新安江電廠定子線棒焊接工裝改進(jìn)

余國(guó)良 于淼

摘 要：銀銅焊機(jī)主要應(yīng)用于大中型發(fā)電機(jī)定子線棒改造、絕緣降低甚至擊穿時(shí)上端部和下端部連接板的焊接，以及發(fā)電機(jī)定子線圈半成品制作時(shí)端部的焊接工作。焊接后無(wú)氣孔，夾渣，表面光滑，測(cè)其接觸電阻不應(yīng)大于2μΩ的電阻值。采用該焊機(jī)可以簡(jiǎn)化工藝，節(jié)約成本，縮短焊接時(shí)間，且對(duì)線棒絕緣無(wú)損害，能提高發(fā)電機(jī)定子線圈焊接質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：定子線棒 絕緣 銀銅焊機(jī) 焊接質(zhì)量

中圖分類(lèi)號(hào)：TM30 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）07（c）-0047-02

新安江電廠作為華東電網(wǎng)第一調(diào)頻廠，機(jī)組運(yùn)行時(shí)對(duì)定子的運(yùn)行溫度和絕緣均有較高要求。若機(jī)組運(yùn)行時(shí)發(fā)生定子絕緣發(fā)生擊穿事故，則需在短時(shí)間內(nèi)處理完畢并恢復(fù)運(yùn)行，但筆者工廠焊接定子線棒端部的銀銅焊機(jī)無(wú)法滿足該要求。

1 原銀銅焊機(jī)

1.1 簡(jiǎn)介

機(jī)組增容改造時(shí)發(fā)電機(jī)容量有72500kW增至95000kW，定子額定電流增大，線圈股徑從2.4×5.99mm2增至2.55×7.1mm2，對(duì)焊接時(shí)的接觸面積增大，故連接銅板端部加厚約5mm，焊接方式由錫焊改為銀銅焊。銀銅焊具有線棒接頭耐熱性能加強(qiáng)、接觸電阻降低、導(dǎo)電能力加強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，提高了發(fā)電機(jī)定子線圈焊接質(zhì)量。銀銅焊機(jī)作為定子線棒、連接梁、匯流排母線的焊接工具，設(shè)有1.35倍過(guò)流、斷水、90℃水溫過(guò)熱、70℃變壓器溫度過(guò)熱等保護(hù)。在定子線棒改造，絕緣損壞甚至擊穿時(shí)使用，對(duì)線棒端部進(jìn)行焊接，焊后無(wú)氣孔，夾渣，表面光滑，且直流電阻合格，滿足運(yùn)行要求。原銀銅焊機(jī)整體尺寸為960mm×900mm×700mm，轉(zhuǎn)子輪臂孔為扇形，若定子下端部線棒絕緣損壞或擊穿是銀銅焊機(jī)無(wú)法放至下風(fēng)洞，定子線棒下端部無(wú)法進(jìn)行焊接。

1.2 原銀銅焊機(jī)存在的缺陷

1.2.1 安全性

（1）焊機(jī)較為笨重，且機(jī)組機(jī)架處空間較為狹小，搬運(yùn)過(guò)程中易砸傷工作人員，同時(shí)焊機(jī)導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動(dòng)可能造成焊機(jī)翻倒，威脅人身、設(shè)備安全。

（2）定子線棒焊接位于上風(fēng)洞或定子機(jī)架上，空間小，溫度高，且焊接和牛頭尺寸都較大，焊接時(shí)需要旋轉(zhuǎn)角度，使得牛頭對(duì)準(zhǔn)銅板，易發(fā)生燙傷的危險(xiǎn)。

1.2.2 工作質(zhì)量

（1）此設(shè)備的牛頭尺寸較大，每個(gè)接頭要焊接兩遍，牛頭需要進(jìn)退兩次，尺寸較大易發(fā)卡，造成碳精塊變形嚴(yán)重，接觸面積變小，影響加熱效果。

（2）銀銅焊條經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間加熱，會(huì)融化并流到定子線棒下部，使焊縫不能被完全填滿，造成運(yùn)行時(shí)損耗電流增大，端部發(fā)熱。加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致銅板燒穿，需要重新進(jìn)行焊接，延長(zhǎng)檢修時(shí)間。

（3）焊接效果在于選擇最佳的焊接電流和焊接時(shí)間。而如何掌握好電流與時(shí)間的關(guān)系，全憑直觀和經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷。

1.2.3 工作效率

（1）此設(shè)備夾具笨重，風(fēng)水管分的管路過(guò)多，移動(dòng)或是換位都十分不便，給工作帶來(lái)不少麻煩。

（2）此設(shè)備焊接工作電流較小，焊接1根連接銅板需要2min，加熱時(shí)間較長(zhǎng)。

（3）碳精塊易變形，需要進(jìn)行修磨，延長(zhǎng)工作時(shí)長(zhǎng)。

1.2.4 實(shí)用性

設(shè)備的尺寸較大，定子線棒下端部搶修時(shí)，焊機(jī)無(wú)法運(yùn)至到下風(fēng)洞，搶修工作無(wú)法進(jìn)行。

1.3 改造的必要性

該廠作為華東電網(wǎng)的第一調(diào)峰、調(diào)頻電廠，其主要任務(wù)是保持電網(wǎng)電壓（低谷、輕負(fù)荷電壓在225～235kV，高峰負(fù)荷在226～236kV），頻率（49.95～50.05Hz）的范圍內(nèi)，并根據(jù)電力調(diào)度指令其指定的并網(wǎng)機(jī)組必須在10min內(nèi)調(diào)用預(yù)留發(fā)電容量，因此設(shè)備健康尤為重要。定子作為發(fā)電機(jī)的重要組成部分，其運(yùn)行狀況的好壞，直接影響機(jī)組的正常運(yùn)行。定子線棒發(fā)生絕緣損壞或擊穿，線棒的銅板分離、表面處理、整形、焊接工作需要較長(zhǎng)時(shí)間，機(jī)組需要退出備用，降低該廠備用容量和調(diào)節(jié)能力。且該廠所用的銀銅焊機(jī)尺寸較大，機(jī)組搶修時(shí)無(wú)法運(yùn)至下風(fēng)洞進(jìn)行焊接，定子線棒無(wú)法連接，大大延長(zhǎng)檢修時(shí)間。

2 新銀銅焊機(jī)

2.1 解決方案

為解決上述問(wèn)題，新安江電廠結(jié)合以往工作經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展技術(shù)研究，提供設(shè)備制造方案，并委托杭州福朗科技有限公司制造了新型銀銅焊機(jī)用于該廠定子線棒端部焊接工作。

新銀銅焊機(jī)為可編程銀銅焊機(jī)，是為新安江電廠搶修發(fā)電機(jī)定子線棒上端部和下端部連接板的焊接專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制作的。焊機(jī)分為主機(jī)和分機(jī)兩部分，主機(jī)由電氣控制部分組成；分機(jī)由變壓器和焊接機(jī)構(gòu)組成。主機(jī)和風(fēng)機(jī)的連接有電纜及氣源和水源，二者之間的距離為10m，連接部分可快速拆分。焊機(jī)電流分6檔，可根據(jù)實(shí)際加熱情況調(diào)整加熱速度，提高焊接質(zhì)量。

技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)：SMW-III；容量：100kVA電源電壓：AC220V或380V±15%；電源側(cè)電流：250～450A水源；最小流量：25L/Min；主變壓器冷卻方式：水冷卻；電纜冷卻方式：水冷卻；主機(jī)尺寸：820mm×650mm×550mm；風(fēng)機(jī)尺寸：800mm×600mm×300mm，重量：425kg。

2.2 焊接步驟

（1）打開(kāi)供水管切換閥，流量控制器應(yīng)動(dòng)作，夾鉗排水管應(yīng)有水流出。

（2）合上主電源開(kāi)關(guān)。

（3）在線棒端部的每一面貼一塊經(jīng)打磨光亮的連接板，每個(gè)接觸面間放一張與焊接面大小的厚0.2mm厚箔狀焊料，兩連接板與銅排焊接面為45mm，連接板位置對(duì)準(zhǔn)后，用大力鉗使之暫時(shí)固定。

（4）準(zhǔn)備焊接端大力鉗拿掉，線棒焊接面放于焊接夾鉗工作位置，手動(dòng)調(diào)節(jié)鉗口距離使之初步夾緊，要求鉗口炭精塊和要焊接的表面全部接觸。

（5）踩或手按腳踏開(kāi)關(guān)，交流接觸器合上，產(chǎn)生大電流。當(dāng)炭精塊變紅時(shí)，不斷間隔地動(dòng)作腳踏開(kāi)關(guān)，直至焊接部位漸呈深紅色為止，即焊箔熔化（約750℃左右）時(shí)。

（6）夾鉗保持半分鐘左右，適時(shí)添加φ2的銀焊絲，使之熔化，手動(dòng)壓緊，以加強(qiáng)接觸面，待焊縫冷凝后，松開(kāi)直鍵開(kāi)關(guān)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入“放送”狀態(tài)，再手動(dòng)松開(kāi)鉗口。連接板另一端大力鉗拿掉，按上述同樣步驟進(jìn)行焊接操作。

（7）焊接后用細(xì)砂布擦炭精塊接觸面，使其平整光滑，能延長(zhǎng)炭精塊的壽命，如果溫度過(guò)高而產(chǎn)生發(fā)光點(diǎn)時(shí)，就必須更換鉗口炭精塊。

（8）下部焊接，焊機(jī)座落在能承受其重量的地面上，夾鉗固定在專(zhuān)用的小車(chē)上，夾鉗的高低調(diào)節(jié)升降桿。

2.3 新銀銅焊機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

（1）新銀銅焊機(jī)體積小，在轉(zhuǎn)子不吊出的情況下，可通過(guò)轉(zhuǎn)子輪臂孔運(yùn)至發(fā)電機(jī)下風(fēng)洞，對(duì)定子下層線棒進(jìn)行焊接工作，并固定牢固。

（2）新銀銅焊機(jī)工作電流分6檔，可精確控制碳精塊的加溫速度和加熱溫度，精度較高，避免了因焊接時(shí)間長(zhǎng)材料流掉而焊縫填不滿的情況，或者是因焊接時(shí)間短而導(dǎo)致焊料沒(méi)有完全融化的情況，提高了工作效率和焊接質(zhì)量。

（3）新銀銅焊機(jī)升溫快，加熱時(shí)間短，焊接1根連接銅板需要0.5min，縮短檢修工期。

（4）新銀銅焊機(jī)操作部分和工作部分分開(kāi)，控制人員和操作人員可分開(kāi)進(jìn)行工作，可有效防止工作人員焊接時(shí)誤碰設(shè)備和工作人員燙傷，降低工作中的危險(xiǎn)因素。

（5）新銀銅焊機(jī)夾具仍采用碳精塊，但尺寸變小，不易變形，減少修磨次數(shù)，縮短工作時(shí)間的同時(shí)提高了工具的使用壽命。

3 結(jié)語(yǔ)

新銀銅焊機(jī)可有效應(yīng)用在機(jī)組檢修或搶修時(shí)，在轉(zhuǎn)子不吊出的情況下，對(duì)定子上、下層線棒的端部進(jìn)行焊接工作。同時(shí)該焊機(jī)加熱均勻，溫升速度穩(wěn)定，夾具熱穩(wěn)定性好，提高了定子線棒焊接效果，操作機(jī)構(gòu)與控制機(jī)構(gòu)分體，可有效保證工作安全性。該焊機(jī)尺寸較小，可在其他電廠進(jìn)行推廣。

參考文獻(xiàn)

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[3] SMW-III型銀銅焊機(jī)說(shuō)明書(shū)[S].