杭州杭发发电设备有限公司 311251
摘要：文章针对水轮发电机条式线圈端部结构以及并头绝缘、钎焊等相关技术进行详细分析，研究结果显示，接头采用银铜钎焊工艺具有一定优势，不仅机械强度较高，且具有较好的导电性能，加热时间较短，不会对绝缘产生较大的影响，操作较为便捷。不仅促使工艺得以简化，同时工时以及成本也能够得以节约，发电机定子线圈焊接品质也会有所提升。
关键词：水轮发电机；定子线圈；钎焊；绝缘工艺
文章以我公司生产水电机组SF-J25-10P/4250为例，将立式水轮发电机定子分为两瓣，保证3.38米的内径，25MW的单机容量，属于条式波绕组结构，在端部位置借助并头板式钎焊进行连接，使用云母带加包合搭接长度作为接头，将其放入到绝缘盒结构当中。机组运行过程中，会有大量热量产生，对绝缘的寿命会造成严重影响，同时也会对发电机出力进行限制，并头钎焊的质量会对接头以及线圈造成直接影响，导致引线出现局部烧断现象，中断正在运行的机组，使电站遭受到巨大损害。基于此，就需要将并头钎焊划为特殊工序中，对其品质进行严格控制，提升钎焊品质，为发电机正常运行提供一定基础。
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一、绕组并头的结构以及特点分析
在水轮发电机中，其条式波绕组直接连接于槽上以及下线棒的端头位置，这也是此种定子类型机组最为常用的并头套。盒型并头套以及无底直并头套是直并头套最为直接的连接方式。股线与并头套直接对接，并连接于铜板，实现端头股线搭接。在绿叶电站内就是使用盒型并头套以及铜板进行连接，在具体操作上，就是在线棒上、下层端头位置直接与铜板进行连接，选择使用的为斜并头套结构。极间连接线在与同一相但不同极性下同层线棒端头进行连接时，选择使用铜母线。
二、焊接性探究
绕组并头选择使用钎焊方式，为有效提升其品质，就需要控制好加热温度以及焊接的整体时间。如果温度较高，且钎料出现过强的流动性，增加对母材的溶蚀，就会导致过烧，促使钎焊金属粒增大，焊缝组织也会有疏松现象，严重影响其强度。相反，如果温度过低，就会延长焊接时间，导致线棒端部绝缘损坏。基于此，就需要在焊接时，保证有充足的冷却水，并保证冷却水恒温，一旦温度升高，就会有汽化现象，对焊接造成影响，需要及时停机检查，对水压进行冷却，并对水路进行检查，查看是否畅通无阻[1]。
三、钎焊工艺过程探究
将并头结构以及焊接性作为基础进行分析，在钎焊过程中，选择使用中频感应圈方式实施。钎焊时，首先需要做好防护，可以选择使用浸水石棉将线棒端部与焊接绝缘位置靠近的区域进行缠绕，使用石棉塞紧定子整圆的上、下层线棒间，相邻线棒间的位置，为避免有多余的焊料掉落，应将石棉布在施焊处位置铺好。其次，需要同时夹紧感应圈以及并头板，开通水源进行冷却，而后采用通电方式进行加热，在受到交变磁场的影响下，并头版的温度就会有所上升，促使银铜焊片逐渐熔化，而后需要将夹紧工具旋紧，在情况允许时可以使用多用夹钳对夹紧操作进行辅助，使发热能够保持均匀性。最后，需要采用较快速度将钎料添加到并头板下部的焊缝位置内，待到焊缝完全塞满后，就需要对上部焊缝以及立缝位置实施塞焊[2]。
为促使焊接品质以及焊缝的外观保持美观，就需要在断电后立即将焊料加入到焊缝内。在加热焊接时，还需要避免因温度过高将并头板烧熔，对线圈造成损坏，尽可能使用线棒接头进行焊接，保证在短时间内焊接温度就能够迅速提升，达到710摄氏度左右，温度升高后，并头板位置就会因发热转变为深红色。在此过程中，如果出现发白的亮点，就表示局部温度过高，在1000摄氏度以上，1080摄氏度是并头铜板的最高熔化温度，如果此时还继续加热，就会导致线圈以及并头板损坏，需要及时停止焊接工作。在完成钎焊施工后，不能马上将钳口位置松开，需要温度达到400摄氏度左右时，才能够将夹紧工具以及感应圈拆卸下来，对下一个接头进行钎焊施工。在此过程中，需特别注意钎焊完成后，需要将电源以及水源先后切断[3]。
四、绕组并头绝缘结构以及焊接工艺分析
在实施绝缘浇灌施工时，需要使用到绝缘盒结构。首先，需要对焊接接头做好清理工作，在检查符合要求后，将绝缘盒直接套在下端接头位置，借助堵漏板实施堵漏施工，同时，对绝缘盒的位置进行调节，在下方位置使用支架进行支撑，将环氧胶注入其中，将滴漏多余的流胶进行清理，在固化完成后，将堵漏工具一一撤出，对定子进行翻转，使上端转变为下端，再次实施绝缘操作。在此过程中，需要严格把控各个过程，在选择环氧胶时，需要保证要求严格，在材料的调配上不能有较大含水量，避免对干燥固化效果造成影响。在灌注环氧胶时，需要避免有气泡带入。如果工艺品质较差，就会造成绝缘盒盒口与线棒交接处出现故障[4]。
五、极间绝缘结构以及工艺流程
在对极间绝缘结构进行操作时，需要对接头毛刺并砂光铜母线进行修理，而后才能够实施包主绝缘施工。在具体施工时，需要严格按照产品图纸的设计结构进行，首先需要半叠包云母带12层，而后选择2层半叠包热收缩聚酯薄膜带，最后选择2-3层的叠包热收缩带。借助平整铁板对其进行压紧并夹紧，实施加热操作，带其温度达到（170±5）摄氏度时，就可以实施保温操作，时间为90分钟，以此实现固化[5]。
在操作结束后，需要及时将铁板拆除，并将热收缩带拆除，而后选择半叠包1层坡布带，将EM1504环氧气干漆进行涂刷，也就是需要对极间绝缘做好处理工作。在此过程中，需要保证地包绝缘均匀性，对固化温度以及时间做好掌控，保证其余图纸设计要求相符。
结语
综合上述分析可知，文章对水轮发电机条式线圈端部位置以及并头钎焊操作进行详细分析研究，同时探讨了绝缘等相关技术的焊接工艺，希望能够对生产工艺过程标准化提供一定借鉴，奠定相关工厂后期大容量发电机定子装配技术的发展进步，有效提升工厂相关受益。
参考文献
[1]胡波,梁智明,何明鹏等.大型贯流式水轮发电机定子线圈关键绝缘性能稳定性研究[J].上海大中型电机,2015,12(4):39-44.
[2]肖鑫,程方杰,张建优等.定子线圈电阻钎焊专用电极设计及钎焊工艺[J].焊接技术,2011,40(4):38-40.
[3]杜金程.宝泉抽水蓄能机组电动机／发电机定子线圈钎焊工艺研究[J].上海大中型电机,2012,14(2):12-14.
[4]全玉强,李波,蔺福民等.全氢冷发电机定子线圈接头补焊工艺[J].电机技术,2014,24(1):50-52.
[5]杜灿勋,桂卫华,周光厚等.大型全空冷水轮发电机定子线棒损耗和温度场综合计算[J].中国电机工程学报,2012,32(12):111-119.
论文作者:席帅
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/18
标签：钎焊论文; 定子论文; 线圈论文; 水轮发电机论文; 温度论文; 头套论文; 位置论文; 《防护工程》2017年第11期论文;