变压器铁心制造工艺分析

变压器铁心制造工艺分析

作者：李永康

来源：《科学与财富》2018年第09期

摘要：变压器铁心是决定变压器性能指标的重要组部件，一直是电力行业研究的重要课题。本文分析了特高压大容量变压器铁心的制造工艺流程及工艺要求，并提出了提升铁心制造工艺水平的相关建议，为铁心制造工艺进一步发展奠定了理论基础。

关键词：特高压变压器；铁心；PET绑扎；不叠上铁轭；

0.引言

近年来，随着科技水平的不断提高及电力行业的不断发展，变压器需求增幅较快，且变压器的种类、容量及生产工艺都有了长足的进步。作为变压器的重要核心部件之一，铁心质量的优劣决定着变压器的整体性能的好坏，尤其是损耗。随着我国材料及加工工艺水平的不断创新及提高，我国的铁心生产水平与日俱增，但仍具有一定的提升空间。如何提升铁心制造工艺水平，降低变压器铁心损耗一直是行业内重要的研究议题。本文以变压器铁心为研究内容，揭示铁心的制造工艺、流程及要求，并针对性提出提高铁心制造工艺水平的方法。

1.铁心制造工艺及流程

铁心是变压器中的主要磁路部分且是其他部件的安装骨架结构，特高压变压器铁心主要由表面涂有绝缘涂层、含硅量较高的硅钢片制作而成。如图1所示，为常见的变压器铁心。

变压器是基于电磁感应原理制作而成，而铁心及其上缠绕的线圈组成电磁感应系统，其性能的优劣决定着变压器损耗、震动、噪声等指标的大小。

对于应用最多的平面叠片铁心而言，其制造过程主要分为纵向剪切、横向剪切、铁心叠积、铁心装配等。在铁心的剪切过程中生成的过大毛刺需要及时去除，以避免在变压器运行时强电场环境下产生放电。国内主要大型变压器厂，剪切设备为德国乔格自动剪切线，自动化程度高，产生毛刺小，基本不用二次去毛刺，极大的提高了生产效率和产品质量。

2铁心制造工艺要求

铁心的制造质量是与变压器性能息息相关的重要经济指标，是降低变压器损耗的主要研究内容。针对铁心制造的工艺流程，以下从纵向剪切、横向剪切、叠积及铁心装配等工序入手，分析铁心制造的工艺要求。

（1）纵向剪切

在铁心纵向剪切过程中，为规避由于剪切毛刺导致发电情况的发生，在剪切完毕后要认真检查是否有过长的毛刺，并及时将毛刺处理掉。同时，在进行缠绕带料卷时要确保卷紧，防止其在长时间内由于自身重力导致的弯曲变形，其缠绕用力非常讲究，既不可过大，也不可过小。

（2）横向剪切

以纵剪剪切完的窄料进行横剪操作时，要严格控制其长度的精度，同时要注重横边与纵边的角度关系。在进行横向剪切时，严格控制、避免出现过大的偏差，否则容易破坏铁心的整体结构，增大接缝距离，造成较高的功率损耗。横剪时同样要注意毛刺问题，及时消除

（3）铁心叠积

变压器铁心叠积用的设备、工装主要是滚转台及辅助设备。滚转台的结构形式不同厂家一般并不相同，但其基本功能却一样。叠积过程中应保证各级叠片中心与拉板中心对正。在中、边柱两侧、下轭铁外侧加垫块及支撑螺杆等对叠片进行支撑，防止变形。叠积过程中，确保工装工具清洁。若发现有毛刺超差，尺寸不合格，叠片存在锈蚀、折痕、漆膜破损、发丝等现象应暂停使用。在叠积过程中每叠一级应用线坠和角尺配合测量下轭铁下端面距下夹件下沿的距离，以保证垫脚的顺利安装。测量该级中柱片左右级台尺寸应相等，使该级中柱片在宽度上相对于该柱中心线对称，从而确保铁心柱的直径满足公差要求，

目前，国内主流变压器厂已经普遍采用不叠上铁轭铁心的叠积工艺，在铁心制造时不叠上铁轭，靠工装支撑、紧固铁心。铁心起立后待线圈套入后再叠上铁轭，避免按照常规工艺，叠上铁轭后还要再拆除的弊端。省时省力，为企业节省成本，创造经济价值。

（4）铁心装配

在铁心装配过程中，要严格执行装配规范，确保其尺寸及几何形状。铁心片之间要避免出现搭接情况的发生。安装夹件及拉带时，对拉带进行预先试紧固，检查拉带是否能够安装到位，检查螺栓是否紧固到位。垫脚垫块级台面与下轭铁各级台面配合应符合要求，若存在缝隙，可以用适当厚度的绝缘纸板条塞实或修理垫块。

在变压器铁心的装配过程，铁心柱的绑扎是一道十分重要的工序。铁心柱绑扎方式，绑扎材料以及绑扎质量的好坏直接影响了变压器铁心的机械强度以及损耗和噪声指标。特别是对绑扎材料的要求较为严格，要求有较高的拉力、较小弹性、较好的热稳定性、较好的绝缘性、与变压器油有较好的不溶性以及较为方便的操作性和低廉的价格等。根据实际生产经验，PET聚酯绑扎带性能较为突出，已经在变压器铁心绑扎领域得到一定的应用。

3提升铁心制造工艺水平

针对铁心加工过程中存在工艺控制点较多、质量控制难度大、随着国家特高压输变电技术发展，铁心重量、体积越来越大等问题，为有效提升铁心制造工艺的科学化、规范化及合理化，完善铁心制造质量，笔者有以下几点参考建议：

（1）把复杂的制造工艺进一步细化分解，并严格监控各分解工序的产品质量是否符合制定的指标。设置及时的信息反馈系统，对各工序质量合格率情况及时统计、反馈，并制定相应的应急解决措施。

（2）加强对产品的检验，及时发现生产过程中不合格的操作，减少工时浪费的同时可显著提高加工工效。采用先进的质量检测技术手段，确保检测结果的准确性和可靠性。

（3）引进国外先进的铁心制造工艺，提升铁心制造质量降低制造成本。并积极研发国内铁心制造技术，避免国外技术垄断。国内部分专业生产铁心的企业已经采用机器人叠积铁心，效率高、成本低，且质量稳定。但大部分只应用到低电压产品上，特高压、大容量变压器铁心尚待开发。

4小结

铁心制造工艺因其材料、类型及功能而具备一定的差异性，为提高铁心制造质量，需严格控制其工艺流程中的各个工序。工艺技术的不断革新，加强国外先进技术及检测装备的引入，增强国内技术研发的投入，是未来国内变压器工艺发展的必经之路。

参考文献：

[1]赵静月.变压器制造工艺[M].中国电力出版社，2009.

[2]张隽哲，谢先睦.变压器铁心精确压紧工艺[J].变压器，2015，52（12）：44-46.

[3]李丹.变压器铁心制造工艺探讨[J].中国高新技术企业，2013（15）：53-55.

[4]陈玉国，张继兰，白峰君，田卫东.变压器铁心制造技术的发展[J].现代制造技术与装备，2007（06）：25-26.

[5]陈玉国，张继兰，白峰君，田卫东.变压器铁心制造技术的发展[J].现代制造技术与装备，2007（06）：25-26.

作者简介：

李永康（1985.02--）；性别：男，籍贯：河北高阳人，学历：本科，毕业于河北农业大学；现有职称：中级工程师；研究方向：特高压变压器制造.