水輪發(fā)電機定子線圈端部釬焊及絕緣工藝探析

羅 菲

（南寧發(fā)電設(shè)備總廠，廣西 南寧 530031）

水輪發(fā)電機定子線圈端部釬焊及絕緣工藝探析

羅 菲

（南寧發(fā)電設(shè)備總廠，廣西 南寧 530031）

對水輪發(fā)電機條式線圈端部結(jié)構(gòu)及并頭釬焊、絕緣等方面的關(guān)鍵技術(shù)，作了初步的探析，認為采用的銀銅釬焊工藝的接頭，具有機械強度高、導電性能好的特點，且加熱速度快，對絕緣影響小，操作方便，簡化了工藝，節(jié)省了工時和成本，提高了發(fā)電機定子線圈的焊接品質(zhì)。

水輪發(fā)電機；定子線圈；釬焊工藝；接頭絕緣工藝

四川省理縣綠葉水電站的立式水輪發(fā)電機定子分為兩瓣，內(nèi)徑3.38m，單機容量30MW，為條式波繞組，端部采用并頭板式釬焊連接，接頭絕緣采用云母帶加包合搭接長度后，裝入絕緣盒結(jié)構(gòu)。

由于機組在運行時，產(chǎn)生熱量較多，嚴重影響絕緣壽命和限制發(fā)電機的出力，而并頭釬焊品質(zhì)直接影響接頭、線圈或引線局部燒斷，造成已在運行的機組突然停止運行，給電站造成重大損失。因此，并頭釬焊列為特殊工序，必須對該工序進行嚴格的品質(zhì)控制，保證釬焊品質(zhì)，就成為保證發(fā)電機正常運行的關(guān)鍵因素之一。

1 繞組并頭的結(jié)構(gòu)及特點

水輪發(fā)電機條式波繞組同槽上、下線棒端頭連接，采用直并頭套，是這種定子類型機組最常用的一種并頭套。直并頭套典型的連接結(jié)構(gòu)型式，有無底直并頭套、盒型并頭套。股線對接于并頭套內(nèi)，銅板連接，端頭股線搭接。綠葉電站選用的是盒型并頭套，銅板連接，就是將銅板直接與線棒上、下層端頭連接，結(jié)構(gòu)簡單。相鄰上、下層線棒端頭間連接，采用斜并頭套結(jié)構(gòu)。極間連接線連接同一相不同極性下的同層線棒端頭，采用銅母線制成。分別見圖 1、圖2、圖 3。

圖1 直并頭結(jié)構(gòu)

圖2 斜并頭套結(jié)構(gòu)

圖3 極間絕緣結(jié)構(gòu)

2 焊接性分析

繞組并頭采用釬焊，保證品質(zhì)的關(guān)鍵在于加熱溫度和焊接時間的控制。如果溫度過高，釬料流動性太強，對母材的熔蝕加重，引起過燒使釬焊金屬粒長大，導致焊縫組織疏松，強度降低等現(xiàn)象；溫度過低時，焊接時間就過長，線棒端部絕緣容易燒壞。

因此，在整個焊接過程中，必須保證冷卻水的暢通，并隨時注意冷卻水的溫度保持，若溫度過高，如出水有汽化現(xiàn)象，應立即停機檢查冷卻水壓，并檢查水路是否暢通。

3 釬焊工藝過程

根據(jù)并頭的結(jié)構(gòu)及焊接性分析，采用中頻感應圈式的方法進行釬焊。

首先要做好防護措施——用浸水的石棉（以不滴水為宜）纏好線棒端部靠近焊接部分的絕緣，沿定子整圓在上、下層線棒之間，及相鄰線棒間，用石棉布塞緊，同時為防止掉多余的焊料，施焊處地上應鋪好石棉布。

將感應圈和并頭板一同夾緊，先通水開始冷卻，再通電加熱，在交變磁場作用下，并頭板溫度升高，銀銅焊片逐漸熔化后，繼續(xù)旋緊夾緊工具，必要時可采用多用夾鉗輔助夾緊，以保證發(fā)熱均勻，迅速對并頭板下部的焊縫填加釬料，直到焊縫填滿后，再對上部焊縫和立縫進行塞焊。

為保證焊接品質(zhì)和焊縫的外觀，可在停掉電源后的短時間內(nèi)，再次向焊縫填加焊料。加熱焊接過程中應防止溫度過高燒熔并頭板，燒壞線圈，盡量使線棒接頭在最短的時間內(nèi)達到焊接溫度（約710℃），表現(xiàn)為并頭板均勻發(fā)熱成深紅色。如有發(fā)白的亮點，表明局部溫度已超過1000℃，而并頭銅板的熔化溫度為1080℃，若繼續(xù)加溫，將燒壞線圈和并頭板，應立即停止焊機。成功釬焊完后，不應立即松開鉗口，待溫度降至400℃，即可拆卸感應圈及夾緊工具，進行下一個接頭的釬焊。堅持焊完后先斷電、后斷水的原則。

4 繞組并頭的絕緣結(jié)構(gòu)及工藝過程

采用絕緣盒結(jié)構(gòu)進行絕緣澆灌工序。先清理好焊接的接頭，經(jīng)全面檢查合格后，將下端接頭套上絕緣盒，使用堵漏板進行堵漏，調(diào)整好絕緣盒的位置，下面用支架托住，固定好，注入環(huán)氧膠，清理滴漏的多余流膠，等固化后，撤去堵漏工具，翻轉(zhuǎn)定子，將上端變?yōu)橄露?，同樣再進行這一端的絕緣處理。

在整個過程中，首先環(huán)氧膠的選擇要嚴格，調(diào)配的材料不能含水量大，否則影響干燥固化效果。而環(huán)氧膠的灌注，要避免帶入氣泡。此工藝品質(zhì)不良，會使絕緣盒盒口與線棒相交處容易成為絕緣故障點。

5 極間絕緣結(jié)構(gòu)及工藝過程

首先要修銼接頭毛刺并砂光銅母線，然后進行包主絕緣。按照產(chǎn)品圖紙設(shè)計的結(jié)構(gòu)，先半疊包云母帶12層，再半疊包熱收縮聚脂薄膜帶2層，接著疊包熱收縮帶2～3層。用平整鐵板夾緊并壓緊，加熱至（170±5）℃，保溫90min進行固化。

結(jié)束后拆開鐵板，拆去熱收縮帶，再半疊包1層坡布帶，刷EM1504環(huán)氧氣干漆，即完成極間絕緣處理。整個過程中，需均勻地包絕緣，控制好固化溫度及時間，完全能達到圖紙設(shè)計的要求。

6 結(jié)束語

本文對水輪發(fā)電機條式線圈端部結(jié)構(gòu)及并頭釬焊，絕緣等方面的關(guān)鍵技術(shù)，進行了初步探析，旨在加深對其生產(chǎn)工藝過程的優(yōu)化及標準化，為工廠以后在大容量發(fā)電機定子裝配技術(shù)方面更上一層臺階打下基礎(chǔ)。

[1]GB/T8564-2003，水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范[S].

[2]徐 波.大型汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子線圈中頻感應釬焊工藝研究[J].上海大中型電機，2008，（3）：32—33.

[3]白延年.水輪發(fā)電機設(shè)計與計算[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990.

Analysis of Plant Leaves the End of the Stator Coil and Insulation Technology Brazing

LUO Fei
(Nanning Generating Equipment General Works，Nanning530031,China)

Article of the hydro-coil structure and the end of the first and brazing,insulation and other aspects of key technologies,made a preliminary Analysis,that the use of silver-copper brazing joints with high mechanical strength,good conductivity features,and fastheating,the insulation effect is small,easy to operate,to simplify the process,saving hours of work and cost,improve the quality of the welding generator stator coil.

head and the structure of brazing process；the joint insulation technology

TM 305.1

B

1672-545X（2011）09-0096-02

2011-06-26

羅 菲（1982—），女，湖南衡陽人，助理工程師，主要從事水輪發(fā)電機制造工藝工裝技術(shù)的研究。