计算机机房专用配电柜柜体结构介绍

2018-11-01 09:18:27 点击数:

供配电是数据中心机房的生命线,这句话一点也不夸张,因为离开了电我们的机房是连一分钟也运行不了的,因此要建一个好的机房,首先要将供配电解决好。计算机机房专用配电柜是指为机房中空调、IT设备、新排风等负载分配电能的设备,一般为指低压配电柜,是机房供配电系统中重要的组成装置。

由一个或多个低压开关设备和相应的控制、测量、信号、保护、调节等电气元件或设备、以及所有内部的电气、机械相互连接和结构部件组装成的一种组合体,称为低压成套开关设备和控制设备,也称低压开关柜、低压配电柜(屏)、低压控制屏等。

标准所规定的产品适用于额定电压为交流不超过1000V,频率不超过1000Hz,直流不超过1500V的低压成套开关设备和控制设备,包括型式试验的成套设备(TTA)和部分型式试验的成套设备(PTTA)。机房低压配电柜设计的正确、合理,配电柜内部件性能的好坏,对整个机房的正常用电起着重要的作用。

柜体结构是低压开关柜组合基础,因此柜体制造工艺就成了基础的基础。作为柜体它既要满足各电器单元的组合功能条件(如型式的统一,组合的标准,功能的 分配等),还要满足柜体的固有要求(如坚固可靠、整齐美观、调整容易等)。由于柜体结构要求不一,以及制造单位加工手段不一,它们的制造工艺就不能强求完 全一致。但制造中也存在带普遍意义的较关键的工艺特点,现将这些特点结合柜体结构选择作些简要介绍。

对于柜体结构及其工艺大致可以从:结构形式、连接方式、构件取材等方面加以区分。

从结构形式上分为固定式和抽出式。

(1)固定式:能满足各电器元件可靠地固定于柜体中确定的位置。柜体外形一般为立方体,如屏式、箱式等,也有棱台体如台式等。这种柜有单列,也有排 列。为了保证柜体形位尺寸,往往采取各构件分步组合方式,一般是先组成两片或左右两侧,然后再组成柜体,或先满足外形要求,再顺次连接柜体内各支件。组成 柜体各棱边的零件长度必须正确(公差取负值),才能保证各方面几何尺寸,从而保证整体外形要求。对于柜体两侧面,因考虑排列需要,中间不能有隆起现象。另 外从安装角度考虑,底面不能有下陷现象。在排列安装中,地基平整是先决条件,但平整度和柜体本身都有一定误差,在排列中要尽量抵消横向差值,而不要造成差 值积累,因为差值积累将造成柜体变形,影响母线联结及产生组件安装异位、应力集中,甚至影响电器寿命。故在排列时宜用地基最高点为安装参考点,然后逐步垫 正扩排,在底面平整度较理想并可预测条件下,也可采取由中间向两侧扩排方式,使积累差值均布。为了易于调整,抵消公差积累,柜体宽度公差都取负值。柜体的 各个构件结合体完成以后,视需要还应进行整形,以满足各部分形位尺寸要求。对定型或批量较大的柜体制造时应充分考虑用工装夹具,以保证结构的正确统一,夹 具的基准面以取底面为妥,夹具中的各定位块布置以工作取出方便为准,对于柜体的外门等因易受运输和安装等影响,一般在安装时进行统一调整。

(2)抽出式:抽出式是由固定的柜体和装有开关等主要电器元件的可移装置部分组成,可移部分移换时要轻便,移入后定位要可靠,并且相同类型和规格的抽 屉能可靠互换,抽出式中的柜体部分加工方法基本和固定式中柜体相似。但由于互换要求,柜体的精度必须提高,结构的相关部分要有足够的调整量,至于可移装置 部分,要既能移换,又要可靠地承装主要元件,所以要有较高的机械强度和较高的精度,其相关部分还要有足够的调整量。

制造抽屉式低压柜的工艺特点是:

(1)固定和可移两部分要有统一的参考基准;
(2)相关部分必须调整到最佳位置,调整时应用专用的标准工装,包括标准柜体和标准抽屉;
(3)关键尺寸的误差不能超差;
(4)相同类型和规格的抽屉互换性要可靠。

从连接方式上分为焊接式、紧固件连接、焊接与紧固混合连接。

(1)焊接式:它的优点是加上方便、坚固可靠;缺点是误差大、易变形、难调整、欠美观,而且工件一般不能预镀。另外,对焊接夹具有一定的要求:①刚性 好、不会受工件变形影响;②外形尺寸略大于工件名义尺寸,可抵消焊后收缩影响;③平整、简易、方便操作,尽量减少可转动机构,避免卡损;④为防止焊蚀和易 于检修调整,要选择好工件支持,支持还要加置防焊蚀垫件。

工件焊后变形现象是焊接时由于焊接处受热分子膨胀,挤压产生微观位移,冷却后不能复位而产生的应力所致。为了克服变形影响,必须考虑整形工艺。整形的 方法一般有:①通过试验预测工件变形范围,在焊接前强迫工件向反方向变形,以期焊后达到预定尺寸;②焊后用过正方法矫正;③击、压焊接后相对收缩部分,而 得到应力平衡;④加热焊接后相对松凸部分,达到与焊接处同样收缩的目的;⑤必要时对构件进行整体热处理。另外,焊接点选择、焊缝走向、焊接次序、点焊定位 对焊后变形现象都有一定的影响,如处理得当可减少变形,但这要视具体情况而定。

(2)紧固件连接:它的优点是适于工件预镀,易变化调节,易美化处理,零部件可标准化设计,并可预生产库存,构架外形尺寸误差小。缺点是不如焊接坚 固,要求零部件的精度高,加工成本相对上升。紧固件一般都为标准件,其种类主要有常规的螺钉、螺母和铆钉、拉铆钉,以及预紧而可微调的卡箍螺母和预紧的拉 固螺母,还有自攻螺钉等。也有专用紧固螺钉(如国外引进的低压柜大多用专用紧固螺钉)。

工艺特点:以夹具定形,工装定位,并视需要配以压力垫圈;铆接一般要配钻,且预镀件要防止镀层被破坏;对于用精密的加工中心或专用设备加工的构件,如 各连接孔径与紧固件直径能保持微量间隙时,则可以不用夹具进行装合,一次成形;对导向及定位件的紧固,应以专用量具先定位再以标准工装检测。

(3)焊接与紧固混合连接:它可以集中上面两种方法的优点,一般在柜体的连接处采用电焊,可变或可调部分则以紧固件连接。较大柜体因焊接后镀覆有困难,表面多以涂漆处理,户外柜体如以预镀材料为构件而又必须焊接时,则焊接部分可用热喷镀金属来处理。

从构件取材分型材、板材构件。

(1)型材:型材有角钢槽钢也有特型钢管、特型槽钢。角钢槽钢的构件多以焊接形式连接,加工中对连接端必须吻合而少间隙,否则将影响焊缝而增大变形 量;对特型钢管构件的连接则既可采用焊接形式,也可以紧固件连接,一般在连接部分要配以专用联接件,联接件必须坚固正确,否则将影响柜体外形。选用统一的 特型钢管在统一面上布以统一间距(模数)的孔,配以统一通用的联结件,按统一模数组合成柜体,便于柜体设计,便于备制构件和生产准备,但加工孔量多而用的 少,而且空间利用受一定限制。

这种柜体的制造工艺特点是:要保证构件和联结件的通用性及其精度。柜的基本结构往往由封板得以加强。这种柜的构件除特型钢管外还以钢板制成的C形槽钢或带筋矩形管来代替,C形槽钢宜于镀覆,带筋矩形管因酸洗后酸液难除,镀覆后易翻锈,要酌情选用。

(2)板材构件(不指上述C形槽钢及带筋矩形管)则完全可以按需要定形,无预设成型条件限制。这类结构设计工作量大,定型后变异少,结构主要处多用焊接,变异处或需调处多以紧固件连接(如低压控制箱和控制台等)。

由于板材结构多用焊接、一次成形,需克服板面因焊接而收缩或相对隆起的影响,故焊接点要间距均匀,焊缝要平整,焊后要整形,棱边要直,两侧中间部分不得凸出于前后棱边,若中间有隔板时,应在处理好两侧后再焊。

台式控制柜最宜板材作构件,当多台排列时,台面应在整体排列后再统一调整定位。从以上分析可知,柜体结构的各种选择,既要按开关设备的功能需要来决定,又要以工艺条件作取舍,而工艺水平的高低直接影响到柜体的结构设计和材料选择。

 



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