變壓器鐵心制造工藝探討研究

吳連云

摘要：變壓器為電力系統重要組成部分，其運行狀態直接決定著系統供電質量，因此必須要采取各項措施來提高其運行可靠性。除了后期的運行維護以外，前期的制造環節同樣需要得到重視。鐵心作為變壓器的重要組成部分，是變壓器磁路以及相關零部件的安裝骨架，決定著電磁轉換與能量轉換效果。對變壓器鐵心制造工藝進行分析，爭取通過各個環節的控制，保證構件制造的規范性，為變壓器的可靠運行提供保障。

關鍵詞：變壓器;鐵心;制造工藝

鐵心是變壓器的關鍵構件，假如其在制造環節出現問題，遺留下質量隱患，必定會影響到變壓器的性能，對后期的運行狀態有著決定性影響，因此必須要加強對其制造過程的控制。從專業角度出發，明確變壓器鐵心制作工藝流程，總結以往經驗確定工藝要點，有重點的來采取措施進行控制，改善以往工藝操作中存在的不足，通過針對性改善來達到最佳制造效果。

一、變壓器鐵心制造分析

鐵心是變壓器的重要構件，不僅需要承載變壓器線圈以及引線等各部分的安裝與運行，同時其也是變壓器的磁路環節。如果鐵心制造工藝不規范，在后期變壓器很容易就會出現振動、噪聲等問題，且工頻空載損耗以及長時空載性能等也會受到影響。同時并聯電抗器也因為心柱結構的特殊性會產生高幅振動，對變壓器鐵心要求十分嚴格，因此一直以來鐵心制造工藝都是控制的重點。現代變壓器鐵心制造工藝越來越完善，主要包括縱剪、橫剪、疊裝、刷膠、壓緊、翻轉等，需要嚴格按照規范要求做好每個環節的控制，保證最終制造效果達到專業標準。任何一道工藝出現問題，均會影響到鐵心質量，進而威脅到變壓器的正常運行。例如壓緊工藝落實效果決定了變壓器鐵心整體剛性強度與噪聲高低，對內對外均有著重要影響。為進一步提高變壓器鐵心制造效果，還需要基于制造工藝特點，明確工藝要求與要點，在原有基礎上來進行調整與優化，同時做到提質、增效、降耗的目的，推動變壓器制造行業的持續發展。

二、鐵心制造工藝流程

在制造變壓器鐵心時，所選擇的原材料不同，對應的加工工藝也有一定差異。例如選擇硅鋼片進行加工制造，可直接選擇普通剪床來對其進行條料切割加工，工藝操作難度較低，無需大量機械設備支持，且不需要進行退火作業。選擇卷料加工制造時，則需要通過數控加工中心來對原材料進行剪切加工，才能夠滿足鐵心制造要求。另外，如果生產制造平面疊鐵心，必須要根據鐵心片的寬度參數確定下一步作業，保證整卷鋼硅片可以有效裁切成帶料，并對得到的帶料繼續進行縱向剪切。最后以鐵心片長度參數為依據，對初次裁切得到的片料進行切斷與橫切處理。而卷鐵心加工制造工藝又有所區別，不用對材料進行二次橫向剪切，在縱向剪切作業結束后，只需要結合鐵心長度參數制作鐵心單件便可。

一般鐵心在剪切后邊緣會存在大量的毛刺，還需要采取專業手段將其去除，為節省時間可以將其與剪切工藝一同操作。另外，存在部分情況制造卷鐵心的過程中受到機械應力影響導致其磁性被削弱，必須要進行退火作業。待機械加工作業結束后，還應對硅鋼片涂漆，制造一層絕緣層，為變壓器后期的可靠運行提供保障。最后完成緊固零件的安裝即可。整個鐵心制造工藝均需要嚴格遵循專業標準來操作，任何一道工序的落實均要保證規范性與科學性，杜絕任何隱患的存在，保證鐵心制造質量可以達到專業標準。

三、鐵心制造工藝要求

（一）縱向剪切

鐵心縱向剪切處理關鍵是要控制好橫截面的填充系統，其直接決定了縱向剪切的精確度。實際操作中要求帶料縱向邊線為直線，并將其看作為纏繞帶料以及橫向剪切作業的開展的基準，維持縱向邊線直線型能夠有效避免鐵心橫截面局部突出?？v向剪切作業結束以后，要對邊緣存在的毛刺大小進行檢查確定，如果毛刺過大超出絕緣層，則需要立即處理，將其全部去除避免造成短路。為保證毛刺處理效果良好，一般可以專業設備作為支持，確保毛刺全部去除。并且，還要檢查確定地帶卷是否卷緊，如果作業不達標很容易在重力作用下變形。帶料拉緊過程中要合理控制力度，避免過大或過小而對最終處理效果產生不良影響。一般偏差可確定為正值，需要嚴格按照相關規范做好帶料邊直線度的控制，確認可以達到專業標準。

（二）橫向剪切

在對鐵心進行橫向剪切作業時，務必要根據規范做好長度的控制，確定其剪切后精確性達標，將誤差控制在最小范圍內。剪切斜角片時，確定鐵心片中心長度為作業依據，保證剪切尺寸達標。如果鐵心片寬度較大，則其斜角片就長，并且長度允許存在負公差，以及寬度允許出現正公差。如果鐵心橫標和縱邊角度比較小，則鐵心片必定會有一個較長的邊，相反橫邊與總編角度較大時，較大的情況下，鐵心片必定會有一個較短的邊。但是要注意橫向剪切作業產生的偏差必須要在允許范圍內，如果偏差過大，必定會造成鐵心結構損壞，使得結構接縫增大，無法達到加工制造標準。

（三）退火處理

通過對鐵心片進行退火處理，可以保證其不會因為機械作用力被削弱磁性，并且還可以對鐵心表面做優化處理。在實際加工制造過程中，遵循專業規范嚴格控制好退火溫度，并合理調節加熱和冷卻速度，杜絕彎曲以及不規則變形問題的產生。并且，退火作業結束后，還要全面清潔鐵心表面，對存在的氧化問題進行處理，避免對構件性能產生影響。

（四）涂絕緣層

鐵心制造過程中待按成縱向剪切、橫向剪切以及退火處理后，還需要對鋼硅片做絕緣處理。向鐵心片涂抹絕緣層，并控制好絕緣層厚度，不得因為貴都追求安全新而盲目增加結緣層厚度，以免后期運行中出現元件間短路問題。要求絕緣層整個涂施過程要保持規范，結束后檢查確定絕緣層平整光滑且顏色均勻的情況下才可以進行下一道工序。

（五）裝配工藝

最后在進行鐵心裝配時，務必要嚴格按照裝配尺寸操作，避免因為操作不當出現變形問題。其中，要重點做好鐵心軸線的控制，將裝配偏差控制在合理范圍內，對接縫尺度以及疊片波浪等進行檢查，確認是否超出規范要求，對超出標準的部分要及時處理，避免存在搭接的情況。另外，填充系數可保持到最大數值，一般操作時壓力可保持在1～3kg/cm3，如果壓力超過該數值則填充系數的增大會減緩。

四、鐵心制造工藝管理

（一）鐵心壓緊工藝管理

1.壓緊受力分析。常規鐵心壓緊工藝多采用環氧玻璃絲粘帶或冷軋鋼帶等綁扎材料對鐵心圍圓綁扎方式處理，傳統綁扎壓緊是以人工方式施加壓力，這樣人員技能水平以及操作習慣就成為了影響鐵心壓緊效果的關鍵影響因素。假如鐵心壓緊不到位存留一定空隙，硅鋼片自身就會做切割磁力線運動，在交變電場下會產生與交變電場同頻率振動，設備運行噪聲超標，硅鋼片自身還會產生感生電流形成渦流發熱，間隙變大的同時使得有效導磁截面變小，磁通密度增大，而造成磁飽和發熱。而如果鐵心壓緊過度，也會造成鐵心接縫部位磁滯伸縮加劇，鐵心振動與損耗也會增加[5]?？偨Y實踐經驗可知，一般情況下變壓器鐵心壓緊工藝施加的壓力以0.08～0.1MPa為宜，電抗器鐵心框架壓緊力則以0.3～0.5MPa為宜。

2.壓緊工藝優化。選擇聚酯纖維綁扎帶進行變壓器鐵心壓緊處理，可通過其自身優良絕緣、耐熱性特點，提高與變壓器的相容性，加工制造處理效果良好。此種壓緊工藝是將壓縮空氣作為動力源，穩定氣源壓強在5.7bar～6.2bar范圍，可以為被綁扎鐵心提供3600N的恒定綁扎力，相比傳統壓緊工藝，此種方法能夠徹底拒絕人為操作存在的分散性與不可測性，提高了鐵心壓緊工藝控制的精確性。

（二）工藝水平提升策略

為進一步提高變壓器鐵心制造工藝水平，一方面要做好全過程監督管理，將獲取的加工制造過程中的數據信息反饋給相關部門，加強對整個生產線產品的篩選，及時調整無效工序，使得生產效率進一步提高。另一方面，還要基于以往生產經驗，不斷對工藝進行調整優化，作為高質量制造的保障。并以高精度的設備儀器作為支持，對鐵心質量進行準確檢驗。更為重要的是要重視先進技術的引進，例如強力磁盤技術，對原有的生產制造工藝進行優化。

五、結束語

變壓器鐵心制造工藝技術性與專業性比較強，想要保證鐵心產品質量達到要求，必須要做好整個加工工程中每道工序的控制，通過對各個細節的有效調整，消除各種不確定隱患，提高整體制造效果。

參考文獻

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