控制柜電氣裝配工藝流程(重)

1、控制柜電氣裝配工藝流程前言電氣裝配和電氣布線是控制柜設計的重要內(nèi)容，為了提高控制柜的可靠性，安全性和可維護性，并能有效地降低制造成本，應從模塊化思想，電磁兼容和安全性等多個角度去設計。一、電氣布線的模塊思想模塊化思想是將復雜龐大的系統(tǒng)分解成多個規(guī)模較小的、相互間耦合性很小的模塊來實現(xiàn)。模塊化思想貫穿了產(chǎn)品的整個生命周期，從設計到工藝制造，甚至延伸到市場開拓和售后服務階段。其每一個環(huán)節(jié)都可以通過模塊化思想來避免重復勞動，同時便于每個功能的標準化，最終達到降低成本、提高效率、便于維護和升級的目的。 對于電氣布線，模塊化思想主要體現(xiàn)在功能區(qū)域劃分和線束化兩大工作內(nèi)容。 功能區(qū)域的獨立性越強，區(qū)域間的

2、裝配、測試、維護等工作的相互影響程度就越小。線束化避免了布線前期工作與柜體制造、初期裝配等工作之間的影響，同時也避免了不同功能區(qū)域之間布線的相互影響。電氣布線功能區(qū)域劃分要結合電氣機械設計開展，通常除了獨立的大型電器設備（變頻器），還劃分斷路器開關電源模塊，濾波模塊，隔離模塊，接觸器繼電器模塊，伺服模塊，PLC模塊，對外端子排模塊。功能區(qū)域之間通過柜體布線線槽中分等級的線束進行連接。這一工藝在電氣原理設計階段就要充分考慮。元器件空間位置定義的合理性直接影響到各個功能區(qū)域的獨立程度，進而影響到電氣布線的模塊化效果。線束設計需要兩項重要輸入：一是各元器件的連接器和接線端子的空間位置，二是連接清單（

3、包含電纜線號、電纜線兩端的器件和針腳號、線纜長度，壓接工具等信息）。工藝人員根據(jù)這兩項信息，并考慮避開走線路徑上的干涉，同時要考慮走線的美觀和節(jié)約用料，這樣就可以設計出三維對的電氣線束；再根據(jù)現(xiàn)場制作的需要，將三維的電氣線束展平成平面圖形，繪制成線束模板圖。線束制作工人只需根據(jù)線束模板圖就可以加工出合格的線束，不用依賴于現(xiàn)柜，所加工出線束的一致性也較好。二、電氣布線的電磁兼容性隨著控制柜電氣功能的增加，柜內(nèi)電磁環(huán)境也變得愈為復雜。這就要求在做布線工藝設計時，需充分考慮電磁兼容性問題。電磁干擾的三要素為干擾源、傳輸途徑和干擾對象。對布線工藝設計來說，主要是通過掐斷或削弱電磁干擾的傳輸途徑來解決電

4、磁兼容性問題，因為另外兩個要素在大多數(shù)情況下是由設備而不是由布線決定的。掐斷或削弱電磁干擾傳輸途徑的方法主要有電纜分級和屏蔽。電纜分級是指將電纜根據(jù)干擾強度和敏感程度分為若干等級。不同等級的電纜線之間必須保持一定的距離或敷設于不同的線槽之中，以避免相互之間的干擾耦合。例如，可將電纜分為個等級，級號越低就表示其干擾強度越低，一般其敏感程度也就越高。不同等級的電纜線間最小距離可根據(jù)類似于表的矩陣表來確定。屏蔽可分為兩種情況：一種是避免外界對自身電纜的干擾，如低壓信號線；另一種是避免自身對外界的干擾，如電機電源線。屏蔽的方式可采用金屬線槽、金屬軟護套管或電纜本身自帶屏蔽層來實現(xiàn)。屏蔽體接地設計的質(zhì)量

5、直接影響到屏蔽的效果，也是工藝設計中的一大難點。一般來說，對共模干擾敏感的電纜宜采用單點接地，因為多個接地點間的電位差會在屏蔽體中形成電流。該電流會在電纜兩端產(chǎn)生感生電動勢，從而使電纜中的信號失真（如圖所示）。對于波長很短而電纜很長的高頻信號（一般在電纜長度大于0.15倍波長時考慮），則宜采用多點接地，以減少屏蔽體的天線效應。對于高頻電子設備的屏蔽體（箱體），宜采用金屬編織帶進行接地。因為頻率越高，趨膚效應越明顯。金屬編織帶表面積大，故對于高頻信號的阻抗較小。三、電氣布線的安全性控制柜除了要考慮設備的安全，還要充分考慮操作、維護人員的人身安全。從操機人員的安全問題的角度思考電氣布線，主要應考慮

6、火災和觸電這兩個方面的問題。引起火災的原因包括電纜過載發(fā)熱和電氣短路。電纜過載發(fā)熱時如果溫升太高，則會引起火災，即使不立即引發(fā)火災，也會加速電纜絕緣層的老化。要解決電纜過載發(fā)熱的問題，首先要弄清電纜中流過的工作電流 的大小、預期的環(huán)境溫度、敷設類型、預計壽命、持續(xù)工作時間等因素，并根據(jù)這些因素確定出等效的電纜電流的大小。 （···）式中：預期環(huán)境溫度的修正系數(shù)；敷設類型的修正系數(shù)；預計電纜壽命的修正系數(shù)；當不持續(xù)工作時，短時電流的修正系數(shù)（當持續(xù)工作時）。、和的值都可以根據(jù)實際情況對照相關標準中的公式和表格，用計算和查表的方法得到。的值確定后，再對照相關標準進行查

7、表、圓整，就可以確定電纜的截面積。只要電纜的截面積足夠，就可以避免電纜過載發(fā)熱的問題。電氣短路多由連接松動或電纜絕緣層破損造成。連接松動在這里不多贅述。電纜絕緣層破損的原因有割傷、應力和老化等三種。金屬銳邊、銳角與電纜絕緣層直接接觸，或線束固定不牢導致小車在運行時電纜絕緣層與硬物摩擦，就會導致電纜絕緣層割傷。這就要求在設計線束時要合理選擇路徑以避開與金屬邊、角的直接接觸，實在避不開的要考慮在金屬邊、角上增加橡膠墊等緩沖物；另外還要充分考慮線束的固定問題，確保線束穩(wěn)固，不與硬物產(chǎn)生摩擦。電纜絕緣層的應力主要是由電纜的彎曲或拉伸造成的。各型電纜都有各自的最小彎曲半徑。在線束拐彎的設計中，一定要兼顧

8、到線束所包含的每一根電纜的最小彎曲半徑。線束的長度要留有一定的余量，以考慮安裝和熱脹冷縮等不定因素造成的影響。電纜絕緣層從制造之日起，就處于不斷老化的過程之中。正常情況下絕緣層的老化速度非常緩慢，在電纜的壽命期限內(nèi)絕緣層各項性能指標均能達到使用要求。如果遇到一些非正常的情況，如電纜與油脂或其它化學物質(zhì)接觸、長時間過載發(fā)熱等，絕緣層老化的速度就會大大加快。絕緣層老化到一定程度，其柔韌性就會降低，變得易碎易開裂。所以，線束路徑應盡量避開油脂和其它化學物質(zhì)，實在避不開的要做好防護設計。避免和工作人員觸電的措施主要有警示標志、保護接地和漏電保護。對于布線設計，重點要考慮的是保護接地。對控制柜而言，保護

9、接地實際上就是等電位連接，即把外露導電部分（如電器的金屬箱體）用導線連接到柜體，以保持外露導電部分與柜體的等電位。大多數(shù)情況下，保護接地會和（電磁兼容性）的屏蔽接地一并綜合考慮，也有少數(shù)單獨考慮保護接地情況，如考慮避免高壓設備感應或放電致使外殼帶電會對人員造成傷害等。、裝配過程1、鈑金件檢查1）在設備鈑金件初到車間時，電氣裝配人員應帶著圖紙去檢查所有電氣柜、電氣底板、電氣面板、按鈕盒及電氣小配件的尺寸是否正確？設備床身上的電氣走線孔是否缺少？所有安裝孔大小是否正確？ 2、找齊設備安裝所需的電氣材料 1）電氣裝配人員要先找齊設備上需使用的已經(jīng)噴過漆的電氣柜、電氣底板、電氣面板、按鈕盒及電氣小配件

10、。 2）電氣裝配人員準備好自己的工具包（含大號、中號十字起，小一字起、剝線鉗、斜口鉗、電工防水膠帶、萬用表、內(nèi)六角扳手、呆扳手、2.5鉆頭、3.2鉆頭、4.2鉆頭、M3絲錐、M4絲錐、絲錐絞手、粗齒挫一套）、M3螺絲、M4螺絲、M4螺母、手電鉆，將所有工具整齊的放在一個手臂的范圍內(nèi)。 3、安裝電氣底板 1）根據(jù)電氣原理圖中的底板布置圖量好線槽與導軌的長度，用切割機截斷。（注：線槽要放在平坦的地方鋸，導軌要夾在臺虎鉗鋸，鋸縫要平直。） 2）鋸完后可以在砂輪機上磨直。兩根線槽如果搭在一起，其中一根線槽的一端應磨成45度斜角。 3）用手電鉆在線槽、導軌的兩端打固定孔（用4.2鉆頭）。 4）將線槽、導

11、軌按照電氣底板布置圖放置在電氣底板上，用黑色記號筆將定位孔的位置畫在電氣底板上。 5）先在電氣底板上用樣沖敲樣沖眼，然后用手電鉆在樣沖眼上打孔（用4.2鉆頭）。 6）用M4螺釘、螺母將線槽、導軌固定在電氣底板上。 7）開關電源、印制線路板等不易拆卸的電氣元器件都要進行打孔、功絲（用2.5鉆頭打孔，然后用M3的絲錐功絲），印制線路板的下面要墊銅柱子（M3×20）。 8）伺服控制驅動器、變頻器要用3.2鉆頭打孔，然后用M4的絲錐功絲。 9）一般電氣元器件底下都有一道槽，是專門用來卡在C型導軌上的，接線端子一般也是卡在C型導軌上的，其他接線端子一般使用高低導軌。 導線加工過程冷壓連接不同于

12、繞接, 與錫焊連接更有本質(zhì)的區(qū)別, 冷壓連接是用機械的方法, 應用冷壓專用工具或設備對導線和接線片施加一定的壓力, 使導線和接線片兩金屬表層晶格產(chǎn)生塑性變形。在塑性變形過程中, 局部區(qū)域的溫度顯著升高, 引起兩金屬接觸部分的塑流, 消除了兩金屬表面的氧化膜, 使兩金屬的接觸電阻近似為零。在塑流的過程中, 溫度升高的區(qū)域擴散進行得更加激烈, 經(jīng)過擴散加強了兩金屬接合面的牢固性，從而實現(xiàn)可靠的電氣連接。 冷壓連接使用范圍很廣, 截面積0 .35 70 m m “范圍的銅、鋁、銀、鎳和鎳合金等金屬的單股或多股導線均可進行壓接連接, 它具有許多優(yōu)點:1.操作工藝簡便, 容易掌握;2.在任何場所都能使用

13、, 手動冷壓鉗不需要能源;3.不用焊料, 熔劑和清洗劑等材料, 節(jié)省了搪錫和清洗工序。生產(chǎn)效率高, 成本低;4.無熱影響, 無腐蝕隱患, 不污染環(huán)境, 由于專用工具的壓力固定, 連接點壽命高, 電氣性能和機械性能穩(wěn)定,5.能自測檢查質(zhì)量;6.容易實現(xiàn)自動化,7.適用于單股和多股等各種導線,8.安裝密度高,9.接觸電阻極小, 近似為零,10.避免了錫焊中的虛焊問題, 提高了連接質(zhì)量。冷壓連接也還存在一些缺點:1.不同型式和不同規(guī)格的接線片需要換用冷壓鉗的不同鉗口形式,2.手動式冷壓鉗在批量生產(chǎn)中勞動強度大,3.抗振能力低于繞接連接。鑒于冷壓連接的優(yōu)缺點, 在電氣連接中冷壓連接宜和繞接連接相互輔助

14、使用, 用于直徑1.3以上導線的電氣連線。冷壓連接工藝要素1.冷壓連接工具和設備。冷壓連接工具有手動冷壓鉗、液壓鉗和氣壓鉗。手動冷壓鉗又可分為冷壓鉗(見圖5)、微型冷壓鉗(見圖6)。為了保證冷壓連接的質(zhì)量, 對于各種冷壓連接的工具及冷壓設備的模具的選用應根據(jù)導線截面積及接線片的尺寸進行選擇。否則會造成壓接不良的狀況。2.連接片冷壓用的接線片有管材和板材制造的兩種。板材制造的接線片, 其合縫處必須用銀釬焊封縫見圖8 所示, 不能使用開口接線片。接線片的材料應具有較大的塑性變形值,即在低溫下具有很大塑性的金屬, 如銅、銀、鋁等。接線片常用型式見圖9 所示。3壓接導線壓接導線多半選用柔軟的銅線, 為

15、了獲得最佳的抗拉強度, 較細的導線有時用銅合金制成。由于多股導線具有柔軟性和最大的抗振能力, 因而壓接連接多半采用多股導線。4冷壓工藝過程冷壓工藝過程見圖10所示。質(zhì)量檢驗(1) 目測,不合格的冷壓連接點見圖11所示。A 壓力不足:原因是小規(guī)格連接片用大規(guī)格鉗口冷壓所致，應選用合適的連接片和鉗口。B 壓力過大:原因是大規(guī)格連接片用小規(guī)格鉗口冷壓造成，改正方法同a。C 部分導線未插入: 由于多股線穿入前未擰頭, 應擰頭處理。D 導線穿入不足:導線應全部穿入后才能冷壓。E 導線露出太多：剝除絕緣層部分太長，應控制剝除的尺寸。F 壓痕偏心：由于接線片放在鉗口的位置不正造成，應控制接線片放置位置。（2

16、）實驗檢測:實驗檢測主要做為冷壓工具進廠的檢測和工藝抽查, 一般進行拉拔力(見表2)和接觸電阻的檢測, 接觸電阻不應高于同長度導線的電破值4、接線 1）三相電路按照功率和線徑載流量的規(guī)則進行布線。2）傳感器、儀表通訊、計算機通訊、模擬量板卡輸入、示波器輸入等信號線都要用屏蔽線連接。 3）剝線鉗一般剝線長度為69 mm，不應剝太長，更不可以用斜口鉗剝線，容易損傷電線。 4）繼電器、空氣開關等普通元器件要使用冷壓接頭連接，叉形接線柄，線環(huán)，接線端子、西門子PLC接線端子等小口徑接線端子要使用針型接線柄（管狀端頭），兩段導線的中間連接要使用中間過渡接線管。 5）凡是拖在地上的電線要穿包塑軟管，露在外面的線要穿黑色波紋管，電氣線路沿線要貼吸盤（用AB膠固定），然后用尼龍扎帶捆扎在