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。角环放置示意图见图1。其作用是加强低压出头对高压线匝的绝缘。在高压引出头的内侧增加0.5mm厚，长为100mm～120mm的角环（青壳纸制做）一张，角环放置在高压起头处高低压间瓦楞油道的外侧，角环深入绕组30mm～50mm，露出绕组部分长30mm～50mm，以加强高压绕组起头与低压绕组线匝的绝缘。采取以上措施后，绕组出头处的放电现象明显减少。（2）加放高低压瓦楞油道时，油道要与低压绕组引出头端齐平放置或瓦楞油道与绕组高度一致，使弯折后的低压绕组引出头及硬端圈易放置。通过实践摸索，不断改进出头90o揻弯工具。一般常用的揻弯工具如图2所示。该工具存在主要问题是引出头揻弯时，导线必须由绕组内提出很多，后来改进为图3所示组合式揻弯工具。该工具解决了图2所示工具存在的问题，但是导线揻弯根部易扭曲变形，最后在图2所示常用揻弯工具的基础上改进为图4所示工具。使用时，握住把手，用呆扳手转动螺母即可。该工具克服了上述揻弯工具的缺点，使用效果良好。（3）通过合理设计，使低压纸筒半径与铁心柱的间隙为3mm～3.5mm（绕线齿轮凸台厚1.5mm,齿轮内径侧与铁心柱间隙为2mm～2.5mm），便于绕线齿轮的安装及绕组绕制；低压绕组纸板筒采用浸酚醛树脂胶烘干固化处理,加强纸板筒的机械强度，并在纸筒搭接时采取搭接方向与绕制方向一致（成型酚醛纸筒采用对接），绕组绕制时减少反转，减少纸筒搭接处与铁心戗茬，避免出现抱死现象。（4）根据低压绕组结构及产品容量，合理设计铁心窗高与绕组距离，500kVA及以下产品的铁心窗高与绕组距离为30mm,630～1250kVA产品的铁心窗高与绕组距离为40mm，这一点从绕组绕制及产品成本方面考虑是最为合理的。间隙较大时，虽然绕组易于绕制，但成本相对增加；间隙小于30mm，成本虽降低，但绕组绕制难度太大，绕线齿轮很难卸下，甚至不能保证产品质量。（5）采用的低压纸板筒高度比绕组高度矮2mm，并在绕线齿轮凸台上加轴向绕制裕度台阶2～3mm，增加绕组的绕制裕度，便于绕组，特别是低压绕组绕制。（6）对于产品容量为250～500kVA的低压绕组引出头预埋达不到规定长度的，设计时尽量使导线的宽厚比达到较合理值、合理分配线规与导线并绕根数的关系、精确计算端圈空间所能预埋绕组引出头的长度，并提高导线退火质量，绕线时采用导线胀紧装置、线匝排列紧密，通过以上措施保证低压引出头的预埋长度及绕组绕制。4结束语通过上述绕组设计及制造工艺方面的改进，卷铁心变压器产品质量的可靠性大大提高，绕组制造效率提高约1.4倍。如我公司一台S11-M·R-315/10和S11-M·R-630/10变压器绕组的制作，分别由原来2人14h和16h提高到2人10h和12h，保证了卷铁心变压器的产品质量及批量生产。参考文献：[1]蔡长虹.一种卷铁心变压器绕组的绕制方法[J].《变压器》，2003,40(2):25-26.