电气控制柜的组成结构

1. 一次电路及其元器件

　　一次电路也称为主电路，它是从电源到负载输送电能时电流所经过的电路，即一次电路是直接与交流电网电源连接的电路。由一次设备相互连接，构成发电、输电、配电或进行其他控制的电气回路，称为一次回路或一次接线系统。

　　一次电路一般工作于高电压、大电流工作状态，一般一次电路的电源都是220V及以上交流电。其主要作用是对被控制对象的电源进行控制，从而实现对被控制对象的控制。

　　包括：

　　1）电源的通断（开关）控制，即被控制设备的启停控制，照明电路的通断控制；

　　2）电源电压的高低控制，即对被控制对象的速度、亮度、力度等进行控制；

　　3）电源电流的大小控制，即对被控制对象的电压、功率、热量等进行的控制；

　　4）电源电流的方向控制，即对被控制电动机的方向进行控制；

　　5）电源频率的控制，即对被控制对象的速度、亮度、力度等进行控制；

　　6）电源相位的控制，即对被控制电动机的方向进行控制。

2. 二次电路及其元器件

　　二次电路又称为控制电路或辅助电路，它是对主电路进行控制、保护、监视、测量的电路。

　　二次电路中的各种设备称为二次设备，它们包括各种控制开关（如按钮等）、继电器、接触器的线圈和辅助触点、信号灯、测量仪表、PLC等。由二次设备互相连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路或二次接线，包括控制系统、信号系统、监测系统、继电保护和自动化系统等。

　　例如，在电力系统中，由互感器的二次侧绕组、测量监视仪器、继电器、自动装置等通过控制电缆连成的电路，用以控制、保护、调节、测量和监视一次回路中各参数和各元件的工作状况，以及用于监视测量仪表、控制操作信号、继电保护和自动装置等。

　　二次电路的电源是380V、220V、36V等交流电或直流电。380V、220V电源可以在一次电源中取得。如果一次侧为高压，也可以用变压器取得，还可以用整流器和干电池取得直流电源。

3. 机柜及其附件

　　机箱机柜的作用有4个方面。

　　1）机柜给电源、一次设备、二次设备及附属设备提供空间，并通过机箱内部的支撑、支架、各种螺丝或卡子夹子等连接件将这些零部件牢固地固定在机柜内部，将电气控制设备的各类电器、元器件、线缆等集中组合并装载，形成一个集约型的整体。

　　2）机柜坚实的外壳保护着一次设备、二次设备、电源及附属设备，能防压、防水、防冲击、防尘，并且它还能发挥防电磁干扰、辐射的功能，起屏蔽电磁辐射的作用。

　　3）机柜还提供了很多便于使用的面板开关指示灯等，让操纵者更方便地操纵电气控制设备或观察电气控制设备的运行情况。

　　4）便于设备的美观设计和设备安装，方便以后的维护与运行，防触电及防小动物或昆虫对电气控制设备的破坏，保障操作人员的人身安全。

　　4. 安装板

　　安装板也是电气控制设备不可缺少的组成部分。电气控制设备中的一次设备体积比较大，一般安装在机柜的柜架上。

　　5. 接线端子

　　接线端子用于实现电气柜内部及外部的可靠电气连接，方便进行维修。

电气控制柜安装方法

一、电气元件的安装

按照电气元件明细表配齐电气设备和元件，安装步骤如下。

1. 掌握线路工作原理的前提下，绘制出电气安装接线图。

2. 检查电气元件的质量。检查电气元件外观是否完好、各接线端子及紧固件是否齐全、操作机构和复位机构的功能是否灵活、绝缘电阻是否达标等。

3. 底板选料与剪裁。底板可选择2.5~5mm厚的钢板或5mm厚的层压板等，按电气元件的数量和大小、摆放位置和安装接线图确定板面的尺寸。

4. 电气元件的定位。按电气产品说明书的安装尺寸，在底板上确定元件安装孔的位置并固定钻孔中心。选择合适的钻头对准钻孔中心进行冲眼。在此过程中，钻孔中心应保持不变。

5. 电气元件的固定。用螺栓加以适当的垫圈，将电气元件按各自的位置在底板上进行固定。

二、电气元件之间导线的安装

1. 导线的接线方法：在任何情况下，连接器件必须与连接的导线截面积和材料性质相适应，导线与端子的接线，一般一个端子只连接一根导线。有些端子不适合连接软导线时，可在导线端头上采用针形、叉形等冷压端子。如果采用专门设计的端子，可以连接两根或多根导线，但导线的连接方式必须是工艺上成熟的各种方式，如夹紧、压接、焊接、绕接等。导线的接头除必须采用焊接方法外，所有的导线应当采用冷压端子。若电气设备在运行时承受的振动很大，则不许采用焊接的方式。接好的导线连接必须牢固，不得松动。

2. 导线的标志：在控制板上安装电气元件，导线的线号标志必须与电气原理图和电气安装接线图相符合，并在各电气元件附件做好与原理图上相同代号的标记，注意主线路和控制线路的编码套管必须齐全，每一根导线的两端都必须套上编码套管。套管上的线号可用环乙酮与龙胆紫调和，不易褪色。在遇到“6”和“9”或“16”和“91”这类倒顺都能读数的号码时，必须作记号加以区别，以免造成线号混淆。导线颜色的规定参见下表。

三、导线截面积的选择

对于负载为长期工作制的用电设备，其导线截面积按用电设备的额定电流来选择；当所选择的导线、电缆截面积大于95mm2时，宜改为用两根截面积小的导线代替；导线、电缆截面积选择后应满足允许温升及机械强度要求；移动设备的橡套电缆铜芯截面积不应小于2.5mm2；明敷时，铜线不应小于1mm2，铝线不应小于2.5mm2；穿管敷设与明敷相同；动力线路铜芯线截面积不应小于1.5mm2；铜芯导线可与大一级截面积的铝芯线相同使用。

对于绕线转子电动机转子回路导线截面积的选择可按以下原则：

1. 转子电刷短接。负载启动转矩不超过额定转矩50%时，按转子额定电流的35%选择截面积；在其他情况下，按转子额定电流的50%选择。

2. 转子电刷不短接。按转子额定电流选择截面积。转子的额定电流和导线的允许电流，均按电动机的工作制确定。

四、导线允许电流的计算

1. 反复短时工作制的周期时间T<=10min，工作时间tG<=4min时，导线或电缆的允许电流按下列情况确定。

截面积小于或等于6mm2的铜线，以及截面积小于或等于10mm2的铝线，其允许电流按长期工作制计算。

截面积大于6mm2的铜线，以及截面积大于10mm2的铝线，其允许电流等于长期工作制允许电流乘以系数0.875/（^1/2）。为用电设备的额定相对接通率（暂载率）。

2. 短时工作制的工作时间tG<=4min，并且停歇时间内的导线或电缆能冷却到周围环境温度时，导线或电缆的允许电流按反复短时工作制确定。当工作时间超过4min或停歇时间不足以使导线、电缆冷却到环境温度时，则导线、电缆的允许电流按长期工作制确定。

五、线管选择

线管选择主要是指线管类型和直径的选择。

1. 根据敷设场所选择线管类型。潮湿和有腐蚀性气体的场所内明敷或埋地，一般采用管壁较厚的白铁管，又称水煤气管；干燥场所内明敷或暗敷，一般采用管壁较薄的电线管；腐蚀性较大的场所内明敷或暗敷，一般采用硬塑料管。

2. 根据穿管导线截面积和根数选择线管的直径。一般要求穿管导线的总截面积（包括绝缘层）不应超过线管内径截面积的40%。白铁管和电线管的管径可根据穿管导线的截面积和根数选择，参见下表。

六、导线共管辐射原则

1. 同一设备或生产上互相联系的各设备的所有导线（动力线或控制线）可共管敷设。

2. 有连锁关系的电力及控制线路导线可共管敷设。

3. 各种电机、电气及用电设备的信号、测量和控制线路导线可共管敷设。

4. 同一照明方式（工作照明或事故照明）的不同支线可共管敷设，但一根管内的导线数不宜超过8根。

5. 工作照明与事故照明的线路不得共管敷设。

6. 互为备用的线路不得共管敷设。

7. 控制线与动力线共管，当线路较长或弯头较多时，控制线的截面积应不小于动力线截面积的10%。

七、导线连接的步骤

分析电气元件之间导线连接的走向和路径，选择合理的走向。根据走向和路径及连接点之间的长度，选择合适的导线长度，并将导线的转弯处弯成90度。用电工工具剥除导线端子处的绝缘层，套上导线的编码套管，压上冷压端子，按电气安装接线图接入接线端子并拧紧压紧螺钉。按布线的工艺要求布线，所有导线连接完毕之后进行整理。做到横平竖直，导线之间没有交叉、重叠且相互平行。