论电气控制柜工艺设计重要性

论电气控制柜工艺设计重要性

隋金池

施耐德万高 (天津 )电气设备有限公司 天津 300386

摘要：随着我国社会主义市场经济的飞速发展，电气行业的发展也不例外，智能控制柜因智能变电站就地化保护得到大量使用，由于户外阳光直射的原因会造成柜内温度升高，可能超出设备允许的温度范围。通常电子元器件受环境温度的影响较大，环境温度每增加10℃，元器件工作异常的可能性就会升高。电力系统二次设备的核心装置由大量芯片组成，户外柜就地保护的装置若长时间工作在高温下，会引起元器件性能的降低，对电网系统的稳定性造成重大影响。仅安徽地区智能变电站就发生多起智能控制柜故障情况，在夏季连续高温天气，户外柜出现柜内温度过高、系统误告警、未工作于正常工作模式、显示屏花屏或风机停转等现象。户外控制柜的此类故障增加了人员运维检修的工作量，易造成较大经济损失及电网安全事故。目前国内已建设投运智能变电站户外柜，在温度控制方面，主要采用风机、热交换器或空调器散热方式，其中风机属于直接风冷，而热交换器和空调器则属于间接风冷。上述三种散热方式各自优缺点明显，成本、可靠性及散热效率各不相同，安徽省内就曾出现过因选型不当，导致散热设备效果不佳，甚至加速了柜内温度的上升，因此目前迫切需要依据户外柜使用地域和环境的差异，制定合适的散热解决方案，形成一套合理的选型标准，既保证了散热设备功能的有效性，又提高了供电可靠性，确保电网安全。

关键词：电气;控制柜;工艺设计;重要性

引言

电气控制柜的内部设备由无数个电箱相连，电线的接线端的封装多采用胶粘剂进行封装。近年来，随着科学技术的快速发展，传统的胶粘剂已经不能满足电气控制柜的使用需求，因此研究出了各方面性能均比传统胶粘剂更优秀的高分子胶粘剂，目前电气控制柜常使用环氧酸酯型高分子胶粘剂对接线端进行封装，以达到防水、防潮、防尘以及耐热的等保护需求。根据相关规定，当温度达到80℃时电气控制柜处于高温环境，已发生火灾，当温度超过120℃时，电气控制柜处于超高温环境。

1无机房电梯电气系统的具体设计要点

电气系统与其完全不同，尤其在启用应急电源或者采用备用电源供电时，当电梯运行过程中，如果继续采用原来方式，电梯断电，控制器会立刻断电，无法对当前位置等信息进行保存，当电梯立刻上电时，电梯只会检测到平层不会返回平层，无法对当前位置数据进行更新，容易发生错层风险。当发生该情况只有等电梯运行到端站位置才可以还原，造成了实际的诸多不便，因此数据保存依靠原来的数据存储方法将无法完成。笔者设计了一种新方法：采用停梯时刻，主接触器释放瞬间来进行数据保存，当每次停梯时会对数据进行存储，但是此时仍然无法解决运行中断电的尴尬情形。为了满足电源断电突发情况，另外一个改变就是每次电梯启动瞬间，会对某个EEPROM位置进行设置，停梯时候对该位置进行还原，当每次突发断电再上电，电梯会检测该位置的数据，如果当前位置数据没有释放还原，电梯在启动的时候会寻找端站进行数据校正。假设运行中的电梯在某时刻突然断电，电梯应急电源输入点动作，电梯处理寻端站数据不会去执行寻端站命令仅仅会返回平层，返回平层完成开门关门，告知应急装置结束本次任务。假设突然断电，电梯备用电源输入点动作，电梯也同样处理寻端站数据不去执行寻端站命令，返回平层。当完成返平层任务时，电梯会去寻端站，找到端站位置，更新楼层位置，然后再去寻找基站，如果备用电源可以继续操作，通过参数设置可以完成后续的指令登记。

2系统的构成和控制要求

对于控制柜，可以采用PLC+触摸屏的组合方式，实现对控制柜内部的各项数据监控，PLC能够通过串口与用户上位机之间进行连接，从而实现自动化的信息操作控制，并且可以按照约定的通讯协议实现数据的传递，保证传递参数可靠有效。控制柜可以使用西门子的PLC和触摸屏，常见的PLC有西门子的SIMATICS7-300系列，该系列具有丰富的I/O模块，并且可以进行模块拓展，有非常好的扩展性，可以再不对硬件进行调整的前提下，只改变软件就可以实现所需要的功能，具有非常不错的可移植性，还有性能递增的CPU，能够缩短指令处理时间，能够充分发挥PLC技术在控制柜的检测系统中的高控制能力，提高逻辑判断准确性以及效率，具备高可靠性以及高抗干扰性的特点。而且在硬件方面，该PLC还使用了滤波措施和隔离措施，能够有效的抑制和消除干扰，触摸屏型号为MP278，分辨率为640*480，大小为10寸，屏幕材质为TFT显示屏，为了方便数据的存储与读取，触摸屏还配备了许多接口，主要包括以太网接口、USB接口、PROFIBUS接口还有SD多媒体卡组合插槽等。控制柜内部所有的电气设备运行状态以及各项工艺参数都能够通过触摸屏进行显示，触摸屏主要是用来实现人机交互，PLC和触摸屏之间的信息传输主要是利用了内部的组态变量，而且PLC能够根据实际检测到的数据，与原本设计好的程序进行比较计算，根据计算结果发送不同的操作指令，实现对电气设备的远程控制。

3一种新的预布线方法在地铁客室控制柜上的应用

首先是线束数据测量。规定布线路径并指导员工完成首列车屏柜的布线，对已完成布线的屏柜线束进行拍照，打印图片。以自左至右，自上至下的顺序测量线束节点之间的距离，然后测量主线束距最近器件的长度，之后测量同类器件之间的距离，最后测量各类器件的出线距离，并记录以上数据。其次是布线顺序及出线方向控制。为保证布线效果，提出以下布线技术要求。1)规定线缆自线束节点朝向器件点位方向出线。2)根据布线时经过主线束路径距离长短规定布线先后顺序为:经过主线束路径越短，则越优先进行布线;经过主线束路径越长，则越靠后进行布线。例如主线束为AN之间的线束，则进行布线时，经过AN路径短的线缆布在内侧，经过AN路径长的线缆布线在外侧。3)为保证连接器的布线效果，应优先处理连接器，具体如下:优先进行连接器端的布线，然后依据上面第二点规定布线至另外一端。4)在进行平面图纸制作时应尽量保证每一根线仅有一种布线路径，特殊情况进行注明，例如长沙5号线项目M车控制柜继电器至端子排2的AC点有上下2种路径可选，如果选择下侧扎线杆进行布线则会导致线束过粗，因此规定至端子排2的AC点的线缆经过上侧扎线杆进行布线。

结语

总之，随着智能变电站的快速推进，智能控制柜的应用将不可或缺。考虑到户外环境的多样性、柜内温度的重要性，因此一套正确、合理的智能控制柜散热方案是必不可少的。热交换器散热过程中，内部设备处于全封闭状态，柜内环境与外部环境相对独立，不会造成柜内环境的污染，且价格适中。缺点是柜内温度始终高于外部环境温度，在夏季高温时，散热效果不理想，一般热交换器的使用年限为5年，且后期维护成本较高。建议在户外温度小于35℃、空气质量不高的环境下采用此种散热方案。相较于热交换器散热，空调器散热由于内部采用独立的制冷系统，柜内温度可以降到更低，可保持在35～40℃的最佳工作温度，不受外界温度的影响，防护等级高，但机柜空调器的结构较复杂，功率较大，维护成本高。建议在环境恶劣地区或重要变电站户外柜采用空调器散热模式。

参考文献

[1]中国电器工业协会．电工电子产品环境试验第2部分：试验方法，试验B：高温：GB/T2423.2—2008[S]．

[2]朱云霄，朱云灿，严华．智能变电站智能控制柜热设计[J]．电子机械工程，2009，29(6)：18-22．