接线端子组应符合GB 14048.7 和GB 14048.8 的相关要求，选用带接线片（铜线铒）、扣板、接线腔等防止线头松散部件的螺纹型（螺栓型、柱式等）接线端子。相关要求包括：
——端子应能够与导线可靠导通，并紧固连接、不易松动，确保与导线间能够长期保持必须的接触压力。
——端子导电性能良好，耐机械应力（压力、扭力等）疲劳、耐磨损、耐锈蚀。
——端子与端子排的设计安全可靠、方便操作，能够较好地防止线头间相互触碰以及接线时由于零件（如垫圈、螺母等）跌落而造成事故。
——端子应有清晰、明显的标识；端子外应设安全盖板及明显标识，防止误操作及触电。
——端子接线部件（如螺栓、垫片、铜鼻等）应配置齐全。
——对于交流配电单元，各分路端子及所连电缆额定截面积不小于2.5mm2；排列顺序从左至右依次
为零（N）、相（L）、地（PE），也可上下设置或错行设置。
3.1.5插座
插座应优先选用符合GB 1002 规定的两极带接地单相插座，也可采用符合GB 17465.1 要求的C9/C10 两极带接地单相插座（IEC 60320 C13/C14）；不应采用“万用插座”（如图）。
图两极带接地单相插座（~250V 10A）标准外形示意图
相关要求包括：
——插座簧片应具有良好的导电性能和机械弹性，具有良好的耐疲劳、耐磨损、耐腐蚀性能（建议锡磷青铜材质）；单个插头从插座拔出所需最小力应≥30N，以防止插头在正常使用时自动脱落或因轻微碰撞而导致接触不良。
——插座应选用模块化标准件，方便拆装更换模块。
——插座额定电流为10A，特殊情况下可选用16A；插孔顺序为上地（PE）、左零（N）、右相。
3.1.6温升
当配电单元通入额定电流时，插座、端子及熔断器连接处的温升应不超过55℃，空气开关及熔断器壳体的温升不超过40℃。
3.1.7认证
所有接线端子、插座、保护装置等电气部件均应符合国家相关电气安全标准，质量可靠；其中插座、接线端子和过流、短路保护装置应通过国家3C 认证。
3.1.8接地、电缆及其他电气附件
机柜内应设置统一接地装置（或横截面积≥36mm2 的接地铜排）。柜体及其内部各金属部件应
做可靠电气连通，并与接地装置连通。
接地铜排与机房接地分汇集排（或柜顶接地分汇集排）之间用16mm2 黄绿相间色单芯绝缘阻燃软电缆可靠连接。
机柜内所有电缆均应符合YD/T 1173 的要求。电缆和母线的绝缘层或外护套颜色应符合GB7947 的要求。
若具有声音告警功能，则必须同时具有手动关闭告警音的功能。电流值恢复正常后，告警应能自动恢复。告警门限应能根据需要进行设置。此外，机柜还可提供断电告警。电流指示及告警指示宜安装在机架后部上方。不宜安装在柜门上。当机柜需采用灯光指示时，宜采用LED 指示灯。
3.1.9电气防护性能
A.机柜内各带电回路（该回路不直接接地）对地（或柜体）绝缘电阻应≥10MΩ（500V 兆欧
表测量1min 后读数）。
B.机柜内各带电回路对地（或柜体）以及两个非电气连接的带电回路之间，应能承受2500V、
50Hz正弦试验电压1min，不出现击穿或飞弧现象，漏电流≤10mA。
C.每机柜要求安装箱式空开盒。标准配置空开数目为8个,空开MAX负载电流安培由工程设计
时提出。4个为电源插座供电。电源分配箱前面加装遮挡板,以免意外关闭空开。
空开品牌为: 为了保障设备用电安全,严禁用小厂空开。建议采用GE,施耐德,ABB,梅兰日兰厂家产品。
D.每机柜标准配备长500mm,宽50mm,后5mm优质铜板2条,作为工作地&保护地。每地排打
20个接线孔,配备20套螺栓。
E.机柜机壳应严格接地,防止漏电伤人。盘、柜、台、箱的接地应牢固良好。装有电器的可
开启的门，应以裸铜软线与接地的金属构架可靠地连接。所有接地装置的紧固应牢靠，并
均应设有弹簧垫圈或锁紧螺母，以防松动。如果柜内有屏蔽线的接地，或者其他电子元件
的接地。所使用的接地排要与主接地排绝缘，当需要与主接地排导通时再用黄绿色的接地
线与之连。
F.直流供电
每机柜要求安装箱式端子盒。根据设备数量和用电量,配置相应接线端子。具体数量由工程设计时提出。箱式端子盒前面加装遮挡板。
3.2布线原则
A.走线槽：机柜根据所装设备,配置走线横、竖槽道。竖走线架固定孔的设计要好，既考要
虑了垂直方向也要考虑了水平方向，这样可以很好地做到对柜内各个方向线缆的固定。线槽应平整、无扭曲变形，内壁应光滑、无毛刺。线槽的连接应连续无间断，每节线槽的固定点不应少于两个，在转角、分支处和端部均应有固定点，并紧贴墙面固定。接口应平直、严密，槽盖应齐全、平整、无翘角。