某型号矿用车电气柜设计

（广州电力机车有限公司）【摘要】本文以矿用车电气柜设计流程为主线，对矿用车电气柜设计过程各个阶段提高可靠性

的原则和方法进行介绍和分析。关键词：矿用车电气柜电气布线概述矿用车的工作环境具有路况差、粉尘大、车辆 运行过程中振动强烈、运行时间不固定、工作时间

但也存在选用型号的失误或者接插件格兰头自身

的质量原因，导致密封性能不够的问题#器件工作制④（8小时工作制、不间断工作制、

超长、运距短、保养及维修频次高等特点。电气柜

断续工作制、短时工作制）对器件的选型、电缆的选

是矿用车必不可少的组成部分,它囊括了整车80 %

的电气设备和控制逻辑单元。电气柜设计是否合

理，直接关系到车辆运行性能好坏。鉴于此，矿用

型以及元器件布置的影响，造成器件过载、线缆发

热严重等问题。1.2

车电气柜的设计与安装应该满足更高的可靠性、更 好的密封性和更高的可维修性。计柜体设计主要是根据设计输入的要求,确定柜

体大致尺寸、框架结构、安装方式、防护等级等内

容。柜体设计总的原则是:在保证安全、可靠的情

1电气柜设计1.1设计输入设计输入是开展电气柜设计的前提条件，它规

况下，方便对柜内的电器元件进行安装、检修维护 等。电气柜柜体设计首先要满足TB/T15 08—2005

标准，柜体需满足以下几点：定了设计产品的使用条件、安装条件，及其所需实

现的工作性能指标。以下就设计输入阶段需注意

① 柜体整体结构及组装结构件应有足够的机 械强度和刚度。项点进行阐述和分析：② 电气柜表面应有良好的、均匀的防锈保护层

① 环境因素（如空气温度、海拔、湿度、污染）对 各柜体、元器件以及线缆影响，导致柜体防护达不 到使用要求，以及元器件和电缆选型错误。这都将

和合适颜色的表面油漆涂层。③ 柜门应能灵活开闭:在开启过程中不应使屏

柜内的电器设备或屏柜附近设备受到损坏。1.3设备布置设备布置是某些电器元件按一定原则的组合， 设备布置的依据是元器件清单、电气柜电气原理

降低元器件的使用寿命以及增加电气柜的故障 频率。② 安装位置和安装方式的错误选择。柜体应 该安装选在远离振动大以及热源的位置。安装方

图、组件划分情况等。设备布置应遵循如下原则。式一般采用螺栓紧固的方式，但经常忽略的是没有 采取一些有效的减振措施，造成柜内元器件松动、

线路断路等问题。同一组件中电气元件的布置应注意将体积①

和较重的电气元件安装在电器板的下面，而发热元

件应安装在电气柜的上部或后部，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

③ 根据柜体的电气原理图以及线缆线径选用

柜体接插件或格兰头，对柜体电气接口进行密封。 连便于出线，而其进线端与接触器直接相连接，便

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矿用汽车

\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"于接线并使走线最短,且宜于散热#② 同一类安装方式的电气元件可安装在一起。 例如各微型断路器、继电器、接触器都是采用DIN

EMC类别★设计•试验*研究★表2基于电缆用途的EMC类别电缆用途供电电缆：电动机电缆、制动电阻

电缆、辅助设备电缆等AB导轨安装,可适当安装在一起。③ 强弱电元器件分开布置并注意屏蔽，防止外 界干扰#C蓄电池线路和控制线路等信号发送器线路、数据总线等④ 遵循可加工性、可装配性和可维护性设计原

表3 EMC类别不同电缆间的最小间距EMC类别则,把经常维护、检修、调整的电气元件安装位置不

宜过高或过低，人力操作开关及需经常监视的仪表

最小间距（cm）1 02 0A与BA与C的安装位置应合理。⑤ 电气元件的电气间隙及爬电距离应符合

GB/T21413. 1-2008的规定。电气设备及布线的绝

B与C1 0② 采用线束布线时固定线束应横平竖直并应

缘要求不低于下表1的规定。设备布置需做到整 齐、美观、对称，外形尺寸与结构类似的电器可放在

捆扎和固定，捆扎间距不宜大于10044,水平线束

一起，以利于加工、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，以便于布线和

维护。表1电气设备的电气间隙及爬电距离固定间距不宜大于30044。③ 同一列器件的线号读向尽量保持一致。惯

例为从左到右，从上到下，从内到外。同一类元器

件应按顺序进行编号。④ 电气柜内各个设备与柜体之间应具有良好

额定绝缘电压/V13 — 24电气间隙/mm2爬电距离/mm3的接地，每个接地点都应有接地标识。电气设备的

接地线的长度不宜小于35044,不宜大于50044。 功能接地根据线路要求，在接插件、端子排上实现661 — 12002 025电磁兼容：布置电气设备时，确保电气设备互 不干扰，布线间互不干扰。电气柜的电磁兼容性满 足EN5 0 121-3-3-3 00 6《铁路应用一电磁兼容第3 — 2

部分:铁路车辆一设备》的要求。防火:电气柜中非金属部件和线缆材料选用低 烟、无卤、阻燃材料，性能符合DIN551 0或同等级规

定的防火保护等级要求。接。2电气柜制作某矿用车设计运行在海拔不大于20004,温度

在一2 0°C—4 0°C,月平均最大湿度不大于9 0 %的露

天矿上。低压电气柜安装在驾驶室左侧走台。低压电气柜如图1所示,柜体长X宽X高尺寸 为16 0 6X477X69844。柜体采用Q235钢板落地

式框架焊接结构,使其具有高强度,耐冲击的特点。

1.4电气布线电气柜电气布线即是将柜内设备按照电气接

线图要求使用合适规格的电缆进行连接。电气布 线一般采用捆扎走线、线槽走线、穿板走线等方式， 走线需整齐美观，电气布线应遵循如下原则：①根据电气接线图，将所有电缆按电压等级及

防护等级为IP65,柜体表面进行喷漆防腐处理。柜

体前设有面板（门板）、活动门及锁紧装置，柜体门

板采用铝合金,分左侧门和右侧门。左侧门采用較

链开合，右侧门通过卷舌锁将门打开后拆下，这样 的设计方式是在合理利用走台空间的条件下能使

使用用途分为如下表2所示三类，将这三类线缆分 开,以减少强弱电之间的干扰。这三类电缆间的最

柜体维护空间更大。顶部设有吊耳环，方便对柜体 进行整体吊装。柜体底部采用焊接安装座的螺栓

小间距应符合表3的规定。当电缆敷设无法满足表

3要求时，应采用金属套管、金属板或整体屏蔽等措

紧固方式，并且在安装座和钢结构间设计与柜体底

施隔离电缆#2 0 19年第2期

部尺寸匹配的橡胶板进行减震，有效减小了因车体矿 用 汽 车

• 1 9 •设计•试验•研究\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"振动对柜内设备的影响#吊耳卷舌锁★★电气柜采用扎线 走线方式，严格 强弱电分开走行的原则，在柜体右侧底部蒙皮上使用格兰

头对大电流线缆进行出线，在柜 侧蒙皮上使用口較链接插件对小电流电源线和 线进行分开出线。这样

气系统的稳定性。了强弱电的干扰,提高了柜体电锁紧装置安装座3结通过对矿用车电气柜各

图1低压电气柜计阶段要点与原计方法。为从设计性

则的总结与分析，并结合某车型矿用车电气柜设 计,提出了矿用车电气柜

电压等阶段提高矿用车电气柜的

电气柜设备布 级分区布置，图中柜

2 ，将 了技术指导，部分为 、电源管也为矿用自卸车安全、稳定、高效运行提供了

理系 压 ，右前部分为蓄电池、接线 、一定保障。参考文献[门TB/T1 508-2005/机车电器屏桂技术条件》[2- EN50 1 2 1-3-3-3006«铁路应用一电磁兼容第3%2部分:

接触器、隔离开关等24V # 2节蓄电池较重安装在柜体底部。断 、继电器、端子排等重量较轻 件安装 性。柜门DIN导 ，增强了可维铁路车辆一设备》图2低压电气柜设备布置压电气柜电气布线前\" 据运行条件和载工作制对柜内各线缆进行线径校核,并 电气柜电缆线径校核书，并选用恰当规格尺寸的电器

连接件（铜排、线型线径），方可进行布线。此低压\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"沁\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"\"• 20 • 矿用汽车 20 1 9年第2期