外部、内部及安装板尺寸
电气箱按外形尺寸（高 x 宽 x 深）销售。布局时需关注三个较小的数值：
- 内部尺寸： 外部尺寸减去板厚及任何门领或法兰。
- 安装板： 设备螺栓固定的可拆卸板。它比内部空间小，因为它安装在螺柱上，远离箱壁和门法兰。
- 可用深度： 从安装板表面到关闭门的内侧。
计算示例。 根据其参考图纸，我们的 24 × 20 × 8 in 304 不锈钢壁挂式电气箱 内部尺寸名义为 606.6 × 505.0 × 200.2 mm；安装板 545.6 × 444.0 mm (约 21.5 × 17.5 in)；可用深度 184.9 mm (约 7.3 in)。因此 24 × 20 in 箱体提供的布局面积约为 21.5 × 17.5 in，而非 24 × 20。每个产品页面均列出名义内部尺寸，尺寸查找器可按最小内部高度、宽度和深度筛选。
全系列采用相同的数据（取自各尺寸的参考 CAD 图），展示了您实际可用于布局的外形尺寸占比。DIN 模块数量基于每个产品页面上的示例布局（水平导轨上线槽之间的 17.5 mm 模块），散热栏则对该尺寸的壁挂箱应用了 Step 5 方法（IEC/TR 60890 有效表面积，k = 3.7 W/m²K）：
| 外部 | 内部, mm | 安装板, mm | 可用深度, mm | DIN 模块 | 10 K 下的发热量 |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 × 4 × 4 英寸 | 150 × 99.2 × 99.2 | 114.4 × 63.6 4.5 × 2.5 in | 83.9 | 2, 紧凑型 | 2 W |
| 14 × 12 × 6 英寸 | 353.2 × 302.4 × 150 | 291.6 × 266.8 11.48 × 10.5 in | 134.8 | 14 | 12 W |
| 20 × 16 × 6 英寸 | 505 × 403.4 × 149.4 | 444 × 342.4 17.48 × 13.48 in | 134.1 | 36 | 19 W |
| 20 × 20 × 8 英寸 | 505 × 505 × 200.2 | 444 × 444 17.48 × 17.48 in | 184.9 | 38 | 26 W |
| 24 × 20 × 8 英寸 计算实例 | 606.6 × 505 × 200.2 | 545.6 × 444 21.48 × 17.48 in | 184.9 | 57 | 30 W |
| 30 × 20 × 8 英寸 | 759 × 505 × 200.2 | 698 × 444 27.48 × 17.48 in | 184.9 | 76 | 36 W |
| 30 × 24 × 12 英寸 | 759 × 606.6 × 301.8 | 698 × 545.6 27.48 × 21.48 in | 286.5 | 96 | 49 W |
| 42 × 30 × 10 英寸 | 1062.8 × 758 × 250 | 1002.8 × 698 39.48 × 27.48 in | 234.8 | 155 | 70 W |
| 60 × 36 × 16 英寸 | 1520 × 910.4 × 402.4 | 1460 × 850.4 57.48 × 33.48 in | 387.1 | 320 | 133 W |
公称尺寸取自各尺寸的参考 CAD；最终尺寸以您的订单为准。DIN 模块：每个产品页面所示示例布局采用 17.5 mm 模块。热量：密封电气箱在温度升高 10 K (18 °F) 时在墙面上散发的热量，k = 3.7 W/m²K。
有两种规律值得注意。在每个尺寸中，安装板在各个方向上都比外部尺寸小约 40 到 65 mm（1.5 到 2.5 英寸），因此小箱子损失的比例最大。而密封尺寸的散热量随表面积的增加而增加，因此在不增加面板面积的情况下，采用相同正面尺寸但更深的箱子可以增加热容量和深度。电气箱尺寸表以英寸和毫米列出了所有标准尺寸，涵盖两种不锈钢牌号及 HMI 外壳。
步骤 1：组件包络空间
列出电气箱内的所有设备，并根据制造商的数据手册注明其高度、宽度和深度：电源、断路器、接线端子、继电器、PLC 或 I/O、网络交换机、计算机。然后按照实际位置将它们绘制在安装板上，并在行间布置 DIN 导轨和线槽。按比例绘制或在安装板轮廓上使用 CAD 绘图，可以发现仅靠面积总和无法察觉的问题：设备只能按整行布置，且线槽会占用安装板相当大的空间。
请遵守设备制造商指定的间隙。驱动器、电源和计算机通常需要在上方和下方留出空间以进行空气流通，这些要求因产品和框架尺寸而异，因此请参考各产品手册，而非凭经验判断。
步骤 2：预留变更空间
面板会不断扩展。Control Design 采访的工程师表示，20% 的备用空间是常见的规格要求，20–25% 为典型值，而对于预期会有扩展的情况，则为 25%；AutomationDirect 建议安装终端或空间应保留约 20–25% 的备用量，最低为 10%。线槽通常也会预留备用容量，以免后期布线时被迫挤压。如果布局在第一天就填满了面板边缘，请增加一个尺寸。空置的面板区域并不全是可用的储备空间：测量控制面板中的可用备用空间 将扩展空间与所需的间隙、通风间隙、电缆路径和维护通道区分开来。
步骤 3：导线弯曲空间与电缆布线
导体从接线端子向电缆入口弯曲时需要空间，以免被强行挤压在接线端子上。对于受 NEC 第 312 条约束的电气箱（机柜和开孔盒），NEC 312.6 通过两个表格规定了接线端子的最小导线弯曲空间：表 312.6(A) 适用于导体不从其端子相对的侧壁进入或离开的情况，表 312.6(B) 适用于导体从该侧壁进入或离开的情况。所需空间取决于导线尺寸和每个端子的导线数量，因此大型馈线比控制布线需要更多的空间。NEC 312.8 还限制了用于开关或过流装置的电气箱内允许填充导体、接头和分接头的量。
也要规划从电缆入口到终端的路径。电缆接头和导管枢纽会占用内壁空间；在冲洗环境和户外位置，我们建议从底部面引入电缆，以便水流从入口处流走。开孔与电缆接头指南 涵盖了入口尺寸。
步骤 4：深度及门板组件
深度由安装板上最深的设备及其布线和连接器，以及门上安装的部件（如按钮、指示灯、选择开关、显示器或工业平板电脑）决定。门装设备会向电气箱内部延伸，增加电气箱深度是避免其碰撞安装板组件的简便方法。请根据设备数据手册核对安装板后方的设备深度与电气箱的可利用深度，并为连接器后方的电缆弯曲留出空间。
对于 IMD 硬件，我们已为您完成了这些检查：“IMD mini PC”配置增加了 VESA / DIN 导轨适配板和两个电缆接头，而工业平板电脑配置的门已针对您选择的 IMD 工业平板电脑进行了开孔。每个产品页面都列出了该尺寸所配置的 IMD 设备。
步骤 5：密封电气箱的散热量
NEMA 4X-type 电气箱为密封结构，因此内部设备产生的热量必须通过箱壁散出。电气箱热设计指南采用的基本关系式为：
散热量 (W) = k x A x 温升
A = 有效表面积 (m²)，温升 = 内部空气温度减去外部空气温度 (K, °C)，k = 传热系数：喷漆钢板约为 5.5 W/m²K，不锈钢约为 3.7 W/m²K (0.344 W/ft²K)。
仅有散热能力的表面才计入，且各表面散热效率不同。IEC/TR 60890 有效表面积计算方法（我们的产品页面、尺寸表和热计算器均采用此方法）排除了壁挂式电气箱的背面，并根据各面的散热能力进行加权：A = 1.4 x W x (H + D) + 1.8 x D x H，其中外形尺寸单位为米。电气箱温控目录中的表面积计算方法（如 DIN 57 660 第 500 部分）也区分了独立式、壁挂式和并排安装。请将计算结果作为初步参考。
计算示例，续。 墙装 24 × 20 × 8 in 电气箱 (0.610 × 0.508 × 0.203 m) 的有效表面积为 1.4 × 0.508 x (0.610 + 0.203) + 1.8 × 0.203 × 0.610 = 0.801 m² (8.6 ft²)。不锈钢材质下 k = 3.7 W/m²K 时：
- 高于室温 10 °C (18 °F) 的温升允许内部产生约 30 W 的热量（3.7 × 0.801 × 10 = 29.6 W）。
- 升高 20 °C (36 °F) 时，可散发约 59 W。
- 一家电气箱制造商的热指南建议增加 25% 的安全余量，这将把 59 W 降至约 47 W。
将其与内部组件进行对比：电源损耗、驱动器、计算机、网络交换机。一家电气箱制造商的热指南指出，每比约 72–75 °F 升高 18 °F (10 °C)，电子元件的可靠性就会减半。请将内部温度保持在每个设备的制造商标称环境温度范围内。
室外安装需考虑日照。 同一指南指出，美国大部分地区峰值太阳辐射约为 97 W/ft² (约 1,040 W/m²)，测试显示遮阳罩可将温升降低 25% (仅顶部) 至 56% (壁挂式遮阳罩)。尽可能为电气箱遮阴，或使用遮阳罩。
如果负载对于密封箱过高：请增大尺寸（增加表面积）、将热源移至外部，或添加闭环冷却设备，例如热交换器或制造商标称符合该电气箱类型的电气箱空调。与外界空气交换的风扇和过滤器会破坏 NEMA 4X 密封，除非它们具有相同的防护等级。电气箱发热计算器 可针对您的负载、环境温度和安装方式进行此项检查。
步骤 6：门扇摆动范围与工作空间
若电气箱内含有在带电状态下可能需要检查、调整、维修或维护的设备，国家电气规范 (NEC) 要求在其前方留出工作空间。根据 NEC 110.26(A)（2020 和 2023 版本）：
- 深度： 在 Condition 1 下，针对 0–150 V 对地电压，至少为 3 ft (900 mm)，更高电压和其他条件下需更大深度 (Table 110.26(A)(1))。
- 宽度： 设备宽度或 30 英寸 (762 mm)，以较大者为准。
- 高度： 6.5 ft (2.0 m) 或设备高度，以较大者为准。
- 门： "在所有情况下，工作空间应允许设备门或铰链面板至少有 90 度的开启角度。"
因此请检查门摆幅，而不仅仅是箱体尺寸。以 24 × 20 × 8 英寸为例，其门摆幅半径为 511.3 mm（约 20.1 英寸），包含支脚、铰链和锁扣在内的总体尺寸为 697.6 × 515.2 × 213.7 mm，所有数据均可在其 参考图纸 (PDF) 中找到。请在铰链侧留出空间以便门完全打开，并向当地主管机关确认适用的当地规范版本。
安装电气箱
通过外部安装装置悬挂额定型号电气箱。NEMA 指出，许多额定型号电气箱需安装在电气腔体外部，除非使用中间支架或底座，而非通过在电气腔体背面钻孔并使用螺钉安装。我们的壁挂式电气箱配有四个外部壁挂式底座，每个参考图纸上均标有壁挂式孔位。选择壁挂锚栓时，请考虑电气箱及其内部所有组件的总重量。
如果其成为工业控制柜
根据 NEC 的定义，内部装有电机控制器、过流保护装置和控制设备的电气箱即为工业控制柜。NEC 第 409 条涵盖了工业控制柜，并要求其标明包括短路电流额定值在内的信息；UL 508A 补充标准 SB 是确定该额定值的公认方法。控制柜是否还需要经过认证，由主管当局或项目规范决定。
下单前请在 CAD 中进行检查
每个 NEMA4 Enclosure 产品页面都提供可下载的参考 CAD：STEP 模型、DWG/DXF 图纸以及包含外形、内形、安装板及安装孔尺寸的 PDF 图纸。将您的面板布局放置在安装板轮廓上，核对深度与门的间距，并检查门在房间内的开启空间。尺寸为公称尺寸；最终尺寸以您的订单为准。
我们生产 65 种壁挂尺寸，从 6 × 4 × 4 英寸到 60 × 36 × 16 英寸，提供 304 和 316L 材质，因此当布局空间紧张时，通常可以升级选用大一个尺寸的型号。
常见问题
电气箱应预留多少备用空间？
通常做法是占用面板面积的 20 至 25%，最低要求为 10%。如果您预计后续会增加设备，请使用 25% 或更多。
如何计算电气箱的散热量？
将传热系数（不锈钢约为 3.7 W/m²K，喷漆钢约为 5.5 W/m²K）乘以 m² 单位的暴露表面积，再乘以允许的温度升 (°C)。不要计算紧贴墙面的表面，并增加安全余量。
内部尺寸与安装板尺寸有何区别？
安装板比电气箱内部尺寸小，因为它是安装在与箱壁和门法兰保持一定距离的螺柱上。在我们 24 × 20 × 8 英寸的电气箱上，内部尺寸约为 23.9 × 19.9 英寸，安装板尺寸约为 21.5 × 17.5 英寸。
电气箱前方需要多少净空距离？
根据 NEC 110.26(A) 条款，在条件 3 下，对于对地电压 0-150 V，深度至少为 1 英尺，宽度至少为 30 英寸或设备宽度，并且要有足够的空间使门至少打开 90 度。请检查您当地的规范版本。
您有电气箱的 CAD 文件吗？
是的。每个产品页面都提供参考 CAD 下载：STEP、DWG、DXF 和 PDF 图纸，标称尺寸将根据您的订单进行确认。
来源
- NFPA 70, 国家电气规范 (免费只读访问): 110.26, 110.28, Article 312, Article 409
- EC&M，“NEC 工作间隙要求” (110.26 开门宽度)
- IAEI Magazine, "条款 312 和 314" (表 312.6(A) 和 (B))
- EC&M, NEC 312.8 过流设备电气箱填充限制
- EC&M, NEC 第 409 条, 工业控制面板 (SCCR 标记, UL 508A 补充标准 SB)
- Rittal, 技术系统目录气候控制 (散热关系, k = 5.5 W/m²K 钢板)
- Hammond Manufacturing，加热选择 (k 代表喷漆钢材和不锈钢)
- nVent HOFFMAN, Spec-00488, 热管理（表面积法，25% 余量，可靠性，太阳负荷，遮阳罩）
- nVent HOFFMAN, Spec-01113, 壁挂式遮阳罩测试
- Control Design, "专家探讨控制面板外壳的最佳实践" (备用空间，门上设备)
- Control Design, "如何规划备用 I/O 空间"
- NEMA, "NEMA 常见问题解答：电气箱" (Q16, 外部安装)
