一、遵守防爆安全規范。
(一)選擇合適的防爆類型
根據使用環境的爆炸危險程度和氣體類別,選擇合適的防爆類型,如隔爆型(d)、增安型(e)和本質安全型(i)等。例如,在易燃易爆氣體存在的危險場所,優先選擇隔爆型結構,通過高強度外殼將電氣元件封閉,防止內部爆炸火焰向外擴散;如果用于本電路,則可以采用本質安全型設計,限制電路的能量,以確保不夠點燃爆炸性氣體。
(二)確保防爆結構的完整性
勵磁柜的外殼應使用高強度的金屬材料(如不銹鋼或鑄鋁合金)制造,且各個部件的結合面必須嚴格按照防爆標準的間隙和粗糙度要求進行處理。例如,隔爆型柜體的接合面間隙通常不能超過0.15至0.2毫米,且長度應不少于25毫米,以防止爆炸性氣體進入柜體或內部火焰逸出。此外,所有進線孔和出線孔應配備防爆密封接頭,并在引入電纜后進行嚴格密封,以避免氣體滲透。
二、優化電氣元件的布局。
(一)功能區域的布局
在防爆勵磁柜內,需根據功能模塊對電氣元件進行分區布置,例如電源模塊、控制模塊和保護模塊等。同時,各個區域要保持適當的間距,以避免相互干擾。具體來說,建議將大功率發熱元件(如整流器和變壓器)集中放置在柜體的下部,以利于散熱;而控制電路和信號處理元件則應安置在上部,以減少電磁干擾對信號的影響。
(二)考慮操作和維護的便利性
元件的布局應符合人體工程學原則,常用的操作按鈕、指示燈和儀表應安裝在便于觀察和操作的高度(通常距離地面1.2 - 1.5米)。此外,為了方便檢修,需要留出足夠的空間以便拆卸和更換元件。例如,在斷路器和接觸器等易損部件周圍應留出不少于30厘米的操作空間。
(三)應遵循電氣間隙和爬電距離的要求。
根據工作電壓和絕緣等級,需確保電氣元件之間及元件與防爆勵磁柜體之間的電氣間隙和爬電距離符合相關標準。例如,在10kV電壓等級下,電氣間隙應不少于125mm,爬電距離應不少于200mm,以防止電弧放電和絕緣擊穿現象的發生。
三、合理設計電氣線路。
(一)強電與弱電分開的布線方法
將強電線路(例如主回路電纜)與弱電線路(如控制信號線、通信線)分開布置,以避免電磁干擾。強電和弱電線路應使用不同的線槽或導管進行隔離,在交叉位置采用垂直交叉,并做好屏蔽處理。
(二)優化行走路線
縮短線路長度,減少彎曲和交叉,以降低線路損耗和電磁輻射。主回路使用大截面低電阻的銅電纜,以減少發熱;控制線路則采用屏蔽電纜,增強抗干擾能力。同時,對于線路要進行明確標識,以便于故障排查和維護。
(三)可靠的接地設計方案
建立獨立的接地系統,確保柜體和電氣元件的金屬外殼都要進行可靠接地,接地電阻應不超過 4Ω。采用多點接地的方式,以降低接地阻抗,確保在漏電或短路故障發生時,能夠迅速將電流導入大地,從而保障人員和設備的安全。
四、有效的散熱設計
熱管理規劃是指在設計和實施過程中,對熱量的產生、傳遞和散發進行有效的管理和控制,以優化系統的溫度性能和確保設備的正常運行。
根據勵磁柜內部元件產生的熱量,計算所需的散熱功率,以合理選擇散熱方式。對于發熱量較小的柜體,可以采用自然對流進行散熱;而對于發熱量較大的柜體,則需要考慮使用強制風冷或熱管散熱等方法。例如,可以在柜體頂部安裝防爆散熱風扇,以促進空氣流通,幫助帶走熱量。
(二)防止熱量積聚
合理布局發熱元件,避免因集中安裝而導致局部過熱。發熱元件與柜體壁面之間應保持一定距離(通常不少于50mm),以確保空氣能夠順暢流通。同時,可以在柜體內部安裝散熱片,以增大散熱面積并提升散熱效率。
五、滿足維護和維修的要求。
(一)預留維修空間
在防爆勵磁柜的內外部應留有充足的檢修通道和空間,以便技術人員進行故障檢測、組件更換以及日常維護。比如,可以設計可拆卸的側板和背板,方便接觸內部組件;在重要的測試節點設置測試孔,以便于測量電氣參數。
(二)模塊化設計
采用模塊化設計理念,將功能相似的元件整合在同一模塊內,以便于更換和升級。模塊之間使用標準接口進行連接,從而減少維護時間和成本,提升勵磁柜的可維護性和擴展性。