立体卷铁心制造工艺探讨
浅谈110kV立体卷铁心电力变压器
浅谈110kV立体卷铁心电力变压器110kV立体卷铁心电力变压器是一种重要的输变电设备，广泛应用于电力系统中，承担着将电能从一个电压级别传输到另一个电压级别的重要任务。
本文将对110kV立体卷铁心电力变压器进行浅谈。
110kV立体卷铁心电力变压器的核心部件是铁心和线圈。
铁心是由冷硅钢片叠加而成，通过精确的加工工艺使铁心具有良好的磁导率和低损耗，从而保证了变压器的工作效率。
线圈则由高纯度的电解铜线缠绕而成，通过精确的绕组工艺使线圈能够承受高电压和大电流的工作条件。
铁心和线圈的结构设计是十分重要的，它们需要保证能够承受变压器的工作负荷，并达到高效率的电能转换。
110kV立体卷铁心电力变压器的特点在于其立体卷线圈的设计。
相比传统的面板绕组方式，立体卷线圈具有线圈短、电磁耦合强、噪音低等优势。
立体卷线圈通过将线圈分成多个短段，使得电流在线圈内部的分布更加均匀，减少了电流集中现象的发生，从而提高了电能转换效率。
立体卷线圈的短段结构也使得变压器的散热性能更好，有效降低了温升，提高了变压器的负载能力。
110kV立体卷铁心电力变压器还具有较小的体积和重量。
立体卷线圈的设计使得变压器的线圈长度较短，整个变压器的体积也相对较小，适合安装在空间有限的场所。
立体卷线圈的结构也使得铁心和线圈之间的电磁耦合更紧密，减少了线圈的漏电磁场，从而使得变压器的体积更小。
减小了变压器的重量，方便运输和安装。
110kV立体卷铁心电力变压器是一种重要的输变电设备，其立体卷线圈的设计使其具有较高的电能转换效率、较小的体积和重量等优点。
在电力系统中的应用具有重要的意义。
科技成果——立体卷铁心结构变压器
科技成果——立体卷铁心结构变压器所属行业设备制造适用范围电网及电力用户输变电站成果简介立体卷铁心变压器通过采用立体卷铁心结构以及先进工艺技术，使铁心无接缝，磁通方向与硅钢片晶体取向完全一致，三相磁路平衡、磁路长度相等且最短，空载损耗、空载电流及噪音得到最大降低。
产品绕组截面为圆形，受力平均一致，且夹件焊接成一休的三角形框架结构，稳定性高、抗短路能力强。
产品制造过程中，硅钢材料利用率可达100%，与传统平面叠片铁心变压器相比，空载损耗下降20%-50%，同时节省硅钢片用量25%-30%，节省铜用量5%-8%，是一种生产节材、运行节能的高效双节能变压器产品。
关键技术1、铁心设计技术突破变压器铁心平面的设计思维，采用三角形立体结构设计方案，通过对铁心磁通量、损耗、励磁电流、噪音、材料用量等方面进行研究分析，研究出立体卷铁心设计方案。
2、铁心制造技术包括铁心单框卷制技术，三框拼合技术及铁心退火技术。
铁心单框卷制和拼合要确保单框表面倾斜30°，三框才能完全紧密贴合。
拼合后需采用立体卷铁心专用绑扎技术对铁心柱进行绑扎。
立体卷铁心的退火是为了消除硅钢片在运输、剪切、卷绕时产生的应力，恢复硅钢片固有的电磁特性，因此尤为关键，也最为复杂。
3、线圈设计技术根据容量及各线圈电压的不同，要合理选择线圈结构形式，才能确保线圈散热性能、抗短路能力以及降低损耗。
4、线圈制造技术线圈卷绕的紧密程度、换位是否正确、焊接处理是否得当、出头包扎屏蔽处理对线圈性能都有较大影响。
主要技术指标与传统平面叠片铁心变压器相比，空载损耗下降20%-50%，同时节省硅钢片用量25%-30%，节省铜用量5%-8%。
应用情况S7以上高损耗变压器一般已经运行超过20年，超出了变压器设计寿命，对电网造成严重安全隐患。
虽然已列入淘汰目录多年，但目前全国仍有大约300万台S7以上高损耗变压器在网运行。
结合节能产品惠民工程政策，推广一级能效和二级能效节能变压器，该技术设备将加快推广进度。
户外型非晶合金立体卷铁心变压器技术研究与应用
户外型非晶合金立体卷铁心变压器技术研究与应用
户外型非晶合金立体卷铁心变压器是一种新型的变压器技术，它采用非晶合金材料制成的立体卷铁心，具有较高的工作效率、低损耗、小体积轻质、抗短路能力强、可靠性高等特点。
这种变压器适用于户外环境，可以有效地应对恶劣的气候条件和外部环境的挑战。
非晶合金材料是一种具有非晶结构的特殊合金材料，具备高饱和磁感应强度和低温下的低磁滞特性，因此能够有效降低变压器的铁损耗和铜损耗。
非晶合金立体卷铁心变压器在应用领域具有广泛的前景，可以应用于电力系统、工业控制、能源系统等领域。
它可以提高能源传输的效率，减少电能损耗，提升供电的可靠性和稳定性。
目前，非晶合金立体卷铁心变压器的研究和应用已经取得了一定的成果，但仍有一些技术难题需要解决。
相关领域的科研工作者和企业正在积极投入研发工作，力求进一步提高变压器的性能指标，推动其在实际应用中的推广和普及。
需要注意的是，本回答仅供参考，具体情况还需根据实际需求和工程要求进行评估和选择。
立体卷铁心线圈绕制齿轮结构及设备的制作流程
本技术公开了一种立体卷铁心线圈绕制齿轮结构，包括绕线筒和绕线筒两端的齿轮，一端齿轮的内侧面上开有首端出线排槽和末端出线排槽，首端出线排槽和末端出线排槽均沿所在齿轮的径向设置。
同时也公开了立体卷铁心线圈绕制装置。
本技术的出线排位于齿轮内侧的出线排槽内部，不占用多余空间，绕线过程中出线排与铁心内窗不会发生摩擦。
权利要求书1.立体卷铁心线圈绕制齿轮结构，包括绕线筒和绕线筒两端的齿轮，其特征在于：一端齿轮的内侧面上开有首端出线排槽和末端出线排槽，首端出线排槽和末端出线排槽均沿所在齿轮的径向设置。
2.根据权利要求1所述的立体卷铁心线圈绕制齿轮结构，其特征在于：首端出线排槽和末端出线排槽之间的夹角为120°。
3.根据权利要求1所述的立体卷铁心线圈绕制齿轮结构，其特征在于：齿轮内侧面上设有与绕线筒端口匹配的卡头，卡头与绕线筒端口卡固。
4.根据权利要求3所述的立体卷铁心线圈绕制齿轮结构，其特征在于：齿轮内侧面上开有多组固定孔，每组固定孔位于与齿轮同轴的圆上，每个圆的半径不同，卡头包括若干凸起，所有凸起分别与同一组的各固定孔固定。
5.根据权利要求4所述的立体卷铁心线圈绕制齿轮结构，其特征在于：每组至少有三个固定孔。
6.根据权利要求4所述的立体卷铁心线圈绕制齿轮结构，其特征在于：凸起为圆柱型凸起。
7.立体卷铁心线圈绕制装置，其特征在于：包括权利要求1~6任意一项所述的立体卷铁心线圈绕制齿轮结构，立体卷铁心线圈绕制齿轮结构的两个齿轮均转动连接在支架上，支架上还固定有驱动装置，驱动装置的端部固定有驱动轮，驱动轮与一个齿轮啮合。
8.根据权利要求7所述的立体卷铁心线圈绕制装置，其特征在于：支架上还固定有若干固定臂，固定臂上固定有与齿轮啮合的固定轮。
技术说明书立体卷铁心线圈绕制齿轮结构及装置技术领域本技术涉及一种立体卷铁心线圈绕制齿轮结构及装置，属于电力设备技术领域。
背景技术立体卷铁心变压器在生产过程中需要通过线圈绕制齿轮绕制线圈，线圈绕制齿轮绕包括绕线筒、设置在绕线筒两端的齿轮，在齿轮上需要开设通孔，线圈的出线排需要穿过通孔伸至齿轮外侧，此时，出线排位于齿轮及铁心内窗之间。
立体铁芯生产工艺
立体铁芯生产工艺
立体铁芯是由硅钢带通过一系列工艺加工而成的，具有优良的导磁性能和低铁损特点。
下面简要介绍立体铁芯的生产工艺。
首先，生产立体铁芯的原材料是硅钢带，它是一种特殊的钢材，主要由硅和钢组成。
硅面密度高、电阻率大，具有很好的导磁性能；而钢则具有较高的强度和韧性。
硅钢带通常采用高级冷轧硅钢带，其厚度和宽度根据具体的产品要求决定。
第二步是切割，将硅钢带按照设计要求切割成合适的尺寸。
切割可以采用机械切割或激光切割等方法，确保切割面平整，无毛刺。
接下来是冲压成型，将切割好的硅钢带放入冲压机中进行成型。
通过冲压模具的压力和动作，将硅钢带冲压成各种形状的铁芯。
在冲压成型过程中，要控制好冲压速度和冲压力度，以确保成型的准确性和质量。
然后是涂漆处理。
为了提高立体铁芯的绝缘性能和抗腐蚀能力，需要对铁芯表面进行涂漆处理。
涂漆可以采用浸漆、喷涂或电泳等方法进行，保证铁芯表面均匀、平整的涂覆一层绝缘漆。
最后是固化处理。
将涂漆好的铁芯放入固化炉中进行加热处理，使绝缘漆在一定的温度下固化。
固化过程中，要控制好加热温度和时间，以确保绝缘漆固化的效果。
以上是立体铁芯的简单生产工艺。
值得注意的是，每个环节都
需要控制好工艺参数和质量要求，严格按照标准操作，以确保立体铁芯的品质和性能。
通过科学合理的生产工艺可以生产出优质的立体铁芯，提高其在电力传输和变压器等行业的应用效果。
浅谈卷铁心变压器绕组制造工艺的改进
浅谈卷铁心变压器绕组制造工艺的改进摘要：对卷铁心变压器绕组制造中常出现的问题进行分析，介绍了绕组设计及制造工艺的改进措施。
关键词：卷铁心变压器；绕组；制造；分析；改进1 前言S11-M · R 系列卷铁心配电变压器与S9 系列配电变压器相比，因其空载电流小、噪声低、运行维护简单，得到了广大供电部门的认可，并在全国电网改造中得到广泛使用。
但该产品的绕组在制造中易出现一些问题，本文对这些问题进行了分析，并提出了改进措施。
2 绕组制造中出现的主要问题众所周知，影响卷铁心变压器批量生产的主要因素是绕组的制造，特别是低压绕组的绕制，目前行业上多采用出头引线“预埋法”绕制卷铁心变压器绕组[1] ，我公司在试制阶段及小批量制造初期，绕组制造过程中遇到一系列问题，其主要问题如下：（1）在做产品工频耐压试验时，低压引出头处放电及高压引出头对低压线匝出现放电现象频次较高。
（2）低压绕组出头引线弯折时，第一匝线提出较多，包扎绝缘后难以送回原位。
（3）低压绕组纸筒内径与铁心柱的间隙小，绕组绕制时易造成绕线齿轮与铁心柱磨擦，甚至出现低压纸筒打软与铁心抱死现象。
（4）绕组端部距铁心窗口有25mm、30mm 、40mm几种尺寸。
当距离为25mm时绕组绕完后绕线齿轮很难从铁心柱上卸下。
（5）图纸中低压纸筒高度比绕组高度小6mm，绕组绕制时轴向无裕度，特别是很难将低压线匝全部绕下。
（6）低压绕组引出头采用预埋的方式绕制，端部空间达不到低压出头预埋长度的尺寸，特别是容量为250kVA～500kVA产品，因其线规大、导线硬、导线并绕根数多、低压端圈比引出头预埋长度的尺寸短、导线不易拉紧等，使端部空间很难达到低压出头预埋长度的尺寸。
3 改进后的绕组设计及制造工艺针对以上问题，通过实践摸索，对卷铁心变压器绕组制造工艺进行了改进，并取得了良好的效果，下面对其介绍如下：（1）对于绕组低压引出头处的放电或高压引出头对低压线匝出现放电的现象，采取在低压绕组引出头弯折处用100%皱纹纸半叠加包青壳纸或DMD预浸箔纸槽一件（这两种材料韧性好），并在低压末尾出头的外侧增加0.5mm厚，长80mm～100mm的软角环（青壳纸制做）两张，角环搭接10mm～25mm，保证搭接处无缝隙，角环放置在低压出头处高低压间瓦楞油道的外侧，深入绕组30mm～50mm。
科技成果——敞开式立体卷铁心干式变压器
科技成果——敞开式立体卷铁心干式变压器适用范围电力行业，10kV-20kV电压等级变压器，适用于高层建筑、商业中心、工矿企业、石油平台、地铁和隧道等场所的输变电系统成果简介铁心由三个相同的矩形单框拼合而成，呈立体等边三角形结构，三相磁路长度相等且最短，填充系数高，具有节能节材等优点。
采用了美国UL认可的NOMEX纸与德国艾伦塔斯浸漆组成的混合绝缘系统，绝缘等级达到H级或C级，NOMEX.纸不会助燃，能阻燃、不会爆炸、750℃以下不会释放出有害气体。
关键技术（1）立体卷铁心技术铁心由平面排列方式改为等边立体三角形排列，使三相铁心磁路完全对称，磁阻大大减少，激磁电流、空载损耗、噪声显著降低。
关键技术在于三单框的设计，用折线开料设计软件，进行磁密、磁通的分析设计。
立体卷铁心变压器的铁心是由三个完全相同的矩形单框拼合而成，拼合后的铁心的三个心柱呈等边三角形立体排列。
这种结构的优点为：AC相铁轭部分缩短，实现三相磁路完全对称等长，确保三相供电平衡；拼合的两框间采用专用技术，粘接牢固后的剪切强度≥20MPa，保证三框成一体时不产生相互位移。
拼合后的三角形结构稳定性好，因此铁心机械强度高，三相受力一致，使器身抗短路能力增强；线圈导线长度减少，既可节约铜材，又可降低负载损耗，减轻变压器重量；空间利用系数高，近似三角形结构，故体积比常规长方形结构要小，结构紧凑、外形美观、占地面积小。
（2）线圈技术传统的敞开式干式变压器的线圈采用正段绕制设计，采用梳形撑条辅助线圈绕制，导线绕在梳形撑条的每个卡口上，每个卡口绕满后称之为一个线饼，每个线饼绕好最后一匝时，要在规定位置进行换位（线饼之间的连接位），然后按上述方法再进行下一个线饼绕制。
由于两个相邻线饼之间需要换位，从而多一根连接导线夹在线饼与线饼之间。
此种绕制方法的线圈无法进行压制，导致线圈遇到突发短路时，线圈容易变形，抗短路能力变差，同时线圈的用材也增加。
敞开式立体卷铁心干式变压器的线圈采用了正反段绕制设计，取消了S弯换位，同时取消了梳形撑条，采用垫块将线饼与线饼隔开。
立体卷铁心变压器技术探讨
立体卷铁心变压器技术探讨摘要：在我国电力行业发展的过程中，变压器是非常重要的一部分，基于当前的变压器主要是传统的叠铁心变压器，然而国家越来越重视环境保护、节约资源的工作，变压器制造的过程中一定要制造出可靠环保节能产品，立体卷铁心变压器是一种性能优良、结构合理、制造成本较低的高性能变压器。
关键词：立体卷铁心变压器；叠片铁心；环保1引言如果广泛的使用立体卷铁心变压器可以节约一定的材料和能源，具有非常好的经济效益，所以相关人士一定要重视该种变压器在电力行业的使用，我公司当前正在逐步开发和拓展立体卷铁心变压器，下面对该变压器的特性和优点进行介绍。
2立体卷铁心概述在立体卷铁心变压器当中的立体卷绕式铁心是非常重要的一个组成部分，是变压器创新过程中的关键环节，去其特点在于立体卷铁心磁路中无空气隙、三个磁路长度相同，且都较短，铁心心柱当中的横截面在设计的过程中与圆形很接近，由于设计的过程中这些结构方面的特点，在实际操作的时候保证了变压器具有较好的性能，比如说能够节约材料，三相平衡，降低噪音和损耗，让三次谐波得到合理控制，在一个变压器上集中如此多的优点，是其他变压器无法比拟的。
立体卷铁心属于一种卷绕式铁心，主要是由三个完全相同的单框共同拼合成一个铁心，铁心在拼接之后，三个芯柱处于等边三角形立体排列的状态，各个单框当中主要是由一些梯形料带逐步转绕而产生的单框横截面卷绕，与半圆形相接近，在拼合之后从横截面方向与一个正圆的准多边体系非常接近，卷绕单框的不同尺寸梯形带料通过专业的折线开料机完成套裁形成，在套裁的时候，可以保证无废料加工，完全被利用了，也就是利用率能够达到100%。
3立体卷铁心和叠片铁心结构的差别分析一般的变压器铁心使用的是叠片工艺以及平面结构，往往会出现三相磁路不平衡等问题，导致硅钢片的磁方向和局部磁通方向不同，另外还容易出现空气接缝等情况，对变压器的能耗提高产生了制约作用，而立体卷铁心磁路，由于卷绕非常紧密，而且无空气隙，让变压器的优点非常明显，比如说，三次谐波非常好，而且损耗比较低，性能较高，噪音较小，具体的三相磁路如下图所示。
立体卷铁心结构与特点
立体卷铁心结构与特点1、磁路优化（1）三维立体卷铁心层间没有接缝，磁路各处分布均匀，没有明显的高阻区，没有接缝处磁通密度的畸变现象。
（2）磁通方向与硅钢片晶体取向完全一致（3）三相磁路长度完全相等，三相磁路长度之和最短（4）三相磁路完全对称，三相空载电流完全平衡2、损耗低，节电效果显著（1）三维立体卷铁心的磁化方向完全与硅钢片的轧制方向一致，且铁心层间没有搭头接槰，磁路各处的磁通分布均匀，没有明显的高阻区、没有接缝处磁通密度的畸变现象。
在材质相同的前提下，卷绕式铁心与叠片式铁心相比，其铁损工艺系数从1.3-1.5之间下降到1.05左右，仅此一项可使铁心损耗降低10-20%。
（2）由于特殊的三维立体结构，使铁心的铁轭部分用材量比传统叠片铁心减少25%，且减少的角重量占铁心总重约6%。
（3）对硅钢片的剪切处理会使其导磁性能恶化，三维立体卷铁心经高温（800℃）真空充氮退火处理，不仅消除了铁心的机械应力，而且细化了硅钢片的磁畴，提高了硅钢片二次再结晶能力，使硅钢片的性能大大优于其出厂时的性能。
（4）经检测认定，三维立体变压器的空载损耗较国标降低25-35%，空载电流最高可降低92%。
3、噪音低变压器本体振动产生噪音的根源在于：- 硅钢片的磁致伸缩引起铁心振动，产生噪音- 硅钢片接缝处和叠片之间存在着因漏磁而产生的电磁吸引力，引起铁心振动，产生噪音- 变压器工作磁密选取过高，接近或达到饱和点，漏磁太大，产生噪音由于三维立体卷铁心是将硅钢片条料在专用的铁心卷绕机上不间断、紧密连续卷制而成，没有接缝，不会产生如叠片式匆忙那样因磁路不连续而发出的噪音。
同时，三相磁路、磁通完全对称，工作磁密设计合理，因而产品噪音大大降低。
SGB10-RL-2000/10型产品的型式试验声级测定只有47dB，比国标规定的66dB降低了19dB，几乎达到环保静音状态，最适合室内和居民小区使用。
4、过载能力强（1）产品本身的发热量很低：卷铁心变压器其空载损耗、空载电流都非常小，产品本身发热量就很低；（2）如图所示，三相线圈呈“品”字形排布，在线圈间形成一条上下贯通的中心天然气道——“抽风烟筒”，由于上下铁轭温差30-40℃，产生强烈的空气对流，冷空气从下面往中心通道补充，热量从上铁轭内斜面辐射出去，自然循环中迅速带走变压器产生的热量。
变压器立体卷铁
变压器立体卷铁
变压器的铁心是由铁芯片组成的，通常是立方体状的铁芯组件。
铁芯由多层薄片叠压而成，铁芯薄片通常是以立体卷铁的形式加工而成。
立体卷铁是制造变压器铁芯的一种常见工艺。
它是通过将带有孔洞的铁芯板弯曲成立体结构的形式完成的。
该工艺可以有效地减小铁芯的损耗和噪音，并提高变压器的效率和性能。
立体卷铁工艺在变压器制造中具有重要的应用价值。
立体卷铁的制程过程一般包括以下几个步骤：首先，将厚度为0.23-0.35mm的硅钢板进行裁剪。
然后，将裁剪好的硅钢片降
温至常温，并在每层片的边缘切割出选定的孔洞形状。
接下来，将切割好的硅钢片按照设计要求进行弯曲，形成立体卷铁铁芯组件。
最后，对立体卷铁进行清洗、调整和检验，以确保其质量和性能。
立体卷铁的加工工艺相对复杂，需要专门的设备和技术来完成。
但由于其具有优异的性能和效益，因此在变压器制造中得到了广泛应用。
立体卷铁心制造工艺探讨
立体卷铁心制造工艺探讨摘要：因为立体卷铁心变压器在制造成本、性能结构等诸多方面优势非常明显，逐步受到企业和用户的关注，让立体卷铁心的性能进一步提高，具有非常重要的意义，在此过程中一定要首先对制造工艺进行重视，对立体卷铁心性能优劣产生最重要影响的就是真空退火，本文重点分析研究立体卷铁心的退火工艺，研究和探讨立体卷铁心的制造工艺技术，以供参考。
关键词：立体卷铁心；制造工艺；退火工艺1 退火工艺的前期准备首先需要检查退火炉的相关性能，比如说水循环系统、加热系统等，在对相关系统的工作状态进行确认之后，还需要判断出气阀门、进气阀门等的密封性是否符合要求，其次需要选择合格的铁心，在退火炉中，保证随炉材料器件等无灰尘，无油，避免在退火的过程中，硅钢片出现渗碳氧化等问题，对铁心的性能产生重要影响，最后，进行预通电升温，在此过程中一定要先在退火炉当中通入一定的保护气体。
2 退火工艺要点2.1 退火气体的选择硅钢片的最佳退火保护气体通常使用的是氮氢混合气体或者除氧干燥的高纯氮气，氮氢混合气体需要达到氢气的含量低于10%的要求，这种混合气体，属于一种不爆燃的非氧化性气体，可以通过触媒把其中的残氧利用化学反应形成水分而去掉，防止硅钢片出现氧化，需要对保护气体当中的氢气含量进行严格的控制，如果氢气的含量较高，可能会导致硅钢片表层的涂层出现氧化物还原的问题，将绝缘涂层破坏，影响硅钢片的绝缘性，氮氢混合气体可以利用分解氨气，同时利用燃烧去除分解后的氢气获得，由于当前工艺发展的速度进一步加快，氮的生产水平进一步提高，人们已经越来越重视使用99.99%以上的液氮，氮作为保护气体在工程实践的过程中，这种保护气体的使用效果较好，避免了硅钢片出现氧化。
2.2 退火炉的选用2.2.1 发热体布置方面依照发热体的布置位置，退火炉可以分为内热式和外热式，内热式的发热体主要在内罐当中布置或者可以将内罐直接拿掉，将等待退火的硅钢片直接放到具有发热体的外罐内部完全加热，外热式主要是把发热体设置在内外罐之间，等待退火硅钢片设置在内罐当中，在加热的过程中，热量需要先通过内罐进行传递，通过这种循环对流的方式，将气流向铁心传递，这两种方式都得到了广泛的使用，在性能方面各有千秋。
三维立体卷铁心性能分析
三维立体卷铁心性能分析【摘要】本文介绍了近年来出现的新型变压器——三维立体卷铁心变压器的铁心结构，分析了这种铁心的各项特点，通过对比表明，三维立体卷铁心变压器与传统叠片铁心变压器相比的优越性。
【关键词】三维立体；卷铁心；变压器；磁路0.引言变压器的工作原理是电磁感应定律，而铁心则是变压器的磁路部分。
铁心是能量转换的媒介，它把一次电路的电能转换为磁能，又将此磁能转变为二次电路的电能。
因此，铁心质量的优劣，关系到整个变压器的性能好坏。
新型的三维立体卷铁心创造性的改革了传统三相变压器的磁路结构，大幅度降低变压器的空载损耗、空载电流和噪音，使变压器的运行成本大大降低，显示了其突出的社会效益和经济效益。
1.三维立体卷铁心的结构1.1三维立体卷铁心是由三个形状完全相同的铁心框组合而成。
三维立体卷铁心俯视图单框铁心实物图单框铁心截面图1.2心柱截面呈纯圆形，填充系数达99%，紧密卷绕的铁心叠装系数达98%。
三维立体卷铁心俯视图心柱截面图2.工艺特点2.1铁心框无接缝卷绕制成三维立体卷铁心的每个单框铁心都是由一条几千米长的硅钢片经曲剪工艺后一次性卷绕成型，不存在搭头接缝，磁路各处分布均匀，避免了搭头接缝形成的高阻区，没有接缝处磁通密度的畸变现象；同时，磁通转向时不会垂直于硅钢片的碾压方向，充分利用了硅钢片的取向性。
2.2铁心框卷绕成形后经过高温真空退火处理硅钢片在经过剪裁、卷绕等工序时，必然会发生磁撞、拉伸，这对硅钢片的性能有很大影响。
在高温（800℃）状态下，原子的活动能力增强，进一步细化硅钢片磁畴，提高硅钢片二次再结晶能力，从而修复并提升硅钢片的电磁性能。
同时，高温退火可以消除铁心在进行卷绕时产生的内应力。
2.3三维立体卷铁心不需要夹件夹紧处理卷绕而成的铁心框本身叠装系数高达98%，三维立体卷铁心的组装只需使用绝缘带绑扎即可，不需使用金属夹件夹紧，避免了夹件造成铁心性能恶化的可能性。
2.4机械自动化程度高，人为影响少三维立体卷铁心的整个生产过程，从硅钢带的纵剪、曲剪，到单框铁心的卷绕、退火处理，都是机械自动完成的，工人只需在旁监督即可，使产品质量稳定可靠，避免了人为产生的不稳定因素。
三维立体卷铁芯变压器铁芯退火工艺探讨
三维立体卷铁芯变压器铁芯退火工艺探讨发表时间：2016-12-12T14:38:41.550Z 来源：《电力设备》2016年第19期作者：封春波[导读] 三维立体卷铁芯变压器以其空载损耗低，空载电流低，噪声低的性能，节电效果显著等优点，被国家电网公司列入到节能产品推广目录。
(江苏中天伯乐达变压器有限公司)三维立体卷铁芯变压器以其空载损耗低，空载电流低，噪声低的性能，节电效果显著等优点，被国家电网公司列入到节能产品推广目录。
在三维立体卷铁芯变压器生产过程中，铁芯退火是非常重要的工艺。
实践证明，退火工艺直接影响产品性能的优劣，甚至退火不当导致整批铁芯的报废，造成很大的经济损失。
我公司从事过平面卷铁芯生产，在铁芯退火方面积累了一定的经验。
由于三维立体卷铁芯也是三个平面卷铁芯退火后拼装在一起组成的，故退火工艺一样，本文就卷铁芯退火工艺进行整理，供大家探讨。
一、退火工艺的设计卷铁芯是用晶粒取向冷轧硅钢片通过剪切设备裁剪成一定形状和长度的条料，再依靠模具在缠绕机上按图纸缠绕成一定几何尺寸的铁芯。
由于硅钢片在裁剪、缠绕、搬运过程中受到了应力，使得硅钢片内晶粒磁畴分子排列遭到了破坏，增加了损耗，为了恢复硅钢片的性能，必须通过退火工艺，消除应力，恢复产品性能。
因此，卷铁芯退火工艺要求比较严格。
如工艺设计不合理或操作失误，就很难彻底恢复其性能。
我公司退火工艺如下。
二、退火工艺要点1、退火炉的选择。
退火炉按加热方式分为外热式炉和内热式炉。
所谓外热式就是发热体布置在内胆的外面，内胆先被加热，再由循环对流将热量传递给铁芯。
所谓内热式就是发热体直接给铁芯加热。
按形状分为圆形炉和方形炉。
仅形状区别。
方形炉加热、冷却时棱角会有应力产生，容易损坏，抽真空时容易变形，而且汽流不畅，造成温度不均，圆形可以克服上述缺点，但装载量不如方形炉。
按安装方式分井式和卧式两种。
井式炉占地面积小，对厂房起吊高度有高求；卧式炉占地面积大但出炉比较方便。
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立体卷铁心制造工艺探讨
发表时间：2019-04-25T10:48:25.327Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：李文龙
[导读] 摘要：因为立体卷铁心变压器在制造成本、性能结构等诸多方面优势非常明显，逐步受到企业和用户的关注，让立体卷铁心的性能进一步提高，具有非常重要的意义，在此过程中一定要首先对制造工艺进行重视，对立体卷铁心性能优劣产生最重要影响的就是真空退火，本文重点分析研究立体卷铁心的退火工艺，研究和探讨立体卷铁心的制造工艺技术，以供参考。
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摘要：因为立体卷铁心变压器在制造成本、性能结构等诸多方面优势非常明显，逐步受到企业和用户的关注，让立体卷铁心的性能进一步提高，具有非常重要的意义，在此过程中一定要首先对制造工艺进行重视，对立体卷铁心性能优劣产生最重要影响的就是真空退火，本文重点分析研究立体卷铁心的退火工艺，研究和探讨立体卷铁心的制造工艺技术，以供参考。
关键词：立体卷铁心；制造工艺；退火工艺
1 退火工艺的前期准备
首先需要检查退火炉的相关性能，比如说水循环系统、加热系统等，在对相关系统的工作状态进行确认之后，还需要判断出气阀门、进气阀门等的密封性是否符合要求，其次需要选择合格的铁心，在退火炉中，保证随炉材料器件等无灰尘，无油，避免在退火的过程中，硅钢片出现渗碳氧化等问题，对铁心的性能产生重要影响，最后，进行预通电升温，在此过程中一定要先在退火炉当中通入一定的保护气体。
2 退火工艺要点
2.1 退火气体的选择
硅钢片的最佳退火保护气体通常使用的是氮氢混合气体或者除氧干燥的高纯氮气，氮氢混合气体需要达到氢气的含量低于10%的要求，这种混合气体，属于一种不爆燃的非氧化性气体，可以通过触媒把其中的残氧利用化学反应形成水分而去掉，防止硅钢片出现氧化，需要对保护气体当中的氢气含量进行严格的控制，如果氢气的含量较高，可能会导致硅钢片表层的涂层出现氧化物还原的问题，将绝缘涂层破坏，影响硅钢片的绝缘性，氮氢混合气体可以利用分解氨气，同时利用燃烧去除分解后的氢气获得，由于当前工艺发展的速度进一步加快，氮的生产水平进一步提高，人们已经越来越重视使用99.99%以上的液氮，氮作为保护气体在工程实践的过程中，这种保护气体的使用效果较好，避免了硅钢片出现氧化。
2.2 退火炉的选用
2.2.1 发热体布置方面
依照发热体的布置位置，退火炉可以分为内热式和外热式，内热式的发热体主要在内罐当中布置或者可以将内罐直接拿掉，将等待退火的硅钢片直接放到具有发热体的外罐内部完全加热，外热式主要是把发热体设置在内外罐之间，等待退火硅钢片设置在内罐当中，在加热的过程中，热量需要先通过内罐进行传递，通过这种循环对流的方式，将气流向铁心传递，这两种方式都得到了广泛的使用，在性能方面各有千秋。
2.2.2 圆形炉和方形炉方面
在选择方形炉和圆形炉方面，往往使用的是圆形炉，由于现在方形炉出现很多缺点，导致方形炉的使用情况受到限制，首先方形炉的外观，棱角处在升温的过程中会产生应力集中等情况，容易对退火铁心进行破坏，另外在内部加热过程中存在死角，气流流通不畅，如果气流不均匀，这会导致温度不均匀，最后再进行预抽真空的过程中，方形内罐的形状可能会导致其出现形变损坏，而圆形炉不会出现这样的问题，可以让退火铁心的质量有效提高，让设备的使用寿命延长。
2.2.3 井式炉和卧式炉方面
当前，各生产企业广泛使用卧式炉和井式炉，在使用的过程中各有利弊，主要是冷却工艺和控制方式上的差别不大，井式炉的优点在于在设计的过程中，不会占用很大的位置，然而对厂房的垂直高度就有一定的要求，起吊高度较高，在装炉时需要耗费大量的人力，卧式炉存在占地面积较大的缺点，但是在装炉的时候比较方便，需要依照厂房的实际情况，合理的选用两种形式的退火炉。
伴随科学技术的快速发展，各生产供应商也在对设备的质量和性能进行强化，在未来发展的过程中，设备会逐步改进，让铁心退火后的质量得到快速提高。
3 退火温度的要求
3.1适宜的退火温度
在退火温度控制的过程中是一个循序渐进的过程，在升温的时候，需要把炉温从常温快速上升到300℃，接着，在以另一个速度，使其升温至600℃，在600℃之后，还需要继续通过特定的升温速度，使其达到最高温度，退火的温度既不能太低，也不能太高，如果温度太高，不但可能会提高退火成本，导致能源消耗量增加，还会导致硅钢带的表层防氧化保护膜受到破坏，导致硅钢带层间的绝缘性能下降，如果温度过低，无法保证硅钢片内部晶粒排序得到恢复，无法将应力去除，导致退火失败，因此依照一般卷铁心所用的硅钢料进行应力消除，将退火的最高温度控制在800℃左右，在此过程中还需要注意所述温度都是硅钢带所承受的温度，然后在操作的过程中，这些温度都是从炉内的热电偶进行检测获得的，热电偶的安装位置和温度具有一定的关联性，所以一定要保证热电偶的安装位置合理，如果有必要，需要设置相应的校正方式，将误差缩小。
3.2 适宜的升温速度
在对退火炉设备进行实际使用的过程中，发热体的发热能力是较为有限的，并不会产生无限、高发热的情况，在低温的时候，升温的速度比较快，然而伴随温度的快速提高，声温的能力会逐步下降，另外铁心退火升温的时候，从原有的温度升至300℃的过程中，电热周期式炉可以通过满功率直接升温的方式，然而从300℃下600℃进行升温的过程中，需要保证升温的速度控制在每小时40℃到50℃左右，在600℃升温到800℃的时候，需要保证升温速度降低在不超过20℃每小时的范围之内，这样可以进一步保证铁心受热均匀。
3.3 保温时间的确定
在确定保温时间的过程中，和很多因素都息息相关，比如说发热体加热方式、卷铁心的大小等。
在退火的过程中，如果卷铁心的容量相差过大，需要调整一些细节，比如说，对一些容量偏大的巻鉄心进行退火的过程中，需要在到达最高保温温度升温的过程中，额外增加一段时间保温，一般情况下时间为一小时到两小时，这样可以让卷铁心中的内应力减少。
3.4 适宜的冷却速度
在退火工艺当中，冷却温度也是非常重要的，通常条件下能测温度设置在每小时30℃到50℃，需要依照退火铁心的尺寸、装入的多少以及炉子的结构等对冷却温度进行具体考虑。
通常条件下，在800℃到600℃之间冷却，速度需要控制在每小时20℃左右，避免铁心产生内外部降温不均匀等情况而出现铁心畸变的问题。
在降温的过程中，如果温度在600℃到450℃之间，需要控制冷却速度在每小时40℃到50℃左右，这个时候让冷却速度加快，主要是为了在对铁心退火效果不影响的条件下，让工作效率提高。
而当温度在450℃到250℃左右的时候，可以通过自然温降的方式进行降温。
4 铁心夹件设计及其他
铁心夹件需要依照退火铁心的结构进行具体的设计上夹件和下夹件需要在外心柱上，这样可以让铁心均匀的冷却和受让温升降温的速度大大加快，另外铁心的上下铁轭最末级外侧也需要设置相应的退火夹件，可以对卷铁心窗高尺寸进行固定，另外随炉的材料、铁心夹件和退火炉的内胆使用的材料主要为含碳质量分数低于0.03%的不锈钢材料。
结束语
总而言之，变压器铁心退火工艺的好坏对铁心性能有着直接影响，如果无法合理的进行退火操作，可能会导致大批量的铁心出现质量问题，导致企业出现重大损失。
参考文献：
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[2]陈尔奎，姜文建，李锦川．立体卷铁心变压器铁心尺寸与损耗计算[J]．变压器，2013，50（1 1）：1-4．
[3]郭献清，宋丹菊，龙丽琼，等.S13立体卷铁心基本特性浅析[J].变压器，2012，49（5）：27-37.
[4]沈阳变压器研究．变压器铁心制造．北京：机械工业出版社，1983．。