军用方舱配电箱的设计

2015-10-20王霜高贤龙

中国科技纵横 2015年16期

关键词：军用方舱配电箱

王霜高贤龙

（陕西省西安市航天科工集团第六研究院二一O所，陕西西安 710065）

军用方舱配电箱的设计

王霜高贤龙

（陕西省西安市航天科工集团第六研究院二一O所，陕西西安 710065）

在军用电子设备方舱中，经常需要为专业的设备进行电能分配，作为电能分配的配电箱同其他行业的配电箱之间有着很大的不同，首先要满足专业系统的配电需要，也要能够适应复杂的运输环境。本文通过电子设备方舱配电箱的基本原理入手，总结了军用实践中积累的电子设备方舱配电箱设计方法，从箱体的刚强度、抗冲击震动、散热、绝缘、接地、维修等方面进行考虑，提出了建设性的设计建议。

军用方舱配电箱设计

军用方舱的配电箱在实际应用中具有非常重要的作用，因此对于方舱配电箱的设计环节也提出了各种为适应特殊环境和用途的需求。如何设计出实用的方舱配电箱一直是专业人士关注的问题［1］。配电箱是方舱电气控制系统的总控制箱，将电能进行分配，同时又能够对用电设备进行统一控制。对过载、过压、漏电、短路等异常起到保护作用的一种集成配套装置。一般来说，配电箱由开关部件、测量部件、电气保护部件、箱体及辅助设备等构成。其正常工作时能够通过手动或自动模式进行通、断电路。当供电系统出现故障时，可以通过保护及时断电并报警，箱体内的测量装置能够对各种参数进行显示，对偏离工作范围内的状态进行提示。

在各类方舱中电气设备数量较多，因此必须通过配电箱对电能进行分配。从功率上看，配电箱从几千瓦到数百千瓦不等；从安装形式上来看，可以分为大型配电柜和标准配电组合、挂式或其他形式；而从电源方面来看，又分为单相交流供电、直流供电以及三相交流供电等。

而军用方舱在设计时出于机动性的考虑［2］，往往方舱内的配电箱在设计上不同于一般民用配电箱，根据其结构形式基本上可以归纳为两种：壁挂式（配电箱）、机架式（配电组合）。配电箱（或配电组合）面板装有输入电源指示灯、电压表、电流表、频率表，选择开关，总电源开关，各负载断路器等。本文以30千瓦以下的壁挂式配电箱来讨论其结构设计。配电箱结构设计军用方舱配电箱在设计时为了满足军用需要，往往从箱体的刚强度、抗冲击震动、散热、绝缘、接地、维修等方面进行考虑。

1 箱体设计

配电箱是各种电气设备及器件的装载体，要能够经受整个箱体内电气设备及器件的重量，因此对于箱体的要求在强度上就显得尤为重要。考虑到箱体的重量，如果太大，就需要根据实际情况进行局部范围的加强，这样才能够保障电气设备及器件在特殊环境或运输过程中不会造成箱体破损的情况发生。

制作箱体的材料要选用优质钢板，这种材质重量较轻，而且其强度较高，便于加工，能够按照图纸要求展开下料后折弯，拼焊成箱体以及门两个部分。

方舱壁内应预先埋置加强筋，提高舱壁载重量。在方舱壁合适位置上开四至六个螺纹孔，通过螺纹孔将箱体的背板同方舱壁进行连接，各种设备及器件采用螺纹孔进行连接，确保了设备及器件的安装强度和稳定性，方便安装及拆卸。军用方舱在特殊环境下运输，其运输途中会产生较大的撞击力和冲击力，配电箱箱体内设备及器件的安装配件需要进行稳固安装，加装平垫圈和弹簧垫圈，以免出现松动脱落。电工在进行电气装配时也要保证设备及器件不会因震动而脱落。

2 散热设计

军用方舱配电箱内因装配有发热器件，所以必须充分考虑散热情况。可以通过在箱体的上方或下方开设排气孔来增加设备的散热能力，排气孔可以加工成网格状或铜网状，以防止落入异物影响设备及器件工作。如果箱体内配件发热量较大，就需要安装温度控制继电器，这样当箱体内温度超过预设温度值时，排风系统会自动打开，强行将高温气体向外送出，达到散热的目的。

3 绝缘设计

配电箱的绝缘主要依靠电气设备及器件自身的绝缘能力，安装底板要选择绝缘材料。对于个别器件，安装期间如有裸露部分可能会出现漏电情况，也会出现同箱体进行接通的情况。因此，需要通过对这类器件进行加装绝缘衬套以隔绝箱体保证绝缘。

4 接地点设计

为了确保供电设备的安全，在箱体内通常会设计接地点。通过在箱体内侧壁焊接螺套，经焊片、螺钉、垫圈将接地线同箱体进行连接。

5 维修性设计

配电箱也会由于各种各样的原因发生故障，因此维修工作成为了一个不可缺少的工作，这就需要配电箱在设计之初充分考虑系统设备及器件的维修操作难易程度。箱体内的各种设备及器件在安装之初就要充分考虑位置与布局，尽量将接线位置放在操作方便的位置上。同时，配电箱经常采用断路器来对整个箱体内的电路进行保护和分断，并通过标准轨道进行安装，如果出现断路器同门固定在一处的情况，对后续的维修和检测都会造成一定的困难。

6 外观设计

在军用方舱内一般都有专业的工作人员进行工作，配电箱在设计时往往除了使用功能外，也考虑美观大方的设计外观［3］。在面板的布局上，元器件尽量按功能集中分布，按显示在上，控制在下；指示灯在左，控制在右的顺序排列。在箱内的布局上，而将接线装置放在下方，保险装置考虑操作方便的位置进行安装。在设备的表面处理上，出于防腐的考虑，应对金属表面进行镀锌后喷涂，常见喷涂方式包括静电粉末喷塑或喷漆，以防止氧化腐蚀。在板面印字上，为了考虑用户的需要，应该在箱体上采用印制或刻制的方式，字符横向以器件中心线左右对称分布，标识在元器件的正上方或正下方。每个开关和部件都有明确的操作提示符号或方向指示，印字采用丝网漏印工艺，文字高度、字体也考虑整个箱体需要及用户需求，协调一致即可。在电工接线上，需根据电工操作规范进行实施，要求整个设备线路布局合理，捆扎整齐。