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1、超高压输配电设备用换位导线产产品品试试制技制技术总结报术总结报告告一、前言一、前言纸包线和组合导线作为变压器的绕组有一百余年的历史，由于其生产过程简单，技术含量低，价格又低廉，故而在市场上的生命力延续至今。随着电力事业的不断发展，对输配电设备的要求也不断提高，已逐步向超高压、大容量变压器的方向发展；而换位导线作为变压器的绕组材料，是纸包线的深加工产品。同纸包线等其它绕组材料相比，可以缩小铁窗尺寸，增加槽满率，从而可以缩小整机体积、节省用料；变压器制造过程中也由于绕制方便可以大大降低成本及出现质量问题的机率；而变压器在运行过程中又由于降低了涡流损耗及循环电流损耗而可以大大增加了经济效益和社会效益
2、。但是变压器在发生突发短路，瞬间电流过大时，对变压器绕组的外部线圈要求有极好的抗拉强度，内圈要求有极好的抗弯强度 ；而我们此次开发的超高压输配电设备用换位导线系列产品就可以很好的解决这个问题。将通过特殊工艺处理的半硬自粘性芯线制成一个整体，这样不仅由于芯线为半硬线大大提高了抗拉强度，其屈服极限比普通线将近翻了一番；而粘结成整体的线圈又大大增强了抗弯能力，其抗弯强度比普通换位导线提高了 3 倍以上。同时随着变压器往超高压、大容量方向发展，在大容量的变压器中，低压绕组匝间电压很低，由于漆包线在变压器中漆膜绝缘质量已有相当水平，在需在部分电场强度较高的地方，用局部衬垫或其它加强绝缘的方法，就可以达到
3、绝缘的目的，这样可以省去绝缘纸层，缩小换位导线的外形尺寸。另一方面，低压绕组虽匝间电压很低，但电流密度却很大，在变压器运行或出现故障时，要承受很大的电磁力的冲击，所以对换位导线的整体性要求很高，因此采用网格带对换位线芯进行包扎制成的无纸网格捆绑型换位导线由于没有绕包外绝缘纸，所以换位导线中的漆包扁线直接与变压器油接触，大大降低了热阻，改善了线圈的散热功能，可缩小绕组的冷却面，改善绕组的空间因素、有利于缩小变压器尺寸，提高变压器的效率，降低制造成本。为了满足国内各大变压器及合资变压器公司对电磁线的需求，适应激烈的市场竞争力，提高公司的知名度，公司决定开发试制半硬纸绝缘热粘合缩醛漆包换位导线、网格
4、捆绑型换位导线、NOMEX 纸双层加强绝缘 NOMEX 纸双层加强绝缘网格捆绑型自粘缩醛漆包换位(半硬)导线等一系列超高压输配电设备用换位导线产品，并组织成立了专门的攻关小组，从技术条件的确定、工艺文件的准备、工艺措施的完善、材料筛选、设备的改进等工作力争做到尽量完善，采用先进的技术、试制出质量一流的产品！二、二、项项目来源目来源湖南湘能电工股份有限公司有限公司产品试制计划任务书三、三、产产品品结结构构设计设计此次我公司试制的半硬纸绝缘热粘合缩醛漆包换位导线是500kV 及以上超高压变压器用的电磁线。该产品是由 29 根 1.45*6.7的半硬自粘漆包线按两列的顺序经平行换位后形成的矩形导线，
5、然后再绕包 6 层 0.075mm 乐山高密度纸和 1 层 0.075mm 美国丹尼松纸的电磁线。绕包方式为内外层重叠绕包，重叠宽度2mm，其余层间隙绕包，间隙宽度2mm。导线最大外形尺寸为：26.20mm*15.01mm。以该型号规格换位导线代替超高压输配电设备用的电磁线换位导线系列产品。四、原材料、四、原材料、设备设备、工、工艺艺流程流程1、主要原材料光亮铜杆 由本公司上引车间自制或江西铜业公司提供环氧自粘漆 由天津瑞中特种电工材料有限公司提供聚乙烯醇缩甲醛漆 由天津瑞中特种电工材料有限公司提供500KV 匝间绝缘纸 美国丹尼松纸 2、生产设备清单主要生产设备清单序 号设 备 类 型设 备
6、 名 称数 量生 产 厂 家购置 日期使用 状况15 工位精密轧机1德国伯勒精 密轧机公司20097待用2生 产 设 备八模拉丝机 （LB500/8）1天津宏泰电 工机械厂2001.8完好3五模拉丝机 （LHD700/5）1常州武进电 工机械厂1995.4完好4退火炉（AG-900）1苏州东升电 炉厂1995.4完好5交流对焊机（UN-10）2湘潭电机厂 二分校2001.12完好6交流对焊机（UN-5）2湘潭电机厂 二分校2001.12完好7换位导线机组 (HW-)2上海电工机 械厂2001.3完好8立式漆包机 （LQB2+4-900/700）2天津宏泰电 工机械厂2001.3完好9立式扁线漆
7、包机 （LWB/2-3+3/12+12）3无锡同创机 械科技有限 公司2007.8完好10单、复合导线纸包设备 （FZ）10上海峙奥机 械200712完好11铜杆连续挤压生产线 LJ-3003大连铁道学 院联杰科贸 公司20063 20081完好12上引法无氧铜杆连铸机 组（SL10-QL-SA-B-8 型）1上海浦东钧 艺机械制造 有限公司20076完好13蜘蛛系换位导线机组 （HW-IV-16 型）120084完好14蜘蛛系换位导线机组 （HW-IV-32 型）1上海无品机 械厂20084完好15换位导线机 （HW-II-64 型）120089完好16换位导线机 （HW-II-32 型）1
8、上海电工机 械厂20013完好17意大利进口换位导线机 组（TH5.b 型-96 型）1Proteco sas 公司20097待用18H650 切纸机1上海兴安机 械厂2001.9完好主要检测设备清单序 号设备 类型设 备 名 称生 产 厂 家1QJ36 直流电桥上海电表厂2QJ44 直流双臂电桥上海电表厂3检测CMT-4204 微机控制电子万能 试验机珠海三思技术有限公司4CMT-6504 微机控制电子万能 试验机珠海三思技术有限公司5DCX-3 电磁线电压试验仪衡阳市鸿虎仪器机械公司6DQS-15KV 电磁线电压试验仪长沙湘鸿仪器机械有限公 司7HQX-V 微机单向刮漆试验仪衡阳市鸿虎仪器
9、机械公司8HRJ-软化击穿试验仪衡阳市鸿虎仪器机械公司9HJD-急拉断试验仪衡阳市鸿虎仪器机械公司10HTJ-IV 回弹角试验仪衡阳市鸿虎仪器机械公司11SCL-伸长率测试仪衡阳市鸿虎仪器机械公司12HBN-漆包线剥皮试验仪衡阳市鸿虎仪器机械公司13DCX-2 电磁线柔软度试验仪衡阳市鸿虎仪器机械公司14DZKW-4 电子恒温水浴锅衡阳市鸿虎仪器机械公司15101-1、50300恒温老化箱上海金桥科技仪器厂16HGL-III 微机高压漆膜连续性 试验仪衡阳市鸿虎仪器机械公司17QTQ-03A 电缆探测仪中国北京邮电工业学校实 验工厂18TG328A 精密天平上海天平仪器厂19025mm 千分尺
10、上海量具刃具厂200300mm 电子数显游标卡尺广陆数字测控股份有限公 司21WFG-5 往复刮漆试验仪衡阳市鸿虎仪器机械公司22WGQ-60 往复刮漆试验仪长沙湘鸿仪器机械有限公 司 23500V 兆欧表北京远东仪表有限公司 24换位导线在线短路检测仪自制25漆包线粒子在线检测仪长沙湘鸿仪器机械有限公 司 26精轧机尺寸在线检测仪德国伯勒精密轧机公司27带压力的外形尺寸检测装置长沙湘鸿仪器机械有限公 司28设备漆包线介质损耗仪长沙湘鸿仪器机械有限公 司29高温拉伸烘箱珠海三思技术有限公司 30高温弯曲油槽珠海三思技术有限公司、生产工艺流程图铜杆性能检测拉丝性能检测漆包性能检测换位性能检测包装
11、入库五、五、产产品生品生产产技技术术关关键键及解决措施及解决措施1、半硬裸铜扁线的主要技术关键a）单根导线尺寸生产范围：a 边 1.003.55 b 边 2.0014.00 所有应用于换位导线线芯的铜扁线尺寸必须符合GB/T7095-2008漆包扁绕组线和 Q/OKYK0092001半硬纸绝缘热粘合缩醛漆包换位导线要求。b）所有应用于换位导线线芯的裸铜扁线表面必须表面光滑、无毛刺起皮等任何影响产品质量的缺陷。c）裸铜扁线的屈服强度C1 Rp0.2(100180)N/mm2；C2Rp0.2(181220)N/mm2 C3 Rp0.2(221260)N/mm2。（如客户有特殊要求，按客户要求生产）
12、。d）裸铜扁线的电阻率0.017241.mm2/m。2、半硬裸铜扁线技术关键的解决半硬裸铜扁线是裸铜扁线在原有工艺的基础上经过特殊处理后制成半硬导线，其屈服极限值 Rp0.2可比普通线高出一倍多。裸铜扁线的屈服强度分三个档次:C1 Rp0.2(100180)N/mm2；C2Rp0.2(181220)N/mm2 C3 Rp0.2(221260)N/mm2。屈服强度小于 180Mpa 时采用在漆包线生产时直接压裸线来控制，屈服强度大于 180Mpa 以上的则通过二次拉制法来控制，如果采用的是挤压机生产则由挤压机的半硬装置直接压裸线控制。此次我公司试制的线规其屈服极限值 Rp0.2为210N/mm2
13、，为达到此要求，我公司采用二次拉制法来完成。首先拉制坯料，然后对坯料进行退火处理，退火后再将坯料拉制成成品，通过二次拉制中裸铜扁线产生的变形大小来控制半硬值（屈服强度）的大小。因此，我们规定了坯料尺寸大小为 1.58mm*6.8mm,同时为了确保整批线半硬值的稳定性,使其偏差在 020%的范围内,我们还规定了坯料尺寸的公差为 a0.01mm，b+0.02/-0.01mm，成品尺寸公差为 a+0/-0.025mm，b+0/-0.04mm。这样通过坯料与成品尺寸的匹配（大一点的坯料配合大的成品模，小一点的坯料配合小的成品模）来减小半硬值的波动范围，完全可以保证在 020%的范围内（即 210252
14、 Mpa）。试制实验数据显示：通过这种二次拉制法生产，该批半硬线的半硬值比较均匀，浮动范围在 210232 之间，半硬值的稳定性偏差在 010%的范围内。因此可以说明对于屈服强度大的半硬线采用二次拉制法是对半硬值比较好的控制方法。我公司现有五模、八模拉丝设备利用模具拉丝工艺基本保证了标准要求及用户要求的各种不同规格尺寸的拉丝要求，能够拉出各种要求规定的尺寸，大于 12mm2的裸铜线还可以用我公司的 TLJ300 挤压机生产。2008 年 7 月，我公司已与德国伯勒精密轧机公司签署了购买合同，进口 5 工位精密轧机投入到裸铜扁线生产线。该精轧机是目前世界上最先进的扁线制造设备，所生产的扁线尺寸极
15、其精确（0.01mm），上下公差浮动范围很小，并且随机安装有尺寸在线检测装置来检测尺寸的变化情况，随时为生产工人提供准确的检测数据来指导生产。因此我公司生产的裸铜线完全满足所有电磁线用户的任何规格尺寸及公差的生产要求。裸铜扁线的表面质量好坏对换位导线的质量起到至关重要的作用。因为它直接影响到漆包线的表面质量，并近而影响到换位导线的质量。如果漆包线表面质量不合格，不仅使漆包线的电性能受到影响还会使生产出来的换位导线出现股间短路等现象，因此我们相当重视控制裸铜扁线的表面质量。在五模、八模拉制裸线过程中我们采取了如下措施来予以保证：要求修模工做好模具的抛光工作，在模具房设立了专职检验员对模具进行检验
16、，确保生产使用的模具表面抛光质量合格。设备部定期对拉丝机进行维护检修，确保拉丝机的压扁轮、鼓轮表面光滑，减少对裸线造成损伤。要求原材料厂家提供的铜杆应满足 GB/T3952-1998电工用铜线坯对铜杆表面质量和扭转特性的要求：铜杆表面不应有皱边、飞边、裂纹、夹杂物及其他对使用有害的缺陷。进行扭转实验扭转后不应出现皱边及夹杂缺陷。拉丝生产过程中在收线处设立专职人员负责收排线工作，戴纱手套触摸裸线检查，发现裸线有毛刺、起皮等缺陷，目视检查发现有起丝现象立即停机检查，处理好后才能继续生产。用挤压机生产时裸线的表面质量跟用普通的五模、八模拉丝机生产相比得到了质的改善，挤压机生产的裸铜线由于铜线经过加热后分子重新排列组合，使得裸铜扁线要更光洁，基本无毛刺等缺陷。随着 5 工位精密轧机的引进，裸铜扁线的表面质量也有很大改善，用精轧机来生产的裸铜扁线其表面光洁，基本无毛刺、起丝等表面质量缺陷，完全满足
