低压直流配电柜结构通用性设计

额定载 流量为 ４ ０ ０ Ａ时 ， 若 选用 ３ ａｍ厚铜 排 ． ｒ 应 选用 ３ ６ ． ４ ａｍ以 ｒ 上宽度 的铜排 ： 额定载 流量为 ６ ３ ０ Ａ时 ． 若 选用 ３ ａ ｒ ｍ厚铜排 ． 应选 用 随着通信行业基础设施的广泛建设 ， 通信行业市场管理逐渐趋 于 ５ ７ ． ３ ｍ ｍ 以上 宽度铜排 ， 若选用 ６ ｍｍ厚铜排 ． 应 选用 ４ ５ ａｍ以上宽 度 ｒ 正规化 ， 在 现有的竞标模式 下 ， 如何 能在竞 争激烈 的通信 市场 中占据 铜排。 席之地 ， 成 了各个供应商首要关注的问题 针对这个 问题本文重点 配电柜总输入熔 丝处的接入导 电体考虑到连接铜 鼻子的接触 面 对通信机房中的直流配电柜进 行结构优 化设 计 ． 在满足行业标准要求 积 ，现将接入 导电体和连接导 电体的铜排都选用 ６ ０ ａ ｒ ｍ宽 、 ３ ｍ ｍ厚的 功能 的前提下 ． 提高 了直 流配电柜结构 的通 用性 ， 使产 品的标准化生 铜排 。 这样在保证 载流量 的前提 下减 少 了铜排 的用 料 ． 而且统一 了结 产成为了可能 构。但对于分路 的单元导 电体 ， 当总输 入 ６ ３ ０ Ａ的 电流时若选用 ３ ｍ ｍ 的铜排 ， 铜排 宽度 将近 ６ ０ ａｍ宽 ． ｒ 受 配电柜 内部 安装尺 寸限制将无法 １ 总体 方 案 设计 安装 ．因此选 用 ６ ａ ｒ ｍ厚 、 ４ ５ ａｍ宽的铜排作 为总输 人 ６ ｒ ３ ０ Ａ时 的单元 １ ． １ 设 计方案分析 导 电体就 能满足要求 。当总输入 ４ ０ ０ Ａ的电流时 ．我 们就 可以选用 低压直流配 电柜主要应用 于通信局站传输设 备机房 内机 列的端 ３ ｍｍ厚 、 ４ ５ ａ ｒ ｍ宽 的铜排作为单元导 电体 ．这样 就能在保证 内部安装 首， 为本列通信设 备进行直流 电源分配和故 障告警 ， 其结构在 满足行 尺寸 的同时满足不 同安数的电流总输入了 业标准要 求性能指标的前提下要满足 以下要求 ： ２ 关键 参 数 设 计 （ １ ） 配电柜组装零 部件要 具有高度互换性 ， 减少生产物料种类 ： （ ２ ） 单元结 构的配置灵活 可靠 ． 要满足不 同容量单元的安装 ： 作 为一 台配 电设备 ． 在进行结构设计时首先要考虑 到它 的绝缘 强 （ ３ ） 铜排 的选取要 满足配 电柜载流量 的要求 ： 度 和电气间隙 。以下 从配电柜的 电气 间隙和绝缘强 度等方面进行设 （ ４ ） 耐电压水平 ： 带 电回路 两导体之间及任 一导体与机壳 （ 或地 ） 计 配 电柜 中需要考虑绝缘强度和电气间隙的是整个带 电回路 ． 在设 之间的耐 电压水 平不小 于 １ ０ ０ ０ Ｖ（ ＤＣ ） ． １ ｍｉ ｎ不击穿 、 无飞弧 ： 计 中也就是考虑铜排与柜体之间的绝缘强度 和电气 间隙 （ ５ ） 绝缘电阻 ： 各带 电回路 与地之 间的绝缘电阻应不小 于 １ ０ Ｍ ｎ ２ ． １ 爬 电距离和电气间隙 试 验电压 为 ５ ０ ０ Ｖ（ Ｄ Ｃ） ： 铜排 与柜体间连接最 近的地方就是分 路的单元导 电体通 过尼龙 １ ． ２ 总 体 布局 设 计 垫柱 与分路安装板进 行固定 的地方 目前市面上 的断路器包括施奈 通常一 台低 压直流配 电柜 由柜体 、 内部安装件 、 铜排、 断路器 以及 德、 正泰等品牌规格 尺寸都是一致 的 ． 断路器安装 孔底面距离安装板 告警单元五 部分构成 那 么本 次结构标准 化设计 的内容就包含柜体设 ２ ３ ａ ｒ ｍ． 因此单元导 电体与分路安装板之间的垫柱高度为 ２ ３ ａ ｒ ｍ 通过 计、 内部安装 件设 计 、 铜排设 计这 三部分 ， 现 以相 同高度 ６ ０ ０ ａ ｒ ｍ宽的 查行业标准 Ｙ Ｄ Ｔ ９ ３ ９ — ２ ０ １ ４《 传输设 备用电源分配列柜》得知绝缘 电 直流配 电柜 为例进行设计 压 ≤６ ０ Ｖ、 额定 电流＞ ６ ３ Ａ时的爬 电距离 ４ ａ ｒ ｍ、 电气间隙 ３ ａ ｒ ｍ 单元导 １ ． ２ ． １ 柜体设计 电体 与分路安装板之 间的尼龙垫柱用 ２个 Ｍ ５ Ｘ １ ０的盘头螺钉 固定 ． 常见配电柜 的柜体有焊接式和拼装式两种 ． 本次设计 的重点在于 那么两个螺钉之 间最短 距离为 ９ ａ ｒ ｍ ．无论 爬电距离或 电气间隙都满 提高配电柜结构 的通 用性 ． 减少零 件管理 的成本 ． 因此按照拼装 式机 足。 柜结构进行考虑 ２ － ２ 绝缘电阻和绝缘强度 既然 两种尺寸 的拼装柜体仅在深度方 向上不 同． 那 么我们 可以考 现在我们得知带电回路与柜体 之间的最接近处是空气绝缘 ． 且最 虑将 不涉及深度 尺寸的角部立柱 、 门板和上下包板作 为一种标准化的 小 间距是 ９ ａ ｒ ｍ． 根据均匀电场下绝缘 电阻与绝缘厚度成正 比 ． 与导体 零 件进行 大批量 的生产 、 备货 ， 所有的拼装式机柜角部 立柱 、 门板和上 面积 成 反 比 ． 即 下包板都一样 ． 这样 每次只需要加 工上下盖板 、 侧 条和侧盖板这 三种 关系到机 柜深度 的零件就 可以完成一 台电源柜体的组装 １ ． ２ ． ２ 内部安装件设计 要 提高直流 配电柜的通用性 ． 那配 电柜 内部 的安装尺寸 、 结 构形 式 中： Ｒ 为绝缘电阻（ Ｑ） 式 和装配方式必须 统一 。 该类 电源的内部结构形式统一按照 中间安装 Ｐ 为体积 绝缘 电阻系数 （ ｎ・ ｍ ｉ ｌ １ ） 熔 丝或空开 、 两侧进 行走线 的结 构进行设计 ． 中间熔丝和空开 的安装 ６为绝缘厚度（ ｍ ｍ） 尺寸都按 照 ３ ０ ０ ｍ ｍ宽度进行设计 ． 那么两侧的走线宽度也就确定了 Ａ为 电极 面 积 （ Ｉ Ｔ Ｉ ｒ ｎ ２ ） 在这里最重要 的就是安装板 的设计 ． 以往配 电柜 中不 管多 少分路 取６ ＝ ９ ａｍ， ｒ Ａ＝ １ ９ ． ６ ２ ５ ｍ ｍｚ ， 经查 资料得 知 ． 在２ ０ ￣ Ｃ 时． 空气的电阻 都设计一块分路安装板 ． 那在实际的生产 中我们就不得 不面对 这样一 系数 ｐ ｖ ＝ ３ ｘ １ ０ Ｕ ｎ・ ｍ ｍ ， 计算可得 Ｒ １ ． ３ ７ ６ ￣ １ ０ ｏ ｏ． 绝缘 电阻均 远大于 个 问题 ．对于不 同分路的配 电柜我们都必须重新 设计它 的分路 安装 标准要求 。 板． 如果 客户对分路进行 了调整那我们 已经加工 的分路安装板 就只能 按冲击强度计算绝缘厚度公 式为： 报废处理 现在通过标准化设计我们将分路安装板做成标准 ２ ０ ａ ｒ ｍ宽 的窄板 ． 在客 户选 用不同分路时 ． 我们选用不 同数量的标准窄板 再配 （ ２ ） 合 Ｄ Ｚ ４ ７型材导轨 ． 就能满足客户的需 求 ， 安装也 比较方便 。 式 中： ｔ ～绝缘厚度 （ Ｉ ｎ ｍ） ： １ ． ２ ． ３ 铜排设计 ｕⅢ ． 一 电缆 的基准 冲击水平（ Ｋ Ｖ） ： 铜排 的设计所遵循 的首要原则就是必须满足载流量。 从实际使用 Ｋ 。 一 冲击 电压老化系数 ， Ｋ ２ ＝ １ ． ２ ； 的情况来 看 ． 机房 内单 台配 电柜 的电流 总输入可 以划 分为两部分 ． 一 Ｋ 一 冲击击穿 电压温度系数 ． Ｋ ３ ： １ ． ３ 个是４ ０ ０ Ａ以下 ． 另一个 ４ ０ ０ Ａ ～ ６ ３ ０ Ａ 按 照常用单 层铜排载流 量计算 Ｅ ａ ｖ 一长期工频击穿强度 方法 ： 由（ ２ ） ｑ＂ ｎ知 ． 绝缘厚度只与冲击电压有关 ． 查资料得知空气 的长期 ４ Ｏ ℃时铜排 载流量＝ 排宽 厚度 系数 工频击穿强度为 ２ Ｋ Ｖ ／ ｍ ｍ， 将冲击电压 Ｕ Ｉ Ｏ ０ ０ Ｖ， Ｅ ａ ｖ ＝ ２ Ｋ Ｖ ／ ｍ ｍ， 代人 厚度系数 ：母排 １ ２ ａ ｒ ｍ厚时为 ２ ０ ； １ ０ ａ ｒ ｍ厚 时为 １ ８ ； ８ ｍ ｍ厚 时为 ２ ） 式得 ｔ ＝ ０ ． ７ ８ Ｉ Ｔ Ｉ ｍ， 远小 于设计 的 ９ ｍｍ。 （ 下转第 ２ ６ １页 ） １ ６； ６ ａｍ厚 时为 １ ｒ ４： ５ ａｍ厚 时为 １ ｒ ３ ； ４ ｍｍ厚 时为 １ ２ ， ； ３ ｍｍ厚时为 １ １ 。 （
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Hale Waihona Puke 低压直流配电柜结构通用性设计
王 金波
（ 中国 电子 科技 集 团公 司第 ４ １研究所 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ５ ５ ５ ）
【 摘 要】 本 文主要介绍 了低压直流配电柜的功能和工作 原理 ， 同时对 总体结构 、 铜排导流性能和其 中关键 参数 的设计进行 了分析 【 关键词 】 配 电柜 ； 爬 电距 离； 空气间隙 ； 绝缘 电阻； 耐电压