变压器铁心

铁心的叠片质量检测工艺卡

一、铁心的作用和分类

说到铁心的质量检测，不得不先说一下铁心的作用和分类

一、铁心的作用：铁心是变压器的基本部件，是变压器的磁路和安装骨架。铁心的磁导体是变压器的磁路。它把一次电路的电能转为磁能，又由自己的磁能转变为二次电路的电能，是能量转换的媒介。因此，铁心由磁导率很高的电工钢片(硅钢片)制成。电工钢片又很薄(0.23～0.35mm)，且有绝缘，涡流损耗很小。磁导体是铁心的主体，所以后面所称的铁心实指磁导体。铁心的重量在变压器各部件中重量最大，在干式变压器中占总重量的60％左右。在油浸式变压器中，由于有变压器油和油箱，重量的比例稍有下降，约为40％。变压器的铁心(即磁导体)是框形闭合结构。其中套线圈的部分称为心柱，不套线圈只起闭合磁路作用的部分称为铁轭。现代铁心的心柱和铁轭均在一个平面内，即为平面式铁心。

二、铁心的分类：

1、铁心的基本类型：

铁心有两大基本结构形式，即壳式和心式。它们的主要区别在于磁路，即铁心与线圈的相对位置，线圈被铁心包围时称为壳式；铁心被线圈包围时称为心式，如图1-1所示。

图1-1铁心的两种主要结构形式

a心式 b壳式

1一铁心柱 2一铁轭 3一线圈

一般情况下，壳式铁心是水平放置的，心式铁心是垂直放置的。大容量的心式变压器由高度所限，压缩了上下铁轭的高度，以增加旁轭的办法做磁路，将变压器铁心做成单相一柱(一个心柱)单相四柱(两个心柱)或三相五柱(三个心柱)。但是它们仍保留心式结构的特点，因此它们虽有包围线圈的旁轭，仍属于心式结构。

1）、壳式铁心结构具有下列特点：

①每种容量的铁似叠片只有一种片宽，故加工比较方便。

②因铁心戴面为长方形，故与之相配合的线圈截面也应为长方形，同时线饼之间面积较大，

这样可使饼间电容增大，对地电容与饼间电容之比小，故可改善线圈中的冲击电位分布，因此超高变压器采用壳式铁心结构时可简化线圈结构。

③壳式电力变压器的引线都在上部，故出线方便，这一点对三相三线圈及自耦变压器则更方便。

④当低压线圈流过大电流时，因线圈被铁心所包围，故电流引起的附加损耗较小。2）、心式铁心结构是我国变压器制造厂普遍采用的铁心结构形式。它具有以下优点：

①铁心可先叠装成形，然后在铁心柱上套装已绕好的线圈。

②线圈为圆形，故绕制方便。心式铁心分为单相双柱、单相三柱、三相三柱、三相五柱式等结构，如图1-5所示。

上述各种铁心的结构形式特征及适用范围见表1-6。

选择铁心结构时，主要是考虑使空载电流和空载损耗小、噪声低、电压波形保证正弦波形。

图1-5 心式铁心的主要结构形式

a)单相双柱式 b)三相三柱式 c)单相三柱（旁轭）式 d)三相五柱式 e)单相双框式 f）三相双框式

表1-6心式铁心的结构形式特征和适用范围

2．铁心的分类(按铁心外形分类)

(1)辐射式 心柱叠片列成辐射状，旁轭沿心柱圆周径向对装。这种结构可降低铁轭的高度，减少附加损耗，并可采用圆形的油箱，以减少变压器体积，但是制造时费工。这是一种特殊的结构，如图1-7所示。

(2)渐开线式 心柱由叠片经成形机压成渐开线以后，再叠装而成空心圆柱体，铁轭用带料卷成三角形，铁轭截面为心柱截面的l ／3。心柱外径与内径之比为4.5～6。能节省硅钢片，但是结构不尽合理，因为对接式空载电流大。它是半卷半叠式铁心。只适用于成批生产的容量较小的三相变压器，如图1-8所示。

图4-6辐射式铁心

图4—7渐开线式铁心

以

与

图1-7 辐射式铁心图1-8 渐开线式铁心（3）Y形铁心 Y形铁心的优点是：磁路对称，三相平衡，结构紧凑，经济性好。如图1-9。但是制造时费工。

（4）环形卷铁心采用带料硅钢片连续卷成，不需叠装，磁通方向符合轧制方面，导磁性极佳，空载性能好，但是线圈需用专用设备绕制。它是卷制铁心中最简单的结构，适用于电流互感器、接触式调压器。另外，还有矩形的卷铁铁心和多级卷制铁心，多用于小容量的单相变压器，如图1-10所示。

图1-9 Y形铁心图1-10 环形卷制铁心由于铁心的制造工艺决定于铁心的结构且彼此相差很大，一旦选定了某一种结构，就很难转而生产另一种结构。由于国内大多数厂家都习惯于采用心式铁心，故下面主要以心式铁心为主介绍有关数据和结构。

二、铁心叠装的质量和检验方法

一、铁心叠装的质量标准和检查方法

铁心叠装完毕要进行全面质量检查，检查内容如下：

1)铁心片叠装是否整齐、叠片最大缝隙、接缝搭头和叠片参差不齐程度，可用硅钢片离缝间隙量具，参照表1-11中标准值，测量铁轭可见处，判断是否合格。对于大型铁心来说，不允许有搭头。

表1-11叠片缝隙、接缝搭头和叠片参差不齐标准

2)高、低压下夹件对装后，两肢板应在同一平面上。可用钢直尺和塞尺测量下夹件肢板对装部位。小型变压器允差不大于2mm：大型变压器允差不大于4mm。

3)主极叠厚尺寸公差、总叠厚度尺寸公差、直径尺寸公差，可参照表1-12中标准规定，用’外卡钳和钢直尺测量。

表1-12 叠厚尺寸公差

二、容量在8000kVA及以上的中型变压器的铁心叠装

容量在8000kVA及以上的中型变压器的叠装方法，与前面所介绍的基本相同。由于铁心容量的增大而使重量增大，其装配和起立需采用专用设备——滚转台。在该设备上叠装铁心的工艺过程如下：

根据铁心图样要求，调整滚转台两边可移动垫梁，使其中心线距离符合铁心柱中心距尺寸。把铁心的上、下夹件放好，并保证上、下两夹件平行，下夹件底边线要和滚转台立臂平面平行。按铁心柱的玻璃粘带绑扎间距要求，摆好心柱支撑，放入夹件绝缘、心柱护板(或拉板)，使夹件的绝缘、心柱护板处于一个水平面上，如图5—33所示。

开始叠装第一级铁心片，测量好对角线和叠片位置尺寸并敲打对齐，如果上、下轭片有孔时，要放置铁轭定位棒，以后逐级进行叠装。对于有冷却油道的产品，需按照图样要求放好油道后再继续进行叠片。在叠最大级铁心片前，要放好下铁轭木垫脚。在叠至最后3个级时，要对已叠装完的铁心片测量一次总厚度，根据需要，对最后3个级的片数进行调整。全