机床电气控制系统施工技术规范
2013/7/16 8:30:55
4．一般要求
4.1柜体
4.1.1 柜体表面应平整，边缘及开孔应光滑，无毛刺、裂口。
4.1.2 外壳、手柄和喷塑等涂层应无损伤或变形。
4.1.3 柜体上应设有专用接地螺柱，并有接地标记。保护及工作接地的接线柱螺纹直径应不小于6mm。专用接地接线柱或接地板的导电能力，至少应相当于专用接地导体的导电能力，且有足够的机械强度。（速普轨装接地端子）
4.1.4 电柜内的接地螺栓建议采用铜制。如采用钢质螺栓，则必须镀铜，并且必须在通过螺栓的柜体两侧加镀铜的齿形垫圈，以保证接地的可靠性。（详见4.4条接地）
4.1.5 电柜及其附件必须能够起到保护柜内电气元件不受外界液体、切屑及其他杂物侵入的影响，其防护等级至少应达到IP54。
4.1.6 根据电柜内设备的防护等级，需要考虑电柜防尘以及防潮功能，一般使用的设备主要为：空调，风扇，热交换器，抗冷凝加热器。同时根据柜体的大小合适的选择不同功率的设备。关于风扇的选择，主要考虑柜内正常工作温度，柜外最高环境温度，求得一个温差，风扇的换气速率，估算出柜内空气容量。已知三个数据：温差，换气速率，空气容量后，求得柜内空气更换一次的时间，然后通过温差计算求得，实际需要的换气速率。从而选择实际需要的风扇。因为一般夜间，温度下降，故会产生冷凝水，依附在柜内电路板上，所以需要选择相应的抗冷凝加热器以保持柜内温度。
4.2 元器件排列
4.2.1 考虑因素 电柜的元器件排列首先应考虑到元件的布置对线路走向和合 理性的影响。对大截面导线转弯半径的考虑，对强弱电元件之间的距离放置，对发热元件的方向布置以及干扰源的隔离和布置等。
4.2.2 设计控制柜体时要注意滤波器的区域原则，把不同的设备规划在不同的区域中。每个区域对噪声的发射和抗扰度有不同的要求。区域在空间上最好用金属壳或在柜体内用接地隔板隔离。并且考虑发热量，进风风扇与出风风扇的安装，一般发热量大的设备安装在靠近出风口处。进风风扇一般安装在下部，出风风扇安装在柜体的上部。
4.2.3 电气元件及其组装板的安装结构应尽量考虑进行正面拆装。各电器元件应能单独拆装更换，而不影响其他元件及导线束的固定。（速普端子）
4.2.4 发热元件宜安装在散热良好的地方，两个发热元件之间的连线应采用耐热导线或裸铜线套瓷管。
4.2.5 二极管、三极管及可控硅、矽堆等电力半导体，应将其散热面或散热片的风道呈垂直方向安装，以利散热。电阻器等电热元件安装一般应安装在箱子的上方，安装方向及位置应考虑到利于散热并尽量减少对其它元件的热影响。
4.2.6 功率部件(变压器，驱动部件，负载功率电源等)与控制部件(继电器控制部分，可编程控制器)必须要分开安装。
4.2.7 为有效抑制电磁辐射，在变频器动力线的输入、输出侧须设置线性噪声滤波器（FR-BLF）和在输入侧设置无线噪声滤波器（FR-BIF）。所有这些滤波器的金属外壳必须保证与接地之间有良好的低阻抗连接。
4.2.8 灭弧措施 为有效抑制继电器、接触器触点的电弧，对交流绕组采用R-C抑制器，对直流绕组采用反向二极管。
4.2.9 对从数控系统直接引出的按钮、开关等元件，须并接0.1uF的电容器以滤除干扰。
4.3 布线
4.5.1 为便于识别和防止意外，导线线色应符合表1的规定：
表1 导线颜色标志与功用对照表
| 序号 | 应用场合 | 线色 |
| 1 | 动力线 | 3相全黑 |
| 2 | 中线 | 淡蓝色 |
| 3 | 控制火线 | 红色 |
| 4 | DC 24V+,5V+ | 棕色 |
| 5 | DC 24V-,5V-(GND) | 蓝色 |
| 6 | 控制零线 | 蓝色 |
| 7 | 地线（PE线） | 黄绿双色 |
4.3.2 电气设备导线的连接（包括螺栓连接、插接、焊接等）均应牢固可靠，线束应横平竖直，配置坚牢，层次分明，整齐美观。同一型号的电气设备元件走线方式应一致。
4.3.3 所有的导线，从一个端子到另一个端子的走线必须是连续的，中间不允许有接头。（速普端子为导线安装提供便捷）
4.3.4 导线与端子的连接不允许采用松散的线头直接连接，而应当对线头进行拧紧或压接相应的接线鼻子。一个端子最多接两个鼻子，一个鼻子最多接两根导线。
4.3.5 定型产品柜体内连接的导线、柜体内元器件与控制台之间的连接线索必须进行定尺计算，不得在现场临时处理线头；线头的绝缘层剥离、线鼻子压接、接插件焊接等工序必须在电工房预先完工(受柜体结构限制的除外)。
4.3.6 屏蔽电缆的处理 首先将屏蔽层剥开并朝一边拧紧，长度在15mm左右，然后把黄绿双色线与拧紧的屏蔽线用线鼻子压在一起，压过的线回折在导线绝缘外层上。
4.3.7 用热缩管将导线连接的部分和电缆固定在一起。
4.3.8 信号线应从一侧进入电气柜，信号电缆的屏蔽层双端接地。如果非必要，避免使用长电缆。控制电缆最好使用屏蔽电缆。模拟信号的传输线应使用双屏蔽的双绞线。低压数字信号线最好使用双屏蔽的双绞线，也可以使用单屏蔽的双绞线。模拟信号和数字信号的传输电缆应该分别屏蔽和走线。不要将24VDC和115/230VAC信号共用同一条电缆槽！
4.3.9 动力电缆应独立于其它电缆走线，其最小距离为300mm。同时应避免电机电缆与其它电缆长距离平行走线。如果控制电缆和电源电缆交叉，应尽可能使它们按90度角交叉。同时必须用合适的夹子将电机电缆和控制电缆的屏蔽层固定到安装板上。
4.3.10 为有效的抑制电磁波的辐射和传导，变频器的电机电缆必须采用屏蔽电缆，屏蔽层的电导必须至少为每相导线芯的电导的1/10。
4.3.11 为便于散热，所有进入线槽的绝缘导线必须是成松散状的，不得将带外保护层的成索大电缆直接纳入线槽中，必须将该大电缆的外层剥开，然后将绝缘导线纳入线槽中；线槽中的绝缘导线不得绷紧，长度上必须要留有余地；线槽的线容量最多不得超过80%。
4.3.12 从接线板引出的导线线索，必须进行分类包裹固定。固定方法根据实际情况可以选用缠绕管、热缩管、穿线管、带屏蔽的绝缘套管等。经过包裹固定的导线线索在穿越柜体隔板时，柜体隔板上的孔、槽应装有橡胶护套等相应的保护措施。
4.3.13 电气设备上的所有导线其载流容量必须符合表2的规定：
表2机床用导线的载流容量对照表
（GB 5226-85）
| 导线 截面积 | 普通机床用线载流容量 | 数控机床用线载流容量 | ||
| 在线槽中 | 在大气中 | 在线槽中 | 在大气中 | |
| 0.196 | 2.5 | 2.7 | 2 | 2.2 |
| 0.283 | 3.5 | 3.8 | 3 | 3.3 |
| 0.5 | 6 | 6.5 | 5 | 5.5 |
| 0.73 | 9 | 10 | 7.5 | 8.5 |
| 1 | 12 | 13.5 | 10 | 11.5 |
| 1.5 | 15.5 | 17.5 | 13 | 15 |
| 2.5 | 21 | 24 | 18 | 20 |
4.4 接地
电力、电子设备的接地，是保障设备安全、操作人员安全和设备正常运行的必要措施。可以认为，凡是与电网连接的所有仪器设备都应当接地；凡是电力需要到达的地方，就是接地工程需要作到的地方。
将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接叫保护接地。当装有接地装置的电气设备绝缘损坏，外壳带电时，如果人不慎触及设备外壳，漏电、短路电流将同时沿着接地体和人体两条通路流过，因人体电阻较接地电阻大得多，所以流过人体电流就少，可减轻触电伤亡的程度。
接地原则：凡柜体可拆卸部分均应打接地螺钉或接地装置。柜体下部应装有汇流排（接地铜排），柜体中所有接地螺钉的接地线均连在其上。汇流排上的连接螺钉为M6和M10两种。
4.5.1 保护接地连续性利用有效接线来保证。柜内任意两个金属部件通过螺钉连接时如有绝缘层均应采用相应规格的接地垫圈并注意将垫圈齿面接触零部件表面，或者破坏其绝缘层，从而使其可靠连接。
4.4.2 确保传动柜中的所有设备接地良好，使用短和粗的接地线连接到公共接地点或接地母排上。连接到变频器的任何控制设备要与其共地，同样也要使用短和粗的导线接地。最好采用扁平导体(例如金属网)，因其在高频时阻抗较低。
4.4.3 中央接地排组和PE导电排必须与柜体金属保持可靠的连接(金属到金属连接)。它们必须在电缆压盖处正对的附近位置。中央接地排额外还要通过另外的电缆与保护电路(接地电极)连接。屏蔽总线用于确保各个电缆的屏蔽连接可靠，它通过一个接地排组与柜体的有效连接实现大面积的电磁屏障。
4.4.4 带有金属外壳的元件必须接地。
4.4.5 配电板每屏都应有可靠的接地装置，装有电器元件的面板与柜体之间，以及柜体与底座之间，应可靠接地。电压互感器和电流互感器的次极绕组应单独可靠接地，接地处应设有耐久的接地标记；保护接地不应与工作接地共用接地线和接地螺钉。
4.4.6 具有铰链的金属面板上安装电器元件时，面板与柜体之间应设置安全跨接线；该跨接线可采用短且粗（不小于2.5平方）的黄绿线连接，也可采用金属网编织线。当采用编织线时，其端头的处理要使用o型铜接头进行压接，不得将编织线直接固定。固定时要使用倒齿垫片以防止松动，和接触不良。
4.4.7 在盖板、门、遮板和类似部件上面，如果没有安装电器设备，通常的金属螺钉连接和金属铰链连接被认为足以保证电路的连续性。
4.4.8 一个接地端子,只能接一组接地导线;接地点除作为接地之用外,不能用于其他功能。
4.4.9 接地标识:黄绿色或PE或接地符号,推荐使用接地符号。如果是进线接地端子,只能标示成PE。
4.5 标记
4.5.1 电柜中的标记系统犹如一城市中交通道路的指示牌。其指示语言的统一性将影响使用者对整个系统统一的理解，而指示标示本身的明显与否直接影响到操作和维修者对系统的操作和维护时的方便性。
4.5.2 对柜内元件标签粘贴的原则是：能对柜内元件在运行状态，检修状态以及被拆卸下后仍能做到标示作用。
4.5.3 柜内元件标签均为黄色。
4.5.4 操控台、柜的正面及背面各电器、端子牌等应标明编号、名称、用途及操作位置，其标明的字迹应清晰、工整、不易褪色。
4.5.5 额定电压超过500V的配电板应设置警告标志。
4.5.6 在每个电器元件上和近旁，应有与原理线路图相一致的元件代号，各对熔断器的近旁，应有熔片额定电流的标牌。
4.5.7 控制装置的标记 控制装置必须在其门或盖板上装上数据铭牌，内容如下：
a) 制造厂名称或其商标；
b) 电源额定电压、相数和频率；
c) 整机耗电总量或满载电流总和；
d) 总电源短路保护器件的断流能力或熔断器的额定电流；
e) 设备的防护等级
f) 设备编号。
铭牌上的额定电流，不得少于正常使用条件下同时工作的所有电动机和其他设备需要的满载电流的总和。负载、工作循环异常的设备，需要加粗导线时，在铭牌上的额定电流中必须包括所附加的容量。
4.5.8 控制元件的标记
所有电气控制器件，至少须具备下列标志：
a) 制造厂的名称或商标；
b) 器件的型号或索引号；
c) 工作电压性质和数值（若是交流，则应标记出频率）。
4.5.9 安全警告标志：机床配电柜、壁龛等任何装有电气元件的地方，当从电柜、壁龛等的外部不能辨别其中是否装有电气元件时，必须在门或盖板上装有黑边、黄底、黑色闪电符号的三角形警告标记。
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