防水型电气控制柜的设计

张雪峰　石亮亮　石俊杰

摘 要：防水型电气控制柜是对传统电气控制柜防护装置的改良和升级，其与现有技术比较具有三大优点。本文探讨了防水型电气控制柜的设计思路及制作技术要点。

关键词：电气控制柜 防尘防水器 过滤网

笔者在带学生参加企业实践的过程中，发现纺织设备的电气控制柜的使用越来越普遍。在纺织企业的生产车间中，高温、粉尘和水汽等都会对电子元件的使用寿命产生影响，因此采用一定的装置对电气控制柜进行通风散热，同时采取措施防止灰尘进入电气控制柜很有必要。而许多纺织设备的电气控制柜通风散热系统设计不够完善，在具备防尘措施（过滤网防尘）的同时，无法实现对周边水溅的防护，造成电气元件寿命缩短和电气故障率高。笔者开始思考如何解决上述问题。经过企业人员和师生的共同努力，此设计得以完成，并申请了国家专利。

一、设计目的

设计一种同时具备防尘防水功能、防护等级高、结构简单、拆装维护方便、结构合理的防水型电气控制柜。

二、设计思路

防水型电气控制柜在柜体的柜壁上设有安装洞，安装洞的顶部通过铰链安装有防尘防水器。所述的防尘防水器为盒装结构，其盒体外侧壁下部设有第一出风口，第一出风口后方的第一安装架上安装有第一百叶窗；其盒体内侧壁上部设有第二出风口，第二出风口后方的第二安装架上安装有第二百叶窗。所述的盒体内壁的顶部及底部分别对应设有一插槽，插槽内装有灰尘过滤网，盒体顶部中央开有滤网插口。所述的安装洞下方的柜壁为斜角壁，所述的斜角壁上安装有密封垫。

三、设计示意图

图1 整体结构示意图

1-柜壁 2-防水防尘器

图2 防尘防水器安装结构示意图

1-柜壁 2-防尘防水器 3-第一安装架 4-第一百叶窗 5-第二安装架 6-第二百叶窗 7-第一出风口 8-第二出风口 9-插槽 10-灰尘过滤网 11-斜角壁 12-密封垫 13-安装洞 14-滤网插口

四、具体实施办法

如图1、图2所示，防水型电气控制柜柜体的柜壁1上设有安装洞13，安装洞13的顶部通过铰链安装有防尘防水器2。所述的防尘防水器2为盒装结构，其盒体外侧壁下部设有第一出风口7，第一出风口7后方的第一安装架3上安装有第一百叶窗4；其盒体内侧壁上部设有第二出风口8，第二出风口8后方的第二安装架5上安装有第二百叶窗6。所述的盒体内壁的顶部及底部分别对应设有一插槽9，插槽9内装有灰尘过滤网10，盒体顶部中央开有滤网插口14。所述的安装洞13下方的柜壁1为斜角壁11，所述的斜角壁11上安装有密封垫12。

1.防尘

当带有灰尘的气体进入电气控制柜时要经过防尘防水器，气体要经过第一出风口的第一百叶窗，由于百叶窗叶片向下开口45°，所以大颗粒较重灰尘将无法进入第一百叶窗，带有较轻灰尘的气体进入第一出风口后遇到灰尘过滤网，灰尘及物体被过滤掉。通过的气体再经过第二百叶窗，第二百叶窗的叶片也是向下开口45°，通过第二出风口的气体经过这种错位的出风口被完全过滤，保证了防尘过滤率。

2.防水

当柜外有水溅射到防尘防水器上时，遇到第一出风口和第一百叶窗，由于百叶窗叶片向下开口45°，所以水滴无法通过第一百叶窗。当有水滴成45°溅入第一出风口，通过第一百叶窗，溅入的水滴会遇到过滤网，被过滤网过滤下的水滴将顺着过滤网流到防尘防水器底部，通过第一百叶窗和第一出风口而流出防尘防水器，由于防尘防水器底部安装在斜角壁上并安装有密封垫，所以水会直接流出柜体。当有水滴通过过滤网到达第二出风口时，则也会被第二百叶窗阻挡，流回防尘防水器，最后流出柜体，最终实现防水功能。

五、与现有技术比较

这一设计与现有技术相比较，具有如下优点。

1.同时具备防尘防水的功能

这一设计一改过去电气控制柜通风散热系统设计不够完善，只能防尘，无法实现对周边水溅防护的缺点。过去防尘仅采用过滤网防尘，防尘效率低，结构简单，过滤网容易被灰尘塞满而无法通风散热，无防水功能。设计对电气控制柜的防护进行了完善，使其具备防尘防水功能。

2.清洗或更换灰尘过滤网方便快捷

过去用螺钉固定金属筛网，金属筛网盖住防尘网等形式，拆除和清洗极不方便。防尘防水器运用铰链链接，并采用插槽式，可直接拆除，直接推开防尘防水器，从滤网插口抽出灰尘过滤网即可，极为方便。

3.防尘效果好

通过设置上下错位的出风口，有效提升过滤网对灰尘的过滤率，避免灰尘进入柜体内，减少电气柜故障发生率。

4.防护等级高

根据IEC的标准本设计的电气控制柜的防护级别，这一设计将防护级别由过去的IP30提升到IP55。IP30中3表示防止大于2.5mm的固体物侵入，防止直径或厚度大于2.5mm的工具、电线或类似的细节小外物侵入而接触到灯具内部的零件；0表示无防水防护。IP55中第一个5表示防尘完全防止外物侵入，虽不能完全防止灰尘进入，但侵入的灰尘量并不会影响灯具的正常工作；第二个5表示防止喷射的水侵入，防止来自各方向喷嘴射出的水进入灯具内造成损害。安全防护级别的提升为安全生产提供了保障。

防水型电气控制柜的设计实现了防尘防水功能，它具有结构简单、拆装维护方便、结构设计科学合理、防尘防水效果明显、防护等级高、原理可推广的特点，达到了提供一种同时具备防尘防水功能的电气控制柜的设计目的。此设计是企业技术人员和学校师生共同完成的，是校企合作和产、学、研融为一体的成果。

（作者单位：河源市高级技工学校）