摘要：在电力系统中，低压母线桥作为一种常见的配套电气设备，若需要进行设计变更或检修操作，将会导致重新安装，延长工期，加大成本。文章通过对普通低压母线桥进行快速拼装式分析，希望能够提高工作效率，降低成本。

关键词：电气设备；快速拼装；低压母线桥；电力系统；拼装方式 文献标识码：A

中图分类号：TM645 文章编号：1009-2374（2015）33-0051-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.027

目前国内使用的低压母线桥主要在电力系统中交流380V低压电气设备中配套使用，作为配电变压器、低压进、出线柜等的母排连接设备，对母排支持和保护。低压母线桥使用的材质主要是冷轧钢板，生产工艺为下料、冲孔、折弯、电焊后，对整体成品进行喷漆，然后再进行组装。低压母线桥成品一般都由桥座和桥身两部分组成。根据现场管理员经验以及售后服务人员反馈资料，母线桥如果遇到设计变更和母线检修操作时，避免不了更换桥架和整体拆起检修。同时由于普通母线桥的产品特点是整体式，不容易进行现场改造，这样必然导致普通母线桥需要重新制作或者维护后重新安装，不仅造成一定的浪费，还会带来工期的延长。鉴于以上分析，笔者通过与企业的交流与合作，经过查询相关资料、咨询生产售后人员之意见，认真摸索，改变生产材料，对柜体结构进行重新三维建模，重新设计结构，进行力学CAE分析，创新优化产品车间生产工艺流程，从而达到设计拼装式低压母线桥的目的。

1 快速拼装式低压母线桥的设计思路与过程

1.1 材料选择

在设计开始过程中，考虑到现场的快速可更换性，新设计的低压母线桥的原材料采用不需喷塑的敷铝锌板，颜色为银灰色。使用这种材料的优点在于可以实现快速的生产（普通母线桥由冷轧钢板制作，重新生产需要复杂喷涂工艺）。

1.2 拼装式母线桥结构设计

一般母线桥可分为两种结构：桥座与桥身。桥座分别直接固定在低压配盘上方，桥身为安装母线夹，从而对母线铜铝排进行支撑。在拼装式重新设计中，由于改变了原来的焊接方式，必须采用拼接式，于是桥座的设计采用八立柱结构和四个复合折弯后的外表面，二者之间用M6拉铆螺母和M6螺栓紧固；桥身使用液压折弯后的“U”形桥。桥座和桥身通过预留M8拉铆螺母和M8螺栓紧固（同样改变一般的电焊方式）。设计成这种结构的特点是：生产时通过预留拉铆孔，然后“种”拉铆头、气压成形拉铆螺母的方式，改变原来的焊接连接工艺；所有元件无需喷塑（使用冷轧钢板时必须增加酸洗、磷化、喷塑等工艺）；可以实现需要更换的部分零件替换，也可以单独拆卸单个零件；当需要对母线桥内部的母线操作维护时，只要打开顶盖板，用螺丝刀、扳手等工具，拆除四个采用折弯主体面中的一个后，就可以操作母线（不必像普通母线桥先拆母线后再整体拆卸母线桥的麻烦）。检修完成后，再次封上刚拆下的那个面和顶盖板即可。

1.3 快速拼装式母线桥二次优化设计

经过在企业中的生产试制，计算机力学CAE分析等工作后，笔者通过创造性思维方法，发现这种拼装的方法还可以“提速”。通过车间的生产走访及详细观察，结合创新思路，笔者重新设计母线桥，使之真正实现快速。桥座采用四立柱结构（比原来减少四个），即将四个立柱与四个折弯后的外观面进行融合设计，二者之间改用自攻螺丝Φ6mm安装而成，四个复合折弯面取消复合折弯步骤；桥身仍然使用液压折弯后的“U”形桥，但在关键受力部分，即折弯部分增加自攻式加强筋。桥座和桥身仍然通过预留M8拉铆螺母和M8螺栓紧固。设计成这种结构的特点是：生产速度快，主要连接部分均用自攻螺丝安装，强度更好，加长了主立柱使钣金结合更紧密；增加了自攻式加强筋，桥身更稳定，如图1：

图1 快速拼装低压母线桥整体

2 快速拼装式低压母线桥生产工艺过程对比

首先与普通低压母线桥在生产方面进行对比，减少了表面处理这一工艺，大大提高了生产效率，为客户提供高效快捷的售后服务，这里不再赘述。下面主要分析二次优化结构设计后对生产工艺的影响。

2.1 对冲床的工艺影响

如上述，对原有拼装式低压母线桥进行创新二次优化，更新设计后，可节省冲床时间，提高生产效率。由于总零件数的减少，必然带来冲床的加工时间减少，比如冲孔换冲头的时间减少。取消复合折弯，使四个面板的尺寸变小，也方便了冲床下料及下料时间。

2.2 对折弯的工艺影响

二次优化后的快速拼装母线桥优，能节省折弯时间，降低劳动强度。原低压母线桥采用笨重的复合折弯模具（需三人抬换）进行加工，由于将大零件改成小零件后，只需用普通小型折弯模具（一人抬换），节省人力。同样的，由于零件总数量减少，原初步设计的低压母线桥一套约需28个零件，创新后母线桥只需22个零件，加工数量的减少，带来了更高的生产效率。

2.3 对安装的工艺影响

新的快速拼装母线桥取消复杂的拉铆环节，大部分采用全自攻安装方式，安装效率大幅提高。原来的生产时通过预留拉铆孔，然后“种”拉铆头、气压成形拉铆螺母的方式，比较繁琐，自攻安装方式，只需要将自攻螺丝用气枪攻入就可以，大大减少了安装时间。同时单一桥座采用四立柱结构，比原来减少四个（一般桥座有两个，配一个桥身，总计减少八个），缩短了安装工序，节省了大量生产时间。

3 快速拼装式低压母线桥设计总体评估

正如上文所述，此次的改进过程共涉及两个部分：一部分是由焊接方式的改良，为主要改良。减少了电焊后酸洗、磷化、喷塑等多种钣金表面处理工艺，且可以实现部分需要更换的零件的替换，也可以单独拆卸单个零件。以往焊接式桥架，如设计误差、更改等因素，有可能要将两个桥座、母线都拆除，重新制作；在检修方面，如需对柜内母线操作，由于焊接的空间局限时，人无法进入，有时也必须整体拆除后作业。使用快速拼装式低压母线桥，只要拆开其中一个主体面，就可快速进行更换作业，安装完成后再锁上。即启用新母线桥后，更换的只是局部。另一部分则是拼装结构的二次优化。在增加母线桥强度的基础上，实现车间生产效率提升，对数控加工的剪、冲、弯、装等各个环节实现加工时间的减少、劳动强度的下降。快速拼装式低压母线桥已经成功投产数座，主要在泉州地区多个工程配电室通电运行，使用效果良好，得到用户及售后人员的肯定。

4 结语

通过对低压母线桥材料、结构的重新设计，带来车间的生产方式改变，拼装方式上采用标准生产零件通用性强，可以实现车间的备货生产，为特殊、加急工程和改造工程做准备；另外，安装零件少，安装速度快，同时实现了母线桥在现场安装的安装效率提升，提高了运行维护速度，降低了现场安装强度。当然，实际生产、运行过程中一定还有可以再提升的地方，这需要设计者多花时间和精力，不断钻研新知识、新工艺，充分从多方面设想、考虑，才能做出更优秀的产品。

参考文献

[1] 程颖.低压母线快速拼装实施方案讨论[J].大众科技，2013，（5）.

[2] 李飞业.火力发电厂中低压母线快速拼装技术的应用[J].云南电力技术，2014，（12）.

作者简介：黄谊福（1979-），男，福建永春人，供职于福建水利电力职业技术学院，工程师，研究方向：机械工程。

（责任编辑：陈 洁）