WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣改造技術(shù)

楊振華

（國(guó)家能源集團(tuán)準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯010300）

WK35 電鏟適用于3 000 萬(wàn)t 級(jí)別的大型露天礦的剝離和采裝作業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)斗容35 m3，生產(chǎn)效率可達(dá)4 200 m3/h，是國(guó)家能源準(zhǔn)能集團(tuán)黑岱溝、哈爾烏素兩露天礦區(qū)的主要煤炭采掘設(shè)備。多年來(lái)由于露天礦區(qū)產(chǎn)量的不斷增加，WK35 電鏟使用率提高，電鏟上各類(lèi)電氣絕緣的不斷老化，新的電氣問(wèn)題不斷出現(xiàn)，其中WK35 電鏟電抗器相間放電、絕緣層損壞、線圈燒毀等現(xiàn)象不斷地出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了露天礦區(qū)WK35 電鏟的日常作業(yè)任務(wù)。

WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣墊，采用的是聚四氟乙烯T 型墊，但是長(zhǎng)時(shí)間處在高溫、抖動(dòng)等環(huán)境下，老化極其嚴(yán)重，大部分以出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。電抗器在絕緣老化、空氣中存在粉末碳的情況下，極易發(fā)生電氣故障，最常見(jiàn)的就是相間放電，通過(guò)檢修人員對(duì)電抗器的不斷研究探索，對(duì)WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣層進(jìn)行加強(qiáng)改造，極大地提高了拉緊螺桿絕緣等級(jí)，提高了WK35 電鏟電抗器的使用壽命，節(jié)約了大量的維修成本，同時(shí)也提高了WK35 電鏟的出動(dòng)率。

1 WK35 電鏟電抗器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及故障

1.1 WK35 電鏟電抗器結(jié)構(gòu)

WK35 電鏟電抗器主要為三相鐵心干式電抗器，WK35 電鏟電抗器正面和側(cè)面結(jié)構(gòu)圖如圖1。

WK35 電鏟電抗器結(jié)構(gòu)圖中H 電抗器高度為760 mm，電抗器寬度L 為530 mm，左、右兩側(cè)鐵芯的表示距離L0為250 mm，電抗器線圈兩接線端子的距離R 為370 mm，電抗器底座兩安裝孔間的距離R0為250 mm。

圖1 WK35 電鏟電抗器正面和側(cè)面結(jié)構(gòu)圖

1.2 WK35 電鏟電抗器特點(diǎn)

電抗器為三相鐵芯干式電抗器；鐵芯采用的是優(yōu)質(zhì)低損耗進(jìn)口冷軋取向硅鋼片，鐵芯柱是由多個(gè)氣隙分成均勻小段，氣隙采用環(huán)氧層玻璃布板作間隔，以保證電抗氣隙在運(yùn)行過(guò)程中不發(fā)生變化；線圈采用H 級(jí)漆包扁銅線繞制，排列緊密且均勻具有極佳的美感且有較好的散熱性能；電抗器芯柱部分緊固件采用無(wú)磁性材料，確保電抗器具有較高的品質(zhì)因數(shù)和較低的溫升，確保具有較好的濾波效果；外部部件都采取了防腐蝕的處理，接線端子采用的是銅質(zhì)端子；該電抗器與同類(lèi)電抗器相比較具有體積小、質(zhì)量輕、外觀美等特點(diǎn)[1]。

WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿的作用是保證電抗器運(yùn)行時(shí)上下鐵軛與鐵芯穩(wěn)定的氣隙，即保證電抗器在運(yùn)行過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；作為整個(gè)電抗器的連接組件，起到承受電抗器整體質(zhì)量和裝配過(guò)程中緊固各部件的作用。

1.3 WK35 電鏟電抗器故障

WK35 電鏟電抗器由于運(yùn)行年限的增長(zhǎng)，設(shè)備受其運(yùn)行環(huán)境的影響，電抗器的電氣絕緣強(qiáng)度降低，在負(fù)載運(yùn)行高電流的情況下，發(fā)生線圈匝間、相間放電現(xiàn)象，甚至還會(huì)發(fā)生絕緣高溫?zé)龤КF(xiàn)象[2]?，F(xiàn)有的電抗器拉緊螺桿的T 型絕緣墊在電鏟運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生經(jīng)常出現(xiàn)破損現(xiàn)象，在檢修過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)：電抗器拉緊螺桿在擰緊過(guò)程中，在還沒(méi)有達(dá)到規(guī)定扭矩值時(shí)，就極易發(fā)生碎裂現(xiàn)象，使得電抗器加劇了損耗，嚴(yán)重影響了電產(chǎn)電抗器運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2 WK35 電鏟電抗器改造工藝

2．1 WK35 電鏟電抗器分解

WK35 電鏟電抗器分解步驟：①使用型號(hào)為3/4扳手與套筒，將電抗器上下拉緊螺栓拆卸，共計(jì)4 根拉緊螺栓，將螺栓、螺母、墊片放置在指定的配件盒內(nèi)；②使用吊鉤和天車(chē)，將上層的鐵軛吊運(yùn)下，注意調(diào)運(yùn)過(guò)程中垂直吊下，避免調(diào)運(yùn)過(guò)程中將鐵軛玻璃布板固定槽損壞[3]；③將其余電抗器吊運(yùn)到烘干箱內(nèi)，溫度調(diào)至100 ℃，加熱時(shí)間為6 h，隨時(shí)觀察溫度變化，防止溫度升高損壞電抗器的鐵芯絕緣，加熱過(guò)程中軟化電抗器內(nèi)的浸漬漆，為拆卸電抗器內(nèi)玻璃絲固定簽做準(zhǔn)備；④加熱完成后將電抗器吊運(yùn)出烘干箱，使用鉗子、手錘、墊木打棒等工具，將電抗器內(nèi)線圈的玻璃絲固定簽的卡口依次拆卸下來(lái)，再將線圈的玻璃絲固定簽拆卸下來(lái)，拆卸過(guò)程中做好位置的標(biāo)記，拆卸過(guò)程中避免線圈和鐵芯的損傷[4]；⑤將電抗器線圈整體吊運(yùn)出來(lái)，這樣拆卸電抗器能夠在極大的程度上保護(hù)線圈的絕緣和鐵芯的完整性，避免后期檢修工作量的增加。

2．2 WK35 電鏟電抗器線圈試驗(yàn)

對(duì)WK35 電鏟電抗器線圈進(jìn)行試驗(yàn)，WK35 電鏟電抗器線圈試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 WK35 電鏟電抗器線圈試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)結(jié)果

2．3 WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣改造

WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣改造工藝：①使用3/4 英寸扳手與套筒，將電抗器鐵軛上的6 根拉緊螺栓拆卸，使用剃刀、砂紙將螺栓上的絕緣殘留處理干凈，做到螺桿表面清潔無(wú)殘留；②使用環(huán)氧樹(shù)脂為粘接材料，均勻的涂抹在鐵軛拉緊螺桿上[5]；③使用裁紙刀將聚四氟乙烯薄板裁剪成長(zhǎng)190 mm、寬41 mm 的長(zhǎng)方形形狀6 塊，將6 塊裁好的聚四氟乙烯薄板卷在6 根拉緊螺栓上；④使用φ1 mm 的銅絲，由螺栓的一端起頭，均勻纏繞在聚四氟乙烯薄板上，起到固定聚四氟乙烯薄板的作用；⑤常溫下使環(huán)氧樹(shù)脂凝結(jié)后，將聚四氟乙烯薄板上的銅絲拆卸下來(lái)。

WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣墊片制作：選用厚度為1 mm 的聚四氟乙烯薄板，裁剪成內(nèi)徑為15 mm、外徑為34 mm 的同心圓墊片24 個(gè)，2 個(gè)為1 組使用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行粘接，待環(huán)氧凝結(jié)后，新的絕緣墊片就制作完成，共計(jì)12 個(gè)聚四氟乙烯墊片。WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣改造所需材料:①3092 環(huán)氧樹(shù)脂100 g；②厚1 mm、寬50 mm 聚四氟乙烯薄板2.3 m；③φ1 mm 銅絲2 m。

WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣改造使用美國(guó)生產(chǎn)的3092 型環(huán)氧樹(shù)脂，分為2 個(gè)瓶裝部分混合使用，使用時(shí)將第2 部分瓶裝材料混合在第1 部分瓶?jī)?nèi)，使用前攪拌使其充分混合，并且溫度要保持在16 ℃以上，以便環(huán)氧樹(shù)脂的固化。環(huán)氧樹(shù)脂材料的特性：①環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在，使其對(duì)各種物質(zhì)具有很高的黏附力，環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)的收縮性低，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，這也有助于提高粘附強(qiáng)度；②固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優(yōu)良絕緣材料；③固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有優(yōu)良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性；④固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有優(yōu)良的力學(xué)性能。

聚四氟乙烯材料的特性：①聚四氟乙烯在-196～260 ℃的較廣溫度范圍內(nèi)均保持優(yōu)良的力學(xué)性能；②具有極高的耐化學(xué)腐蝕性能；③具有優(yōu)異的電氣絕緣性能，是理想的C 級(jí)絕緣材料，報(bào)紙厚的一層就能阻擋1 500 V 的高壓[6]。

2．4 WK35 電鏟電抗器組裝

WK35 電鏟電抗器組裝步驟：①將電抗器鐵軛上的6 根拉緊螺栓穿入鐵軛的螺栓孔內(nèi)，穿入前、后每1 個(gè)螺栓都?jí)|好聚四氟乙烯墊片，使用3/4 英寸扳手與套筒將螺母擰緊；②將線圈放入烘干箱內(nèi)加熱100℃，加熱時(shí)間6 h，加熱完成后，將線圈吊運(yùn)至電抗鐵芯上，安裝時(shí)注意避免線圈與鐵芯磕碰，造成線圈絕緣損傷；③將拆卸下的玻璃絲固定簽表面使用砂紙打磨干凈，避免表面毛刺、漆塊，在裝入的過(guò)程中將線圈絕緣層損傷；④按照拆卸時(shí)玻璃絲固定簽的位置，使用手錘、鉗子等工具將玻璃絲固定簽裝入線圈內(nèi)，再依次將玻璃絲固定簽的卡口安裝好；⑤使用吊鉤和天車(chē)，將上層的鐵軛吊運(yùn)至鐵芯上方，注意調(diào)運(yùn)過(guò)程中垂直下落，放置在鐵軛玻璃布板固定槽內(nèi)，調(diào)運(yùn)過(guò)程中要注意鐵軛玻璃布板固定槽，避免損壞；⑥使用3/4 英寸扳手與套筒，將電抗器上下拉緊螺栓安裝固定好。整個(gè)安裝的過(guò)程中隨時(shí)觀察鐵芯是否存在錯(cuò)位，如發(fā)現(xiàn)鐵芯存在錯(cuò)位現(xiàn)象，立即使用工具進(jìn)行修整，避免真空浸漆后，鐵芯難以修復(fù)。

2．5 WK35 電鏟電抗器真空浸漆

WK35 電鏟電抗器真空浸漆對(duì)浸漬漆的選用要求：①浸漬漆的黏度要適中，固定物含量要高；②浸漬漆表面固化快，干燥性好，有彈性；③浸漬漆要有較高的電氣性能；④浸漬漆必須化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)導(dǎo)體和其他材料具有較好的相容性[7]。

使用天車(chē)將裝配好的WK35 電鏟電抗器放入烘干箱內(nèi)，溫度調(diào)節(jié)為100 ℃，加熱的時(shí)間為4 h，目的是為了將電抗器線圈內(nèi)部的潮氣和水分加熱散發(fā)出去。待達(dá)到調(diào)節(jié)好的時(shí)間后，將電抗器再次吊運(yùn)出去，放置在檢修場(chǎng)地的鐵盤(pán)上，待電抗器自然冷卻至表面的溫度達(dá)到60 ℃左右后，浸漆前先用空壓機(jī)風(fēng)管將電抗器表面和內(nèi)部吹干凈，做到電抗器無(wú)灰塵、雜質(zhì)，避免浸漆后灰塵和雜質(zhì)附著在電抗器上，影響電抗器的性能。

將電抗器吊運(yùn)至專(zhuān)用的浸漆筐內(nèi)，用天車(chē)將浸漆筐吊入打開(kāi)的浸漆罐內(nèi)，關(guān)閉浸漆罐蓋，打開(kāi)輸漆罐與浸漆罐間閥門(mén)，輸漆罐加壓，將浸漬漆壓入浸漆罐內(nèi)，輸漆完成后，關(guān)閉輸漆罐與浸漆罐間閥門(mén)，打開(kāi)浸漆罐上真空閥與真空泵，浸漆罐內(nèi)進(jìn)行抽取真空，抽真空成后保持浸漆罐內(nèi)真空狀態(tài)30 min，打開(kāi)輸氣閥，再對(duì)浸漆罐進(jìn)行輸氣加壓，保持壓力表的數(shù)值為0.5 MPa 左右，壓力保持時(shí)間為2 h，以保證浸漬漆壓入線圈與鐵芯上。

以上的浸漆工作完成后，打開(kāi)輸氣閥使浸漆罐內(nèi)氣壓恢復(fù)為正常大氣壓，打開(kāi)浸漆罐蓋，然后使用天車(chē)將電抗器浸漆筐吊出，在浸漆罐上方保持控漆15 min，控漆過(guò)程中要注意通風(fēng)，保持周?chē)諝馔〞?，避免發(fā)生人員浸漬漆中毒事件。

將浸漆筐放入烘干箱內(nèi)，調(diào)節(jié)好溫度為100 ℃，加熱時(shí)長(zhǎng)6 h。加熱工作結(jié)束后對(duì)電抗器進(jìn)行二次浸漆，第2 次浸漆的時(shí)間為2 h，第2 次浸漆完成后繼續(xù)吊運(yùn)浸漆筐放入100 ℃烘干箱內(nèi)加熱，二次加熱時(shí)間變?yōu)?0 h，更好的固化電抗器內(nèi)的浸漬漆。

2．6 WK35 電鏟電抗器試驗(yàn)

對(duì)WK35 電鏟電抗器進(jìn)行整體試驗(yàn)，WK35 電鏟電抗器試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2[8]。

表2 WK35 電鏟電抗器試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)表1 和表2 的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)WK35 電鏟電抗器的各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)都得到了非常大的提升，表明在WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣改造技術(shù)上取得了成功，極大地提升了WK35 電鏟電抗器的絕緣等級(jí)。

3 結(jié) 語(yǔ)

為了解決WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿T 型絕緣墊年久損壞、相間放電的問(wèn)題，研究出新的T 型絕緣墊改進(jìn)工藝，解決了WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿T型絕緣墊年久失修的問(wèn)題。不僅增加了WK35 電鏟電抗器的使用壽命，降低了維修成本，而且提高了露天礦WK35 電鏟的出動(dòng)率，為黑岱溝露天礦和哈爾烏素露天礦創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。