变压器铁心制造工艺探讨

变压器铁心制造工艺探讨

刘丙猛

山东泰开互感器有限公司 泰安市 271000

摘要：在电力系统运行过程中，变压器是十分重要的组成内容，其运行状态直接关系着电力系统的供电质量，所以相关工作人员必须要采取科学合理的措施来提高变压器运行的可行性，重视前期制造与后期运维环节。而作为变压器当中的核心组成部分，铁心属于变压器磁路和相关零部件的安装骨架，对电磁转换和能量转换效果都带来了一定的影响。对此本文针对变压器铁心制造工艺原则进行分析，并提出科学有效的工艺管理措施。

关键词：变压器；铁心制造；横向剪切；退火处理

在变压器运行过程中，如果铁心在制造过程中出现了任何问题，那么就会留下十分严重的质量隐患，必然会对变压器的性能造成影响，同时也影响着后期的运行状态。所以在变压器铁心制造过程中，加强制造流程控制十分重要。相关人员要从专业角度出发，了解变压器铁心的制造流程，结合以往的工艺要点，采取针对性措施进行控制，最终获得最佳的制造效果。

一、变压器铁心制造工艺的概析

铁心使变压器当中的关键构件，既承载着线圈和引线的安装和运行，同时也是变压器当中的磁路环节。如果铁心制造流程不规范，那么就会导致变压器在后期运行过程中出现振动和噪声问题，长时空载性能和工频空载损耗等方面也会受到影响。并联电抗器也会在铁心心柱结构特殊性的影响下发生高幅振动，这也是变压器铁心制造工艺中的关键控制要点[1]。伴随着现代变压器铁心制造工艺越来越完善，通常都会涉及到横剪、纵剪、压紧、刷胶以及翻转等环节。相关工作人员必须要严格按照规范要求控制每个环节的质量，从而确保铁心制造效果能够满足规范要求。在这些工艺操作环节中，其中任何一项环节出现问题都会影响变压器正常运行。

除此之外，在变压器铁心制造过程中，由于原材料选择不同，所以加工工艺方面也存在一定的差异。比如在硅钢片制造过程中，可以选择最常见的剪床切割条料，工艺操作难度较低，不需要多样化的机械设备辅助，也不需要开展退火作业；在卷料加工制造过程中，原材料需要在数控加工中心完成剪切加工，这样才能够满足铁心制造的基本要求。除此之外，如果是平面叠铁心加工制造，那么就需要结合铁心片的宽度参数确定后续作业流程，以此保证卷钢硅片可以顺利裁切成带料，并继续完成纵向剪切。通常情况下，铁心在剪切之后会在边缘区域存在大量的毛刺，必须要采取专业化的方法将毛刺去除，为了更好地节省时间，还需要和剪切工艺一起操作。如果卷铁心在制造过程中遭受到了机械应力的影响导致磁性逐渐被削弱，那么就必须要进行退火处理，等到机械加工结束之后，对硅钢片进行涂漆处理，使其能够形成一层绝缘层，为变压器的后期稳定运行提供保障。
二、变压器铁心制造的工艺原则
（一）纵向剪切的工艺原则

在铁心制造过程中，控制好横截面填充系统是纵向剪切处理的关键要点，也是决定纵向剪切精准度的重要条件。在具体操作过程中，带料纵向边线必须为直线，使其能够成为横向剪切作业和缠绕带料作业的基础，有效避免了铁心横截面局部突出的问题[2]。等到纵向剪切作业结束之后，还要仔细检查表面形成毛刺的大小，如果超出了绝缘层，那么就要将其全部去除干净，避免造成变压器短路。为了能够提升毛刺的处理效果，通常都需要专业设备的辅助。另外，还需要确定地带卷是否处于圈紧状态，如果作业不合格就会在重力作用的影响下发生形变，那么就要在带料拉紧过程中控制好力度，避免力度过大或过小对最终的处理结果造成不利影响。通常会将偏差确定为正值，严格按照相关规范要求控制好带料边直线度，从而使其能够满足专业制造标准要求。
（二）横向剪切的工艺原则

在铁心制造横向剪切作业过程中，必须要按照规范要求对长度进行合理控制，使剪切之后的精确度能够达标，尽可能地减小误差。在斜角片剪切过程中，要在确定铁心片中心长度的前提下，确保剪切尺寸达标。如果铁心片宽度很大，斜角片就会很长，并且长度方面也允许存在负公差。而如果铁心横边和纵边角度很小，那么就必然会存在一个短边。另外，需要重点注意的是，横向剪切作业所产生的误差一定要控制在合理范围内，如果这样的偏差问题过大，就必然会对铁心结构造成破坏，导致结构接缝越来越大，从而无法满足标准的制造要求。
（三）退火工艺的原则

在变压器铁心制造过程中实施退火处理，能够避免在机械作用力的影响下削弱磁性，还可以对铁心表面进行优化处理。在铁心加工制造过程中，相关工作人员一定要严格控制退火温度，适当地调节冷却速度和加热速度，避免出现不规则形变问题[3]。除此之外，在退火操作结束之后，应该仔细清洁铁心表面，处理好氧化问题，避免对铁心构件性能造成影响。
（四）涂绝缘层与铁心装配的工艺原则

通常情况下，变压器铁心在制造过程中都会完成上述的横向纵向剪切与退火处理。在此基础上，还需要对铁心表面进行优化处理，涂抹绝缘层并控制好厚度，不能出现盲目增加绝缘层厚度的问题。绝缘层在涂抹过程中要严格按照规范要求进行，在涂抹结束之后要检查绝缘层的光滑平整性，在确保颜色均匀的前提下开展下一步工序。

另外，在铁心装配过程中，一定要按照装配尺寸严格操作，避免出现因操作不当导致的的形变问题。在此期间，也要对铁心轴线进行严格控制，将装配偏差控制在合理范围内，同时还要仔细检查接缝尺度和叠片波浪情况，针对超出部分要及时处理，避免存在搭接问题。
三、铁心制造工艺的管理与提升措施
（一）铁心制造工艺的管理

一方面，以往常见的铁心压紧工艺通常都会选择环氧玻璃丝粘带材料对铁心记性绑扎处理，由人工操作施加压力，因此工作人员的技术水平和日常操作习惯会对铁心压紧效果造成一定的影响。如果铁心压紧不到位，存在一定的缝隙，那么硅钢片就会进行切割磁力线运动，处于交变电场环境中就会产生同频率振动问题，从而导致变压器运行噪声超标，硅钢片也会形成大量的感生电流造成涡流发热问题。同时，在间隙变大的同时也会导致磁截面变得越来越小，磁通密度会随之增大，很容易出现磁饱问题和发热问题。而如果铁心的压紧程度过大，也会导致接缝部位的伸缩问题越来越严重，铁心损耗随之增加。另一方面，可以选择聚酯纤维绑扎方式对变压器铁心进行压紧处理，凭借其材料绝缘性和耐热性优良的特点，加强铁心构件和变压器之间的相容性，获得理想的加工制造处理效果。
（二）铁心制造工艺的提升

为了能够进一步提升变压器铁心制造工艺水平，不仅要做好整个流程的监督管理工作，还应将获取到的数据信息反馈给相关部门，加大生产线产品的筛选力度，对无效工序进行及时调整，从根本上提高生产效率。除此之外，还应该结合以往的铁心制造生产经验，对工艺技术进行合理优化，为高质量制造提供充分保障。在此期间，要利用高精度仪器设备对铁心制造质量进行检验，引进先进的技术，像强力磁盘技术。
总结：

综上所述，变压器铁心制造工艺技术要求较高，专业性较强，要想确保生产制造质量，就必须要对铁心生产流程中的每道工序进行合理控制，在调节各项生产细节的前提下，消除其中存在的不确定隐患问题，从而提高铁心整体制造效果。
参考文献：

[1]熊雪松,王耀强,陈伟,张煜乾,张明,冷红魁.变压器铁心工艺系数波动的原因分析[J].变压器,2021,58(09):12-14.

[2]陈卓,孙竹.节能配电变压器铁心制造技术及选材分析[J].电工钢,2020,2(Z1):11-13.

[3]吴连云.变压器铁心制造工艺探讨研究[J].装备维修技术,2019(02):47-48.