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编辑丨钻石海
出品丨电气CAD吧
很早关注过电气CAD论坛的朋友们可能知道，曾在2017年的时候我发布过一篇铜排三维设计的总结，分上下两篇，这一转眼三年就过去了，随着经验的积累回看曾经的文章又多了许多更深的理解，学而不思则罔，思而不学则殆，为了加深理解及补充，再次将总结在总结。
目录：
日常工作中常用的铜材主要有两种：紫铜T2和黄铜H62。紫铜外观呈紫色也称紫铜，在电气系统设计里是最常见常用的纯铜，具有高的导电和导热性，而腐蚀及易成性，但强度和硬度要比黄铜低得多，价格比黄铜贵，主要用于电源上需要承载大电流的零件。
黄铜属高锌黄铜，强度高及较好的冷热加工性，主要用于各种深拉伸和抗弯的受力零件，导电性不如紫铜价格要比紫铜要低，在能满足导电要求情况下可替代紫铜以降低材料成本。铜排型号的表示在下列国家标准中已规定：GB/T 5585.1-2005 电工用铜、铝及其合金母线 第1部分：铜和铜合金母线按材料种类分的代号表示为：
- 铜母线=TM
- 铝母线=LM
- 铜合金母线=THM
- 银铜合金TH1M
- 一类银铜合金TH11M
- 二类银铜合金TH12M
- 银铜合金TH1M
- 铝合金母线=LHM
按截面形状表示为：圆角=省略 圆边=B 全圆边=Q
按材料状态表示为：软态=R 硬态=Y合起来的表示方法为：型号、状态、规格及标准编号。例如1：圆角铜母线，厚度10mm，宽度100mm，硬态。
TMY 10×100 GB/T5585.1-2005
例如2：圆边铜母线，厚度10mm，宽度100mm，软态。
TMBR 10×100 GB/T 5585.1-2005
电气间隙与爬电距离在铜排设计时格外重要，通常情况下公司制定的企业标准都会比国家标准规定的距离要大，目的就是为了让设备安全可靠。
这两个参数在不同标准里有不同要求，《GB/T 50171 电气装置安装工程盘柜及二次回路结线施工及验收规范》中对二次回路的电气间隙与掉电距离规定为：
《GB 7251.1-2013 低压成套开关设备和控制设备》在低压成套设备里对空气中电气间隙与爬电距离规定如下：
铜排载流量选择，从网上就可以搜到很多载流量表，基本上都可行，下图中我又补充了一张含直流的载流量表，只是选择时要考虑环境温度即可，这里分享一张我一直在用的铜排载流量表，表中铜排规格基本都用过了，大部分是在环境25度时做的测试，可以放心使用，在“电气CAD论坛”微信公众号内回复：铜排 既可获得清晰版的下载链接。
通常我们选择用铜排布线的目的有这么几点：
- 为了替代电缆连接（节省成本）
- 汇流/分流母排（连接方便）
- 美观、整洁（满足业主一切要求）
若从这三点出发的话，会有不同的设计思路，我们分别讲述：
为了替代电缆连接（节省成本）这时做铜排设计，要在满足电气规范要求外，铜排设计要尽量“短”，只有这样才能比电缆在价格上有优势，铜排我们这里买卖，无论什么规格都论公斤按铜的市场价过称的，所以在布铜排时，充分利用元件连接点在空间上的位置和最短布线原则，元件与元件距离要短，元件可附带连接排的就带上（如一些熔断器）等，最短布线原则还有下图这种：
有的元件可以尝试直接安装到另一元件输出排上，这样也能节省一些铜排用量。另外还有一点需要注意的是两个电器元件用铜、铝母线连接时，铜、铝母线应避免急剧的锐角弯折，弯曲角度不得小于90度
汇流/分流母排（连接方便）而汇流/分流排的设计，则要重点考虑接线的方便以及“成本”，第一点如何接线方便，这要在设计初期多考虑下这根母排是安装在底部方便呢，还是顶部、左侧、右侧、平放、侧放方便，情况不同接线的方向也不一致，这就要去多想、多试、多总结，第二点成本上主要就一个技巧，那就是“基尔霍夫电流定律”，炸一听是不是耳熟啊，简单说就是“对于电路中的任一点，在任一时刻，流入节点的电流等于流出该节点的电流，例如做一根汇流/分流排的设计时，总输出或输入端尽量要安装在中间，这样铜排就可节省一半的规格。
猜猜看上面这两个图，哪个方案可以选小一些规格的铜排呢？
美观、整洁（满足业主一切要求）从美观 、整洁上来设计 ，要讲究横平竖直，而非上面提到的一些“省钱小妙招“了，通常设计这些项目时，成本已不是约束的关键要素了，你可以选择的方案有很多，比如选一些母线系统、软铜排，如威图母线系统、维纳尔母线系统等，母线系统的技术精髓就是母线不打孔挂接，系统全封闭。整个系统的配电等级提高，所用空间减小。解决大电流，多回路的布线连接工艺，是母线系统的强项！
连接螺栓的紧固在不同情况分别要求如下：母线固定在绝缘子上时连接用开孔的要求。
母线与电器元件之间的连接：
母线与螺杆类接头安装时的连接，注意为了防止松动，需加锁母，在锁母之间不得加垫圈。
母线上连接开孔尺寸可参考：
母排的相序排列及相色参考如下表格，但这并非必须，实际在特殊情况下，如果按此相序排列会造成母线配置困难，可不按表格规定，方位的判定均以柜的正视方向为准。：
在设计软件的选择上要确认是否有钣金设计模块，之所以这样选是因为铜排在做工程图时要展开标注尺寸，从某种程度上讲，铜排也可以当做一种钣金件去设计，当然也有一些专为铜排设计增加的模块，如EPLAN等，常见带有钣金设计模块的三维软件有：UG、Catia、Pro/Engineer、Inventor、SolidWorks。
我个人偏向于用Inventor，主要因为上（po）手（jie）容易和它的自适应功能，并且在工程图上导出，保存的工程文件可以用AutoCAD完美打开，在编辑后自动同步到Inventor中去，本来嘛就是同一个公司的产品。
铜排精确折弯通常可以从两个方面来实现：
8.1 折弯系数，折弯系数在Inventor中是称作K系数，在材料在折弯过程中是外部材料拉伸，内部材料压缩，在整个材料中间总有一层位置既不拉伸也不压缩，这个位置我们称之为中性层。如果材料拉伸与压缩相同的话，那么中性层就在0.5的位置，而事实上，钣金材料易拉伸，难压缩，所以中性层总是不会超过0.5的，Inventor采用的是K＝0.44，应该说比较符合实际情况。而铜排要比默认钣金更软K也就<0.44了，那精确的中心层位置究竟在哪？能不能测量呢？答案是不能测量出，不仅仅是和材料有关，也和你的工况条件有关，例如不同批次的材料、折弯机、磨具等，你只能通过经验数据去不断修正与计算，达到最为精确的一个值。
8.2 折弯补偿，折弯补偿我们可以通过计算方法将折弯补偿逆运算出来。
工人在一点钣金经验也没有的情况下，可以这样来做：用5mm厚的料折一个50*50的弯(折弯半径5），先切出一个100长的料折好后测量下，比如说：50×52.5，长了2.5，工人马上可以确定剪一个100-2.5＝97.5的料就可以折弯得到50×50的折弯件。这里的2.5就是修正值。
这里我想说的是：无论是K系数，还是非常复杂的计算方法，只能说是经验值，而只有折弯表里的修正值，它是实验数据，理论上根据这个数据做产品，展开结果与折弯后是一点没有误差的。
通常铜排的表面处理有有三种工艺，1、铜排涂漆；2、铜排镀锡；3、铜排涂镀保护剂。
涂漆属于比较落后低端的工艺，现在很少使用，而镀锡和保护剂是普遍采用的处理方式，铜排镀锡的作用一是防止铜排氧化、二是改善铜排连接的接触面，在金属锡与铜结合层面会形成一种合金，增强了铜排镀层的附着力。但镀锌也有一定缺点，例如时间久了会发灰，特别是人手触摸的地方，也不环保。
相对而言涂镀保护剂就无此缺点，不仅能维持铜排原色，比镀锡成本略低。唯一缺点操作周期长。
我们在三维软件的钣金模块中建完模型后，即可创建展开模式，以便在工程图中创建折弯位置、角度等尺寸。
下面几点工程图特征是我总结出的一些经验供大家参考：
- 折弯方向及角度的标注
- 铜排建模时按颜色进行分类以方便装配
- 铜排长度的统计，方便采购
每张图纸画一根铜排的情况很少，通常我会将总装配图放置在页中，然后分别标识画出对应铜排，2~3张图纸就可包括所有铜排，这样车间师傅们在加工及装配时都会很方便。
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