摘要：随着社会经济发展水平的不断提高，钣金结构的机柜越来越为人们所青睐，其使用范围越来越广，社会对钣金机柜的性能等各方面的要求也越来越高。钣金结构的机柜防尘防水设计工作应理解并掌握钣金结构机柜的设计准则与设计中应注意的问题，以保证充分发挥钣金结构机柜的优势。
关键词：钣金结构；机柜；防尘防水设计
引言
钣金结构机柜是一种由金属薄板或者型材焊接而成的柜体，因此在不同的结构件的连拉处就会产生在一定的缝隙。一些通风散热进出口,锁具，紧固件的连接部位等,都会有进水进尘的风险,不利于机柜内设备的保护。为此,在设计钣金结构机柜时,除了要考虑到机柜的材料、尺寸，弯曲结构、外壳、布线以及美学配色等方面的设计元素以外,还要充分考虑机柜的防水、防尘设计。从当前行业的发展状态和未来的发展趋势来看，防护性能较好的机柜将会成为机柜行业的主流产品,进一步完善钣金结构机柜设计,提高其设计水平显得十分有必要。以下笔者就结合白身的工作经验,从防尘防水的角度出发，对钣金结构机柜设计进行探究。
1、钣金结构机柜防尘防水设计的重要性
钣金结构机柜是一种由金属薄板或者型材组装焊接而成的柜体,面在这种情况的影响下,钣金结构机柜难免会有缝隙的存在。连接处、通风口、散热口、锁孔等部分没有经过密封,暴露在空气中,这就造成了饭金机柜存在着进水进尘的风险,在一定程度上会造成内部控制设备出现故障问题，影响钣金结构机柜对内部设备的保护作用。因此在钣金结构机柜的设计中,防尘防水也是其中重要的一环。机柜主要的作用就是对内部设备的保护作用,也是行业发展中的重点,因此对饭金结构机柜的防尘防水性能的设计是需要重视的部分。通过提高设计质量,保证设计水平,是完善钣金结构机柜性能的重要条件。
2、钣金结构机柜防尘防水设计要点
2.1热设计
由于热设计是对电气设备能否正常运转的保证，这就需要我们对电器设备予以细致的考量与分析，了解其基本作业的方法与原理，并对热设计进行合理与科学的设计，提出适合其作业的最优方案。
2.1.1散热方法的选择
机柜内部电子元件产生的热量可以使用各种冷却方法。由于环境粉尘污染很严重，要求机柜密封，同类产品的比较，机柜散热型式采用了内部强迫对流、外部热量交换的紧凑式空气/空气热交换器和机壳自然散热相结介的散热形式。
使用空气/空气热交换器前提条件环境温度低于箱体内部温度，使两条独立的空气循环，灰尘和环境空气 不能进入机柜内部。其原理是箱体内部被加热后的空气由高性能风扇导引进入热交换器形成，外部风扇带动外部低温空气流过模块，热交换在进行交换铝板上完成，通过铝板导热，空气与空气之间不直接接触。
机壳自然散热=机壳对流+机壳辐射散热，因而实现了较大机柜内部密封散热的问题。
2.1.2散热量的计算。对于散热量的计算则根据环境温度要求采用了功率估算法与同类产品类比的方法得到，热交换器散热约为总散热量三分之二、机壳自然散热总量约为总散热量三分之一左右。
2.2机柜设计中的电屏蔽问题
由于机柜内部电子元件及电路往往靠得很近，因此会相互产生干扰，尤其是大量单元印制板电路安装在较小的机柜内部，相互干扰的可能性增大。为了确保设备的正常工作，在设计过程中必须考虑相互之间的电磁干扰，主要采取了以下几种方式使其得到解决。
2.2.1在印制板较多的需要特殊屏蔽的地方，机柜内部相互干扰的地方使用屏蔽板，可以避免外部对内的电干扰。
2.2.2良好的接地效果。整机设计接地，内部也采用多个接地点接地。
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1）电屏蔽设计用接地的金属板将电路板插箱上下层隔离起来，将电路间干扰减少到最小程度，使电路由分布电容泄漏出的能量经屏蔽板短接入地面，不致出入其它电路中。如果屏蔽不接地，则电场对电路的干扰反而更严重，要取得良好的工作效果，屏蔽体必须良好的接地。
2）螺钉连接部分，尽量采用内齿弹性垫圈和外齿弹性垫圈，以减少接触电阻。
3、钣金结构机柜防尘防水的设计工作需要注意的问题
3.1设计图纸中明确对制作材料的要求
要做好对材料选择的要求，保证选择正规厂家生产的高质量材料，确保材料在实际制作中能够符合相关标准的要求，保证设计成品能够达到设计的性能要求；在设计中要严格控制机柜制作中材料的冲折率，在保证机柜性能的前提下尽量降低机柜实际制作中工序的繁琐性，增强设计图纸的可操作性；要确保选用的材料具备较好的强度，易于弯曲，便于塑形。
3.2设计要满足经济实用的原则
钣金结构机柜设计要符合经济实用的原则，在保障机柜使用安全、使用质量、使用性能的基础上尽量降低机柜制作过程中的成本投入。
3.3钣金结构机柜的尺寸设计
机柜设计尺寸的确定要严格按照机柜所存放的设备尺寸进行，并且要充分考虑设备工作所需的各项元件的安装设置所需的空间；要注意对设备使用人群的操作动作、身高、体形等要素的了解，以确保设计的机柜便于操作人群的使用；设计图纸中尽量使用通用的尺寸数据以减少机柜实际制作中数据换算的复杂性；钣金结构的机柜设计尺寸要严格符合相关标准的要求。
3.4机柜弯曲结构的设计
钣金结构机柜的弯曲结构设计一定要遵循制作材料的常规折弯结构数据，保证弯曲程度在制作材料的弯曲性能承受范围之内，以免造成材料的损坏；如果制作材料的厚度等于或超过2.5mm，应该注意设计出1t～1.5t宽的工艺缺口。
3.5钣金结构机柜的外壳设计
钣金机柜的外壳设计要充分考虑机柜所存放的设备的性能、保护与维修方面的要求，确保设备的正常使用；要根据设备与机柜的具体使用条件设计出适合的外壳类型，确保在不同条件中机柜使用性能的安全与稳定；机柜外壳设计要确保设备使用人群、维修人群操作、维修的最佳角度。
3.6钣金结构机柜设计要满足设备的安装使用需求
钣金结构机柜设计的最终目的是更好地发挥机柜的作用，保障机柜中设备的安全、稳定使用，在机柜的设计过程中不仅要考虑好设备存放的维护检修要求，还要满足设备的安装使用方面的需求，要明确存放在机柜中的设备的具体安装布线的要求，使机柜设计满足设备的布线、各项元件的联接要求。
3.7美学装饰与配色方面
在钣金结构机柜的设计过程中要注意对机柜的美学设计，使机柜的外观设计在比例、色彩、造型、形状方面能够给人以美感，符合审美的需求。
4、结论
随着机柜设备的功能不断得到提高，机构变得越来越精巧和复杂，传统的技术已经不能满足对设备结构的设计要求，在网络技术的帮助之下，越来越多的设计人员使用网络创新技术来提高和完善设计的水平。对机柜的结构设计使用的是有限元分析方法来强化设计的动力性和稳定性，使户外机柜更好的适应变换的环境，并更好的应对环境对其产生的影响，保证机柜的正常工作及稳定的运行。
参考文献：
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[2]胡俊杰.浅谈机柜设备三防工艺设计的研究[J].科技信息，2011（15）.
论文作者:喻素娟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/9
标签：机柜论文; 结构论文; 钣金论文; 设备论文; 热交换器论文; 性能论文; 材料论文; 《电力设备》2018年第6期论文;