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SCBH15非晶合金干式变压器制作

3 次浏览 2025-09-09

  柯坪SCBH15系列非晶合金柯坪柯坪柯坪干式变压器是一款融合非晶合金低损耗特性与柯坪柯坪干式变压器安全环保优势的高效能产品,其制作过程需兼顾材料特性、结构精度与绝缘可靠性。以下从核心材料、关键工艺、质量控制三个维度,详细说明其制作流程与技术要点:

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  一、核心材料选型与预处理

  1. 非晶合金带材(铁心核心材料)

  规格参数:采用铁基非晶合金带材(如Fe-Si-B系),厚度0.02-0.03mm,宽度根据铁心直径定制(常见50-200mm),需满足单位铁损≤0.18W/kg(1.3T磁通密度下)。

  预处理要求:

  带材表面需覆盖绝缘涂层(厚度≤2μm),确保片间绝缘电阻≥100MΩ;

  存储环境湿度≤60%,避免氧化锈蚀,使用前需经无尘车间烘干(60℃/2小时)。

  2. 绕组与绝缘材料

  导体材料:采用高纯度电解铜箔(纯度≥99.95%),厚度0.5-3mm,边缘需经圆角处理(R≥0.3mm),避免电场集中;

  绝缘材料:

  层间绝缘:Nomex纸(耐温等级F级,厚度0.08-0.12mm)或DMD复合绝缘纸;

  主绝缘:环氧树脂(介损tanδ≤0.002@100℃),添加纳米SiO₂填料提升机械强度;

  浸渍漆:无溶剂环氧浸渍漆(固化后体积电阻率≥1×10¹⁴Ω·cm)。

  3. 结构件材料

  铁心夹件:采用6061-T6铝合金(抗拉强度≥310MPa),轻量化设计减少涡流损耗;

  框架支撑:玻璃纤维增强塑料(FRP),介损≤0.01,满足绝缘与机械支撑双重需求。

  二、关键制作工艺与技术难点

  1. 非晶合金铁心制作(核心工艺)

  步骤1:带材裁剪与卷绕

  采用数控精密裁剪机(定位精度±0.05mm),根据铁心尺寸裁剪带材,避免边缘毛刺(≤0.02mm);

  卷绕机需配备恒张力控制系统(张力波动≤±5%),以“阶梯式卷绕法”制作单相铁心柱,确保每层带材对齐偏差≤0.1mm;

  难点:非晶合金带材脆性极高(延伸率<1%),卷绕速度需控制在5-8m/min,避免折角或断裂。

  步骤2:退火处理

  真空退火炉内进行(真空度≤1Pa),升温速率5℃/min至380±5℃,保温4小时,随后以2℃/min降至100℃以下;

  通入氮气(纯度≥99.999%)保护,防止带材氧化,退火后铁损需降低30%-40%(实测值≤0.13W/kg);

  关键:退火后需在无尘环境中处理,避免绝缘涂层破损。

  步骤3:铁心组装

  三相铁心采用“品字形”立体结构,通过专用工装定位,接缝处气隙≤0.1mm;

  夹件紧固采用“对称预紧法”,螺栓扭矩误差≤5%,避免铁心受力不均导致铁损增加(允许误差≤5%)。

  2. 箔式绕组制作

  绕制工艺:

  采用数控箔式绕线机,铜箔张力控制在20-30N(根据厚度调整),层间绝缘纸同步缠绕,重叠度≥5mm;

  首末端引线采用“冷压焊”工艺,焊接处电阻≤1.2×10⁻⁶Ω,表面用绝缘带包绕(重叠率50%);

  屏蔽处理:高低压绕组间设置铝箔屏蔽层(厚度0.1mm),接地端引出电阻≤0.5Ω。

  固化前处理:

  绕组预烘(120℃/4小时)去除水分,绝缘电阻≥1000MΩ;

  采用真空压力浸渍(VPI)工艺:真空度≤50Pa保持1小时,加压0.3MPa保持2小时,确保浸渍漆填充率≥98%。

  3. 器身装配与整体固化

  装配精度控制:

  铁心与绕组同心度偏差≤1mm,避免局部电场强度超标(≤2kV/mm);

  高低压引线连接采用铜鼻子螺栓紧固,接触电阻≤20μΩ,相间距离符合GB/T 10228-2015要求。

  整体固化:

  固化炉温度曲线:室温→80℃(保温1h)→120℃(保温2h)→150℃(保温4h)→自然冷却;

  固化后环氧树脂硬度≥85 Shore D,抗弯强度≥120MPa。

  4. 表面处理与附件安装

  外壳采用静电喷涂(粉末涂料厚度60-80μm),防护等级达IP20(户外型IP44);

  安装智能温控器(测量精度±1℃),超温(130℃)时自动启动风机,150℃跳闸保护。

  三、质量检测与试验标准

  1. 例行试验(每台必做)

  电气性能:

  绝缘电阻:高压对低压及地≥1000MΩ(2500V兆欧表);

  直流电阻:三相不平衡率≤2%(100A电流测试);

  变比误差:≤±0.5%,联结组标号符合设计(如Dyn11)。

  损耗测试:

  空载损耗:较GB 20052-2024 1级能效值低15%以上(如1000kVA产品≤1.2kW);

  负载损耗(75℃):符合设计值,偏差≤±5%。

  2. 型式试验(抽样进行)

  雷电冲击试验:全波250kV(10kV级),截波325kV,冲击后绝缘电阻无明显下降;

  局部放电试验:1.73倍相电压下,放电量≤10pC;

  温升试验:额定电流下,绕组温升≤100K(F级绝缘),热点温升≤115K。

  3. 特殊检测

  铁心振动测试:1.0倍额定电压下,噪声≤55dB(距器身1m处);

  机械强度试验:耐受3倍额定电流的短路力(2秒),绕组变形量≤0.5mm。

  四、工艺难点与解决方案

 

工艺难点技术解决方案
非晶合金带材易破碎采用 “柔性夹持” 工装,卷绕时接触压力≤5N/cm²,全程无尘操作(Class 1000 级洁净室)
绕组与铁心匹配性差三维建模预演装配过程,公差控制在 ±0.05mm,夹件采用弹性缓冲结构
局部放电量超标优化引线拐角半径(R≥5mm),绝缘纸搭接处涂覆环氧胶,消除气隙
温升分布不均绕组采用 “分段式” 设计,增加油道(干式产品为气道)数量,宽度≥8mm

  总结

  柯坪SCBH15非晶合金柯坪干式变压器的制作核心在于平衡非晶合金的低损耗特性与工艺可行性,需通过精密的材料控制(带材绝缘、导体纯度)、先进的加工设备(数控卷绕、真空退火)及严格的检测标准(局部放电、温升分布),才能实现其“空载损耗低、安全环保、可靠性高”的设计目标。该产品尤其适合对能效要求高的场景(如数据中心、商业楼宇),其制作工艺代表了当前干式变压器的技术前沿。


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