电气控制柜设计标准

浅谈电气控制柜设计及安装调试

【摘 要】电气控制柜的设计与施工的好坏对于电气自动化的实现而言起着至关重要的作用。做好电气控制柜的设计与施工，可以最大限度的满足电气设备的全部功能，但是，电气控制柜的设计与施工要尽量遵循结构简单、操作安全的基本原则，保证电气设备的经济性和运行的可靠性。

【关键词】电气控制柜；设计；施工

电气控制柜的主要作用是负责配电和线路保护，因此其组成部分主要包含电源和开关两大部分。同时，电气控制柜还肩负着控制功能。在控制功能的结构内部，有断路器、接触器、继电器、PLC、变频器以及接线端等原件。电气控制柜要实现的功能根据不同的需要制定。被控制设备的数量以及被控制设备功率的大小是电气控制柜选择电器元件的依据。根据被控制设备的数量和功率大小选定电气元件之后，将其集中组合在一个电柜中，从而形成了需要的电气控制柜。但是电气控制柜为了保障运行和操作的基本安全，要在设计过程中充分的考虑，尽量做到结构简单，造价经济适用。

1 电气控制柜的设计

电气原理图设计和工艺设计是电气控制柜设计的主要组成部分。要想实现电器控制柜的设计与施工，做好电气原理图的设计与工艺设计，对于保障电气控制柜功能的实现，作用至关重要。

1.1 子系统电气设计

所谓的电气原理图设计是为了满足机械或者其他生产设备的工艺要求而进行电气控制系统的设计，其主要目的是可以实现机械或是其他生产设备的电气控制。在电气自动化控制系统中，被控机械或是其他生产设备的可用性、先进性以及设备的自动化程度都直接受影响于电气原理图的设计质量。因此，电气原理图设计的好坏，对于电气自动化的实现而言，重要性不言而喻。所以，电气原理图的设计被认为是电气自动化设备可以实现运行的核心组成部分，可以帮助电气自动化控制系统实现合理有效的运行。清楚明白电气控制柜要实现的功能和控制逻辑是设计电气原理图的基础条件。对于十分简单的而控制系统而言，为了能够降低成本，省略编程带来的麻烦，我们尽量不选用PLC进行电气设备的控制，而是用最基本的控制器进行控制。对于比较复杂的包含PLC、继电器、变频器和接触器相互配合的控制系统而言，所控制的设备除了要实现变频之外，还要实现工频，正确分析信号输入和输出的关系是复杂控制系统设计的难点，也是设计的重点，这些要求也是PLC的I/0容量及模块选择、PLC及在主机所允许范围内变频器I/0地址分配和PLC控制程序编写的关键。同时，CPU工作电源、模拟量模块工作电源、输出负载的供电电源以及输入有源开关量信号的接法问题的处理，也是对于PLC复杂控制系统需要正确对待和处理的问题。

1、基本思路

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。

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。

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；

电气控制柜装配工艺标准

概述：本工艺标准根据GB7251-2008、GB 2681-81、GB/T 2682-1981、GB50171-92、GB50256

并结合我公司实际情况制定。适用于我公司生产的各电气控制设备一、二次设备安装及接线。

目的是使设备既满足设计控制要求又整齐美观和检查方便。

一、电气控制柜外型尺寸、面板开孔、面板标识丝印检查

在电气控制柜开始装配前按照《电柜结构、开孔图》进行外型尺寸、面板开孔、面板标识丝印，

确认无误后方可进行装配工作。二、准备齐电气控制柜装配所需的所有电气元件及安装辅助材

1、电气装配人员要先准备齐电气控制柜上需使用的电气安装底板、电气面板、电气元件（PLC、软启动器、低压电器等）及所需要的安装辅材（线槽、导轨、导线、接地铜排、安装螺丝等）。

2、电气装配人员准备好自己的工具包（含大号、中号十字起，小一字起、剥线钳、斜口钳、

万用表、内六角扳手、呆扳手、Φ钻头、Φ钻头、Φ钻头、M3丝锥、M4丝锥、丝锥绞手、粗

齿挫一套）、手电钻等，将所有工具整齐的放在指定区域内。三、电气元器件安装在电柜底板上

1、根据电气原理图中的底板布置图量好线槽与导轨的长度，用相应工具截断。（注：线槽、

导轨断缝应平直。）

2、两根线槽如果搭在一起，其中一根线槽的一端应切成45度斜角。

3、用手电钻在线槽、导轨的两端打固定孔（用Φ钻头）。

4、将线槽、导轨按照电气底板布置图放置在电柜底板上，用黑色记号笔将定位孔的位置画在

电柜底板上。

5、先在电柜底板上用样冲敲样冲眼，然后用手电钻在样冲眼上打孔（用Φ钻头）。

6、用M4螺钉、螺母将线槽、导轨固定在电柜底板上。

7、低压电器元器件（微型空开、继电器、接触器、信号线端子、动力电源端子等）应按照电

气原理图中的底板布置图安装在导轨上的。

8、PLC、开关电源等不需要导轨安装的电气元器件都要进行打孔、攻丝（用钻头打孔，然后用

M3的丝锥攻丝）再直接安装于电柜底板上。

9、软启动器、变频器等要用Φ钻头打孔，然后用M4的丝锥功丝，再直接安装于电柜底板上。

防水型电气控制柜的设计

概述

电气控制柜作为一个非常重要的配电设备，在工业、建筑、通信、电力等领域广泛应用。在一些特殊的使用环境中，如室外、潮湿、多尘等恶劣环境中，必须采用防水型电气控制柜，以确保设备的正常运行和延长设备的寿命。

本文将介绍防水型电气控制柜的设计要点和注意事项，帮助设计师制定出稳定可靠的设计方案。

选择合适的材料

防水型电气控制柜的设计首先要选择合适的材料。根据使用环境的不同和设计需求，可以选择不同的材料。

在一般的户外环境中，不锈钢是比较理想的材料，它具有良好的抗腐蚀和耐候性能。如果要在海边等带有强腐蚀性的环境中使用，可能需要选择更高强度的316L不锈钢。

另外，防水型电气控制柜的密封性也非常重要。一般来说，使用橡胶密封圈或硅橡胶密封圈可以达到比较好的效果。

设计适当的防护等级

防水型电气控制柜的防护等级是根据防水和防尘的要求来确定的。不同的等级适用于不同的环境要求。

根据国际电工委员会 (IEC) 的标准，防护等级分为IPXX的形式，其中XX代表两位数字。第一位数字表示防尘等级，第二位数字表示防水等级。例如，IP68表示最高的防尘和防水等级。

在选择防护等级的时候，需要根据实际环境来确定。如果环境较为恶劣，可以选择更高的防护等级，以保证设备的正常运行。

排水设计

在防水型电气控制柜的设计中，排水也是非常关键的。如果控制柜内部有积水，会导致设备短路、电路故障、设备损坏等问题。

因此，在控制柜内部的底部应设有足够的排水孔或排水槽，以便及时排除控制柜内的水分。 设计防雷接地系统

在一些恶劣的天气条件下，如雷电天气，雷击会对电气设备造成较大的威胁。

为了保证电气设备的安全运行，在防水型电气控制柜的设计中，必须考虑防雷接地系统。通过设计合理的接地系统，将雷击电流有效地引入地下，从而保护电气设备。

设计防爆措施

在一些易爆环境中，如油田、油轮等，如没有防爆措施，设备运行很容易引起火灾、爆炸等事故。