离相封闭母线最新加工技术
北京电力设备总厂与宣邦科技联合研发 离相封闭母线的金属外壳自动切割设备
离相封闭母线减少接地故障，避免相间短路。大容量发电机出口短路电流很大，发电机承受不住出口短路的冲击。离相封闭母线因为具有金属外壳保护，所以基本上可消除外界潮气、灰尘和外界异物引起的接地故障；采用离相封闭母线，基本上避免了相间短路故障，因而提高了发电机运行可靠性。离相封闭母线减少母线周围钢结构发热。敞露式大电流母线会使得周围钢结构在电磁感应下产生涡流和环流，其发热温度高、损耗大。离相封闭母线的外壳起到屏蔽作用，使外壳以外部分的磁场大约可降到敞露时的10℅以下。因此离相封闭母线大大减少了母线周围钢结构的发热。离相封闭母线减少相间电动力。由于离相封闭母线金属外壳的屏蔽作用，使短路电流所产生的磁通大大地减弱，所以使相间电动力减少很多，便如200MW发电机机组所使用的封闭母线的电动力仅为敞露母线的23℅左右。离相封闭母线一般由工厂成套生产，施工安装简便，简化了对土建结构的要求，运行维护工作量较小。
图一 离相封闭母线
目前离相封闭母线的常见尺寸如下表：
表一 离相封闭母线常见尺寸表*
*以上数据引自阜新封闭母线有限责任公司官方网站
目前离相封闭母线的金属外壳制作过程如下： 1、 整板下料，卷管机卷管，纵缝焊接成筒；
2、 根据不同管径，不同壁厚，不同角度，选择多年积累下来的经验制成的样板，铺在筒段上划线； 3、 沿线打圆印标记； 4、 手工切割； 5、 人工打磨。
图二 划线并打印记
图三 手工切割
图四 打磨后
图六 点焊组对
母线金属外壳切割似乎可以选用数控管道相贯线切割机来切割。但为什么各厂家不采用呢？原因如下： 1、 离相封闭母线厂多是老厂发展起来的，有较久及较辉煌的发展历史，但厂房内生产线往往已经成型，厂
房空间有限，不适合引入传统的台式数控管道相贯线切割机；
2、 离相封闭母线，金属外壳从450mm到1650mm不等，其中部分厂家需要做到1800mm的金属外壳。目
前传统的数控管道相贯切割机切割1000mm以下相对较常见一些，超过1200mm多为定制机，价格昂贵，一套下来估计在60万人民币左右，采购成本高；
3、 重要的是，离相封闭母线金属外壳虽然管径大，但壁厚一般都在10mm以下，且全部为铝合金材质，筒
段自身圆度方面变形严重，传统台式数控管道相贯线切割机都无法保证其切割精度，如果上高度跟踪调节系统，造价更高；
4、 更重要的是，离相封闭母线金属外壳切割模型与相贯线切割模型不同，传统台式数控管道相贯线切割机
的切割模型全是以内壁为基础，开坡口切割。而离相封闭母线金属外壳要求重直切割，对接时，内弯外壁接触，外弯内壁接触，自然形成坡口，省人省料。 因此多年来均是手工切割离相封闭母线的金属外壳。
2013年初，北京电力设备总厂通过半年多的市场调研，决定与上海宣邦科技合作，联合开发离相封闭线线金属外壳自动切割成套设备，设备最终在北京电力设备总厂坐落于保定的子公司河北京丰电力设备有限公司生产使用。
整体开发方案主要参数如下：
1、 具有铝卷制圆管两两任意形式相贯的支管相贯线切割功能 2、 具有弯头截管、任意角度斜口切割的功能； 3、 具有管道直口切割的功能；
4、 整套数控系统具用防高频干扰功能； 5、 控制系统具有如下功能：
中文界面操作、人机对话功能 相贯线切割参数化；
连续切割，多个形状切割参数化组合编程功能； 割炬切割方向可手动调节；
暂停、加减速运动，具有沿原轨迹返回和再返回功能； 切割过程同步跟踪显示功能； 切割数据存储功能； 等离子切割功能； 断电记忆保护功能
整个工程由宣邦科技负责软件编写、电气控制、传感通讯，河北京丰电力设备有限公司负责割枪跟踪及系统总装，项目前后总历时3个月，最完成了整机调试并投入生产。
图七 离相封闭母线自动切割成套设备
整套设备由控制系统、传感系统、控制线、防滑防窜动滚轮架，割枪位置调节系统组成，控制系统及核心算法均为国内首创，开发出适合离相封闭母线金属外壳切割的模型，完全用设备实现了人的意图。这个项目将过去繁复的人工切割，改进成了设定参数后全自动切割，大大提高了河北京丰电力设备有限公司的加工能力，减轻了其国内及出口诸如斯里兰卡等国家的设备生产压力，扩充了产能；控制程序内置，设备操作简单，单人可操作，节省了人力成本。