0 引言

    电气柜是由钢材质加工而成用来保护元器件正常工作的柜子，其结构、尺寸以及与车体的接口受各地铁项目系统所提供的设备种类、尺寸及所承受的空间等因素所制约。根据其安装位置及安装设备不同可分为：司机室电气控制柜、司机室信号柜、客室电气控制柜、空调控制柜等。

    传统电气柜的柜体框架，大多都是由角钢、型材焊接而成的，这样工序不仅繁琐，而且针对后期设备的安装、电气柜与列车各个系统之间的电气和机械接口，也是很局限的。所以，传统的电气柜已经不能满足现今生产规模的需求，其解决的途径是开发一种新型实用的电气柜结构，即电气柜的模块化设计。

    针对轨道车辆电气柜模块化、集成化的设计，已成为轨道车辆制造所选择的一种高效率、低成本的设计、制造、安装为一体的工艺过程，并在设计过程中，可清晰分割出合理的结构，使其满足设备安装、布线的需要。作为轨道车辆的重要组成部分，模块化生产已经逐步形成，并在武汉2号线、成都5号线、兰州1号线等轨道车辆项目中得到很好的应用。

1 电气控制柜分类

    电气控制柜一般分为司机室电气控制柜、信号柜、客室电气控制柜、空调控制柜等。

    （1）司机室电气控制柜。司机室电气控制柜实现司机操作电气设备的功能，柜内主要安装有司机经常观察、操纵的电气元件，如各类按钮、断路器、万能转换开关、旁路开关、继电器、网络模块等。（2）信号柜。信号柜实现列车的通信及信号控制功能，柜内主要安装有无线通信车载设备、地面乘客信息系统（PIS）车载设备、信号车载设备等。（3）客室电气控制柜。客室电气控制柜实现客室内照明、车门控制等功能，柜内主要安装有控制照明用接触器、断路器，控制车门用继电器，乘客信息显示系统（PIDS）设备，烟火报警等系统控制器件。（4）空调控制柜。空调控制柜实现控制、监视空调系统工作的功能，柜内主要安装有控制空调用的断路器、接触器、热保护继电器、电源等器件。

2 模块化设计

    2.1 整体要求。电气控制柜模块化就是将可保持不变的部分标准化，即对柜体焊接结构、安装接口、主要结构形式等进行模块化。

    2.2 模块化优点。重量轻，强度好，降低产品生产成本；模块集成设计，增加预装工作量，从而简化电气柜与车辆各个系统之间的电气和机械接口；降低车辆在整车调试过程中的故障率；缩短产品设计周期，提高生产效率。

    2.3 电气控制柜的模块化设计。

    2.3.1 焊接结构模块化设计。该结构电气柜的柜体组成采用不锈钢型材焊接而成，结构设计合理，安装便捷。该结构优点：设备安装位置合理，散热性好。柜子布线合理、整洁、美观。模块化安装，拆装方便、维护性好。

    2.3.2 铆接结构模块化设计。该框架结构梁采用的是2.5mm冷轧钢板折弯的型材结构，即五字型结构，可在保证性能的前提下尽量减重。

    该结构柜体主框架采用2.5mm框架的焊接结构，柜除主框架采用焊接结构外，其他安装梁和安装零件全部采用把接结构，其安装横梁上设有等间距的模式孔，使柜体装配更为灵活，方便根据业主需求调整柜内器件的安装尺寸，减少变更成本和缩短变更时间，并在保证足够强度的前提下，为方便设备拆装与维护，内部安装梁都采用M6不锈钢螺钉紧固结构，可参见图1。

图1 电气控制柜铆接结构模块化设计

    柜内安装横梁和安装零件，在保证产品机械性能的同时做了减重处理，安装可靠且外观美观大方。

    该结构优点：重量轻，强度好。结构框架能灵活安装、改动横梁的位置，便于后期增加电器件及更改元件、设备安装位置。具有可靠的运营经验。

    2.3.3 接地方式。柜体上焊接M5设备接地座，采用M5X12螺栓紧固接地线，每个接地座上接线不超过3根，设备接地线采用2.5MM^2黄绿电缆（有特殊要求除外），应采用就近原则，电缆长度不超过500mm；柜体对车体接地采用M8接地座，采用M8X25螺栓紧固接地线，接地线采用铜镀锡编织电缆。

    2.3.4 柜体安装。柜体与车体的紧固采用M8X25螺栓、M8螺母，采用平垫圈和弹簧垫圈防松，车体上的安装孔应与柜体上的安装孔成十字交叉，使得电气控制柜在两个方向上均有调整量，可参见图2。

图2 柜体安装

3 结语

    电气控制柜模块化是强化城轨地铁车辆设计理念的重要环节，电气控制柜的模块化设计应尽量做到通用性和灵活性，这样不仅可以节省工时、提高效率，还是精益生产发展的必然趋势。本文通过对电气控制柜的框架设计的阐述，进一步介绍了模块化设计理念，此设计理念在上海7&9号线地铁、成都5号线地铁等电气控制柜的设计中得以运用，并取得了很好的效果。