干式变压器制造工艺要点

干式（环氧）变压器制造工艺要点干式变压器的发展的速度相当的快，可以用雨后春笋这个词来描写全国的变压器厂家中增加干式变压器生产的速度。

这当中不乏制作精良上规模的大型制造厂家，也有起步较晚，仅能生产几个品种的小厂，但是干式变压器（特别是环氧变压器）的制造方法不外乎几种，随着市场的剧烈竞争，优胜劣汰，要在干式变压器行业中站稳脚跟，了解干式变压器的制造工艺中的要点是相当重要的。

下面就本人在生产实践中的一些体会与大家分享。

一、了解干式变压器的行业标准及本公司（企业）目前干式产品的制造水平的定位，简单的说就是本企业在行业中排名。

1.1产品性能的先进性，其中起码包括损耗（空载和负载）/耐热等级/使用环境/起载使用时间/特殊试验（特别是冷热冲击燃烧性能试验）。

1.2了解本企业的优势和劣势，从而扬长避短。

1.3了解市场的动向，各类干式变压器的需求量、原材料的涨跌趋势。

二、干式变压器生产中一些最关键的技术指标的控制，如产品的局放指标、噪音的分贝量、生产成本。

当然上面这些指标都是在完成技术鉴定所有及形式试验的基础上再着重提高解决的问题。

生产过程中离不开人、机、料、法、环，下面将从五个方面进行论述。

2.1：由于今天主要讲述干式变压器制造工艺的要点，那么我们假定贵公司的设计方案是最佳的，这里所说的最佳就是说符合目前贵公司的生产人员、现有的机械设备、目前现有的加工方法和生产环境，总之适合本公司的技术才是最好的。

这样就需要有好的工艺人员将设计的要求，根据本公司机、料和环境，编制出行之有效的工艺方案供实施。

工艺人员必须有一定的设计知识，确保技术条件能够不折不扣的执行（举例如焊接等）工艺人员必须了解本公司的设备现状（举例如浇注的能力和规模）为了保证产品的局部放电值稳定在一个恒定的范围内。

这里先将产品的一些指标如何来判别是设计的问题还是工艺的问题做一个展开，还是举局放的例子。

如产品在样机试制时，局放值是稳定的（10kv都能控制在5pc以下）到了批量生产时，产品的局放值发生了很大的波动，有时相当好，有时大了许多，这样的情况我们就说工艺不稳定，同样如果我们试制的时候是以630KV A为试验依据，现在批量生产时生产了几台2500KV A，且设计的原理和数据的选取是机械的套用630KV A的数据，这时几台产品的局放值都有相同倍数的升高，这从工艺的研究角度说，是设计存在一定的偏差。

所以不同的问题就要从不同的切入点着手解决，这可能就是工艺人员不同于设计人员的方面，而且这方面的知识是通过长时间的节累来到达的。

工艺人员必须对公司内部使用的设备、人员的技能、过程控制、原材料的使用等各方面有全面的了解，并对本公司和行业中生产中出现过问题有详尽的了解，才能进行得心应手的处理。

另外当然是从事产品加工的第一线人员的素质，这些人有很好的技能，了解加工过程中的要点以及由于操作不当可能产生的问题。

他们对制造过程中的质量控制点、特殊和关键过程的控制是严格按照工艺流程来进行的。

不能等产品制造出来后，再去找原因，这样所花的人力和物力就会成倍的增加。

生产过程中应有每道工序详细记录单，这样一旦出现问题就可以做到有帐可查，很容易地将问题进行层别，找到问题的真正原因。

当然这里不能忽略严格把关的检验人员，当生产和质量发生矛盾时，往往一些单位以牺牲质量来保全产量，认为如不能及时交货将会影响公司的信誉度，但是如果你反过来想一想，一旦产品达到现场，出现问题后就不是光光赔款的问题，你的产品可能在这个区域被封杀（举北变的例子和橘子的例子）2.2机：干式变压器的厂家使用的设备的好坏直接影响到产品的质量，这里来说不外乎分3大类型。

首先是线圈绕制设备，当然这里就分高低压绕线机，其中有自动排线的高低压绕线机，箔式绕线机（单头双头）其中现在都配备了自动纠偏的装置，使线圈绕制完成后端部相当的平整，这就有效的控制了端部绝缘的尺寸。

线圈绕制过程中外径及各层线圈的尺寸控制也是至关重要，这直接关系到导线的长度，从而和线圈的绝缘电阻有关联，一台产品中又和线圈的相电阻平衡有关，绕圈的直径过大，环氧浇注时的包封厚度变小，外层绝缘可能裸露且相间的绝缘水平下降，反之如果线圈绕制时外径偏小，包封层变厚，线圈表面就容易开裂。

我们总是说线圈是整台变压器的心脏，如果心脏有毛病这台变压器的使用寿命将大大缩短，特别是环氧浇注产品一旦试验数据不能满足设计要求，将不可逆转。

就会给企业带来很大的损失。

再说剪切线：从最简单的剪板机到小型的斜剪线，再到国产的斜剪线，以下就是国外的全自动剪切线，国内变压器厂公认的有乔格的剪切线—自动堆垛—有步进功能—配备自动绑扎叠片功能（就是将一台铁心自动碓成：上、下、旁柱和中柱。

但是这当中最重要的还是控制以下几个方面：铁片的剪切精度、铁片的冲孔精度、特别是铁心的毛刺，可以这么说变压器行业中始终将横剪和纵剪的毛刺作为质量控制点，实际上从这点上每个企业应该将其作为自觉的行为，你想：如果毛刺大—叠片系数变小—最后导致—增加内线圈的内径—增加外线圈的内容—外线圈变大—增加相间距离—增加上下轭的长度—产品成本明显加大。

另外由于铁片毛刺大，片与片之间有间隙—加大了产品的噪音。

当然剪片的精度对铁心的影响也是很大的，我们在检查铁心时检验产品的端面的平整度，实际关键应该考核接缝处的间隙，这样才能有效的控制铁耗。

当然变压器加工设备中浇注设备是相当重要的，从产品的类型来看有带填料和不带填料两大类，从搅拌的形式来分有静态混料和动态混料两种，从制造商来分，有全进口、主要元器件进口国内组装、国内引进技术全部在国内生产（元器件大总值发为进口元件）和全部由国内制造，当然价格从高到低，质量也是依次递减。

从上面的设备来年，最重要的几点为：配料的准确性、混料的均匀性、混合料脱气的完全性（根据时间进行展开）当然对于缠绕式产品（ABB）和浸漆型的关键需要有旋转烘房和真空浸漆设备这道工序控制产品的真空度是至关重要的，但是真空度到底控制在什么程度是和你的产品密切有关，首先必须控制原材料的饱和蒸汽压，一旦超出，就会将混合料的一些有效成分抽除，从而改变了材料的原有性能。

2.3料：直接和产品的成本有关，到底是采用什么材料，它的性能如何，日本在战后的工业迅速发展，得益于价值工程，因为它所使用的原材料的寿命周期控制得相当的精确。

你的产品定位，绝缘等级的确定和原材料的选用密切有关，当然这里主要包括硅钢片、导线、绝缘材料（含环氧混合料）三大类，一旦你的公司所定变压器的等级是F级，那么所有的材料都要围绕满足这个绝缘等级而定，当然你必须了解产品的热点分布，所有的材料都应满足耐热等级。

为了产品使用的安全性能，你还必须进行冷热冲击试验、低温通电试验等一系列的形型式试验。

另外你必须了解使用的导线是否能够满足在一定温度下的正常使用（可以通过向外推移的方法得出导线的使用寿命）绝缘材料的选取是相当重要的，你所用的玻璃纤维制品必须使用无碱无蜡硅烷化处理的材料，你使用的填料（如二氧化硅）也必须满足电工级的要求，否则会对产品的局放有一定的影响。

你还需了解环氧混合料的收缩率，从而保证线圈的各项指标。

工艺上还需要配合技术条件，给出采购规范，从材料的源头上就对产品进行控制，当然这里还需从各渠道了解供货单位的诚心度，对本公司有能力的检验的材料需要建立进料检验，对于没有条件的试验项目，应根据原材料的重要程度，制定委外试验的周期。

环氧混合料的选择，当然首先必须符合耐热等级，当然不同的产品，如一般的配变和接地消弧产品他们之间就有不同的区别，前者长期使用但过电流较小，后者则相反，所以在选择产品的玻璃化温度时（Tg）时就要进行统盘的考虑，这类物质一般单位不具备试验的仪器设备，所以在选择供应商时必须慎之又慎，要看供应商的信誉及供货的及时性，当然性价比是最重要。

还有一类材料是玻璃纤维材料，对于它们来说虽然在整个浇注体内起到增强作用，但是选料时必须注意下列几点。

玻璃纤维材料一定是无碱无蜡的，因为碱性的材料和环氧浇注的反应是异常的（一般的环氧固化剂是一个酸酐），同时玻璃纤维材料如果有蜡的话，就不能有效的跟混合料进行结合，相互间有一个界而，根本起不到增强的作用。

另外所说的硅烷化处理，就是指玻璃纤维材料在丝加工阶段用硅烷机进行了处理，使玻璃纤维制品形成很多的化学键，可以有效地和环氧混合料进行化学键的结合，从而提升了产品强度。

2.4法：就是加工的方法，这当然就是工艺啦。

上海到北京可以乘飞机也可以坐动力，还可以坐长途车，这就告诉我们，要加工一台变压器有很多的方法的组合，哪一个是最符合本企业的，那它近阶段就是最好的。

光从线圈的加工来看，就有带填料和不带填料的两种，当然还有缠绕式，浸渍型的。

那种最好，我说都好。

一个企业里有时也为采用有填料和无填料的产品争论的喋喋不休。

实际上它们的工艺都是成熟的，就看你偏重哪一方面。

我单位20世纪末引进了德国HTT 技术，当时我们认为它有许多特点：模具结构相当的新颖、结构设计相当的合理，填料的配比相对适当，产品的表面相当光洁，这实际上是符合目前客户的需求，模具结构新颖简单实用，这就给加工带来方便，加工周期也相应缩短，由于结构合理，材料的利用率就高，产品的局放能够有效地得到控制，而采用了带填料的方法，浇注成本明显降低，员工的专业操作技能相对要求不高（线圈装模），产品表面的收缩痕明显减少（相对无填料）现在来看更有一个优势，就是在进行燃烧试验时其性能明显由于无填料的（填料的比重越大燃烧试验的优势越大），同时就是这种技术，在国内首创使用聚甲醛的小气道棒，使产品的气道的设置的位置可以根据产品要求可以随心所欲的放置。

由于使用该种气道棒，使制造成本大大降低，原来使用的气道板是一个直径一套气道板，无论是加工周期还是加工费用都远远高于聚甲醛气道棒，同时整个线圈在绕制时的重量也明显下降，同时改变了大气道板四个连接处的温度，使线圈的内外散热面积大幅度的增加，真正起到降温的目的。

同时选用德国HTT的技术，它的模具结构是即简单又节约成本，同时加工周期大为缩短。

（记得当时签订合同时，德国专家告诉我们：两个人一天在简单的设备下能够加工高低压两套（六个模具）当时觉得很惊讶，但事实就是如此，现在此线圈的外径能够做到1500高度在1800左右，基本满足所有浇注的变压器的要求。

以铝代铜的加工要求：这一条放在加工方法上也不是最合适，实际上它和设计理念也有很大的关系，现在变压器行业的竞争如此的激励，要想在市场上占据先机或取得一定的份额，就要降低成本。

目前最有成效的方法就是采用以铝带铜的方法，从原理和实际的情况来看，使用铝材替代是切实可行的，从环氧浇注的角度，我们知道铜的膨胀系数为：17.1（1/℃×106），而铝的膨胀系数为：23.6（1/℃×106），存环氧树脂固化剂浇注体系的膨胀系数约为：50-70（1/℃×106），如果50%的石英粉的浇注体的膨胀系数为：23（1/℃×106），同样采用50%的玻璃纤维增强材料的膨胀系数为：22（1/℃×106），由上而的数据可以看出铝导线的膨胀系数和环氧（加石英粉或玻璃纤维）的加强材料的膨胀系数相当的接近，这就提示我们，该产品在成型后或人今后的使用时，随着温度的变化，铝材和环氧加强混合料的膨胀系数基本一致，也就是说不容易产生开裂等问题，相反，由于铜材和环氧加强混合料的膨胀系数存在一定的距离，就比较容易产生开裂等问题，那么是不是所有的产品都可以以铝代铜呢，回答是否定的，就举一个简单的例子，如100kva的35kv级的产品，原来使用的导线就很细，虽然换成铝导线时截面会大些，但是相对来说还是很细，在线圈绕制国产中我们总是要求将线圈绕得紧实，这样导线就很容易被拉稀，使产品达不到设计的要求，在接单时我们要将产品的性能原原本本的告诉客户：采用铝导线的工艺是相当成熟的，我国第一台环氧变压器就是采用铝导线进行绕制，那是在70年代，一台西门子的铝箔变压器在上海展览馆（当时还是中苏友好大厦），展览结束后，上海变压器厂将其买下，进行了解剖，这台变压器采用的是铝箔结构，但当时国内根本没有厂家市场这么薄的铝箔，所以就用铝导线进行替代，到如今西门子公司一贯坚持使用铝材，包括现在的济南志友一直在孜孜不倦的使用相当成熟的铝材浇注工艺。