CN103700479B - 一种大功率短路保护电抗器的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大功率短路保护电抗器的制造工艺，包括以下步骤：选料步骤；绕制线圈的步骤；制作引出铜管和引出铜排的步骤；焊接引出铜管和引出铜排的步骤；压力和流量的测试步骤；线圈表面处理和整形的步骤；浇注器身前的准备步骤；浇注器身的步骤；成品测试步骤。本发明的大功率短路保护电抗器的制造工艺成本低，工作效率高，它能够有效防止线圈成型时发生位置偏离或变形，保证在大批量生产中电抗器的外形尺寸达到标准化，又能减轻电抗器的整体重量。
Description
技术领域
本发明涉及一种大功率短路保护电抗器的制造工艺。
背景技术
短路保护电抗器的作用是为了限制输电线路的短路电流，保护电力设备，它能够减小短路电流和使短路瞬间系统的电压保持不变。短路保护电抗器多数采用干式空心并联电抗器相同的技术生产。
目前电抗器在批量生产中，从绕线、包端子头、焊锡、包端盖、焊E片、装线圈、焊I片、打磨、焊底板到最后的浸漆烘干，总是存在线圈成型时发生位置偏离或变形，从而影响电抗器的性能。另外，目前对于大功率的电抗器中的绝缘零部件等绝缘结构材料都采用聚氨酯作为封装材料。聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等。聚氨酯作为封装材料，具有对浇注环境的温度、湿度要求高，工艺操作难控制的缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大功率短路保护电抗器的制造工艺，它能够有效防止线圈成型时发生位置偏离或变形，保证在大批量生产中电抗器的外形尺寸达到标准化，又能减轻电抗器的整体重量。
本发明的目的是这样实现的：一种大功率短路保护电抗器的制造工艺，包括以下步骤：
一.选料步骤，先选两根管径和长度适配的铜管分别作为电流缓冲线圈的绕制及电抗器线圈的绕制，接着将木塞将铜管的一头塞紧，再将沙子灌满铜管，然后用木塞将铜管的另一端塞紧；
二.绕制线圈的步骤，通过绕线机和绕线模以顺时针方向绕制电流缓冲线圈，以逆时针方向绕制电抗器线圈，线圈绕制完成后，打开铜管两端的木塞，清除线圈内的沙子；
三.制作引出铜管和引出铜排的步骤，采用专用的弯管夹具弯曲引出铜管；
四.焊接引出铜管和引出铜排的步骤，先根据图纸裁剪每个线圈的端头长度，接着在电流缓冲线圈的中部和电抗器线圈的中部分别钻孔，再将电流缓冲线圈和电抗器线圈摆放在专用的焊接夹具上设定的定位板上，然后将各个引出铜管和引出铜排都固定在焊接夹具上的设定位置，最后将各个引出铜管和引出铜排与电流缓冲线圈和电抗器线圈通过银焊焊接；
五.压力和流量的测试步骤，根据设定的程序并采用水压、流量测试仪对线圈的三个引出铜管通水进行压力和流量测试；
六.线圈表面处理和整形的步骤，先密封三个引出铜管，接着清除整个线圈表面的毛刺，再对整个线圈表面喷砂处理，然后根据图纸采用环氧块、玻璃纤维带和硅胶调整并固定整个线圈的间距，最后在电流缓冲线圈的内腔中放置一绝缘衬套；
七.浇注器身前的准备步骤，先检验整个线圈的外观和尺寸，再采用仪器测试整个线圈的直流电阻、电感和耐压试验；
八.浇注器身的步骤，先将绝缘子固定在专用的浇注模具，接着将整个线圈放入浇注模具中，再将引出铜排都固定在浇注模具上，然后用密封胶密封浇注模具的安装间隙，最后采用真空浇注机浇注器身；
九.成品测试步骤，先检验成品的外观和尺寸，再采用仪器测试成品的直流电阻、电感和耐压试验。
上述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其中，执行步骤二时，绕线过程中可对铜管进行加热处理，在清除线圈内的沙子时，先让绕线机反复正、反旋转，并同时用橡皮锤敲击线圈，确保倒出线圈内所有的沙子，再用气动枪吹向铜管的内腔，清除线圈内的残存沙子。
上述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其中，执行步骤四时，每个所述引出铜管的外端部还分别要焊接一个铜管接头。
上述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其中，执行步骤六时，采用环氧块、玻璃纤维带和硅胶调整并固定整个线圈的间距。
上述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其中，执行步骤八时，将浇注料沿着浇注模具的内壁不断浇注，当浇注高度约为整个线圈高度的四分之一后，稍等片刻，等浇注料有一定凝固，再边撒石英沙边浇注，当浇注高度与整个线圈的上表面相平时，停止浇注，等浇注料凝固，浇注剩下部分，十二小时后脱模，先脱内模，再脱外模。
上述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其中，所述的焊接夹具包括一底架、一压头组件、一定位板支架、一侧铜排定位板、一对上线圈定位板、一后铜排定位板、一对下线圈侧定位板及一下线圈前定位板；所述压头组件包括一固定在所述底架的顶面中央的门形框、三个穿插在门形框的横梁上的压头螺杆及三个一一对应地安装在三个压头螺杆下端的压头；所述定位板支架呈H形并安装在所述底架的顶面后部；所述侧铜排定位板安装在所述门形框的一侧立柱上；一对所述上线圈定位板一一对应安装在所述定位板支架的一对立杆的顶部；所述后铜排定位板安装在所述定位板支架的横杆上；一对所述下线圈侧定位板安装在所述定位板支架的一对立杆的下部；所述下线圈前定位板安装在所述底架的顶面的后部中央上并位于一对下线圈侧定位板的后部。
上述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其中，三个所述压头螺杆的顶端分别设置一旋转手轮。
上述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其中，所述下线圈定位板包括纵向部和连接在纵向部的一头的竖向部，所述竖向部位于所述压头组件的门形框内。
上述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其中，所述底架包括H形支架及若干根横向设置在H形支架的顶部的槽钢。
上述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其中，所述上线圈定位板为与所述电流缓冲线圈的外轮廓适配的圆弧板。
本发明的大功率短路保护电抗器的制造工艺，在制作引出铜管和引出铜排采用专用的弯管夹具，在焊接引出铜管和引出铜排时采用专用的焊接夹具，能够有效防止线圈成型时发生位置偏离或变形，在电流缓冲线圈的内腔中放置一绝缘衬套，既不影响线圈的绝缘，又能减轻电抗器的整体重量，另外在浇注器身时，在对应电抗器线圈的内腔设置脱模通孔，也可以减轻电抗器的整体重量。本发明的大功率短路保护电抗器的制造工艺能保证在大批量生产中电抗器的外形尺寸达到标准化，从而可以利用聚氨酯注塑成型方法良好地成型器身。本发明的制造工艺成本低，工作效率高。
附图说明
图1为大功率短路保护电抗器的一侧立体图；
图2为大功率短路保护电抗器的另一侧立体图；
图3为大功率短路保护电抗器的内部结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图5为本发明的焊接夹具的主视图；
图6为本发明的焊接夹具的侧视图；
图7为图6的俯视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1至图4，本发明所涉及的大功率短路保护电抗器的制造工艺，该电抗器包括器身1、位于器身1内并分别由铜管绕制而成的电流缓冲线圈12和电抗器线圈11、两个分别设在器身1的上部两侧面并分别与电抗器线圈11的两端连接的引出铜排21、22、一个设在器身1的前端面的中部并与电流缓冲线圈12的一端连接的引出铜排23、一个设在器身1的一侧面的中部并与电流缓冲线圈12的中部与电抗器线圈11的中部连接点连接的引出铜排24、三个分别设在器身1的后端面的上部并与电抗器线圈11和电流缓冲线圈12连通的引出铜管41、42、43以及若干分别设在器身1的上端面和前、后端面的绝缘子31、32，电流缓冲线圈12的内腔中还放置一绝缘衬套13。
本发明的大功率短路保护电抗器的制造工艺包括以下步骤：
一.选料步骤，先选两根管径和长度适配的铜管分别作为电流缓冲线圈的绕制及电抗器线圈的绕制，接着将木塞将铜管的一头塞紧，再将沙子灌满铜管，然后用木塞将铜管的另一端塞紧，防止沙子泄漏；沙子在使用前先在清水中清洗，再干燥，然后用吸铁石吸附其中的磁性杂质；
二.绕制线圈的步骤，通过绕线机和绕线模以顺时针方向绕制电流缓冲线圈(10匝)，以逆时针方向绕制电抗器线圈(7.25匝)，为便于绕制，在绕制过程中可对铜管加热处理；线圈绕制完成后，打开铜管两端的木塞，清除线圈内的沙子，清除时，先让绕线机反复正、反旋转，并同时用橡皮锤敲击线圈，确保倒出线圈内所有的沙子，再用气动枪吹向铜管的内腔，清除线圈内的残存沙子；
三.制作引出铜管和引出铜排的步骤，先根据图纸制作引出铜排21～24，再采用专用的弯管夹具弯曲引出铜管41、42、43；
四.焊接引出铜管和引出铜排的步骤，先根据图纸裁剪每个线圈的端头长度，接着在电流缓冲线圈12的中部和电抗器线圈11的中部分别钻孔，再将电流缓冲线圈12和电抗器线圈11摆放在专用的焊接夹具上，该焊接夹具(见图5至图7)包括一底架10、一压头组件20、一定位板支架30、一侧铜排定位板40、一对上线圈定位板50、一后铜排定位板60、一对下线圈侧定位板70及一下线圈前定位板80，其中，底架10包括H形支架110及由若干根横向设置在H形支架110的顶部的槽钢120构成的顶面；压头组件20包括一固定在底架10的顶面中央的门形框210、三个穿插在门形框210的横梁上的压头螺杆220、三个一一对应地安装在三个压头螺杆220下端的压头230及三个一一对应地安装在三个压头螺杆220顶端的旋转手轮240；定位板支架30呈H形并安装在底架10的顶面的后部中央；侧铜排定位板40安装在门形框210的一侧立柱上；一对上线圈定位板50一一对应安装在定位板支架30的一对立杆的顶部；该一对上线圈定位板50为与电流缓冲线圈12的外轮廓适配的圆弧板；后铜排定位板60安装在定位板支架30的横杆上；一对下线圈侧定位板70安装在定位板支架30的一对立杆的下部，该下线圈侧定位板70包括纵向部和连接在纵向部的一头的竖向部，竖向部位于压头组件20的门形框210内；下线圈前定位板80安装在底架10的顶面的后部中央上并位于一对下线圈侧定位板70的后部；焊接时，将电抗器线圈11一轴向与焊接夹具的纵向一致的方式放在的底架10的顶面上并位于一对下线圈侧定位板70之间，直到靠在下线圈前定位板80上，在电抗器线圈11的顶面上放置一专用间隙隔板；将电流缓冲线圈12以轴向与焊接夹具的纵向垂直的方式放置在专用间隙隔板上并靠在一对上线圈定位板50上，由一对上线圈定位板50给电流缓冲线圈12侧部定位，并利用压头组件20的压头230通过调节压头螺杆220抵压在电流缓冲线圈12的上侧面上，给电流缓冲线圈12的上部定位；将引出铜排21、22分别放在底架10的顶面两侧并分别用大力钳与铜管固定；将引出铜排24固定在侧铜排定位板40上；将引出铜排23固定后铜排定位板60上，防止电流缓冲线圈12移动。先焊接电流缓冲线圈12和电抗器线圈11的连接铜管44和引出铜排23，再焊接电抗器线圈11的引出铜管41、42和引出铜排21、22，然后焊接电流缓冲线圈12的引出铜管43和引出铜排24；最后在每个引出铜管41、42、43的外端部还分别要焊接一个铜管接头；
五.压力和流量的测试步骤，根据设定的程序并采用水压、流量测试仪对整个线圈的三个引出铜管41、42、43通水进行压力和流量测试；
六.线圈表面处理和整形的步骤，先密封三个引出铜管41、42、43，接着清除整个线圈表面的毛刺，再对整个线圈表面喷砂处理，然后根据图纸采用环氧块、玻璃纤维带和硅胶调整并固定整个线圈的间距，最后在电流缓冲线圈12的内腔中放置绝缘衬套13；
七.浇注器身前的准备步骤，先检验整个线圈的外观和尺寸，再采用仪器测试整个线圈的直流电阻、电感和耐压试验；
八.浇注器身的步骤，先将绝缘子固定在专用的浇注模具，接着将整个线圈放入浇注模具中，再将所有的引出铜排21～24固定在浇注模具上，然后用密封胶密封浇注模具的安装间隙，最后采用真空浇注机在整个线圈和浇注模具上浇注器身1；浇注器身1时，将浇注料沿着浇注模具的内壁不断浇注，当浇注高度约为整个线圈高度的四分之一后，稍等片刻，等浇注料有一定凝固，再边撒石英沙边浇注，当浇注高度与整个线圈的上表面相平时，停止浇注，等浇注料凝固(约九十分钟)，接着浇注剩下部分，十二小时后脱模，先脱内模，再脱外模；浇注料的制备方法是：先由聚氨酯A料和B料在20～30℃下预热后按1：4～5的重量配比混合，接着在料理桶里搅拌30秒，再放入真空搅拌机中搅拌120秒，然后进行150～210秒的脱泡处理；
九.成品测试步骤，先检验成品的外观和尺寸，再采用仪器测试成品的直流电阻、电感和耐压试验。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (8)
1.一种大功率短路保护电抗器的制造工艺，所述电抗器包括位于器身内并分别由铜管绕制而成的电流缓冲线圈和电抗器线圈、两个分别设在器身的上部两侧面并分别与电抗器线圈的两端连接的引出铜排、一个设在器身的前端面的中部并与电流缓冲线圈的一端连接的引出铜排、一个设在器身的一侧面的中部并与电流缓冲线圈的中部与电抗器线圈的中部连接点连接的引出铜排、三个分别设在器身的后端面的上部并与电抗器线圈和电流缓冲线圈连通的引出铜管以及若干分别设在器身的上端面和前、后端面的绝缘子，电流缓冲线圈的内腔中还放置一绝缘衬套，其特征在于，所述电抗器的制造工艺包括以下步骤：
一.选料步骤，先选两根管径和长度适配的铜管分别作为电流缓冲线圈的绕制及电抗器线圈的绕制，接着将木塞将铜管的一头塞紧，再将沙子灌满铜管，然后用木塞将铜管的另一端塞紧；
二.绕制线圈的步骤，通过绕线机和绕线模以顺时针方向绕制电流缓冲线圈，以逆时针方向绕制电抗器线圈，线圈绕制完成后，打开铜管两端的木塞，清除线圈内的沙子；
三.制作引出铜管和引出铜排的步骤，先根据图纸制作引出铜排，再采用专用的弯管夹具弯曲引出铜管；
四.焊接引出铜管和引出铜排的步骤，先根据图纸裁剪每个线圈的端头长度，接着在电流缓冲线圈的中部和电抗器线圈的中部分别钻孔，再将电流缓冲线圈和电抗器线圈摆放在专用的焊接夹具上设定的定位板上，然后将各个引出铜管和引出铜排都固定在焊接夹具上的设定位置，最后将各个引出铜管和引出铜排与电流缓冲线圈和电抗器线圈通过银焊焊接；
五.压力和流量的测试步骤，根据设定的程序并采用水压、流量测试仪对线圈的三个引出铜管通水进行压力和流量测试；
六.线圈表面处理和整形的步骤，先密封三个引出铜管，接着清除整个线圈表面的毛刺，再对整个线圈表面喷砂处理，然后根据图纸采用环氧块、玻璃纤维带和硅胶调整并固定整个线圈的间距，最后在电流缓冲线圈的内腔中放置一绝缘衬套；
七.浇注器身前的准备步骤，先检验整个线圈的外观和尺寸，再采用仪器测试整个线圈的直流电阻、电感和耐压试验；
八.浇注器身的步骤，先将绝缘子固定在专用的浇注模具，接着将整个线圈放入浇注模具中，再将引出铜排都固定在浇注模具上，然后用密封胶密封浇注模具的安装间隙，最后采用真空浇注机浇注器身；
九.成品测试步骤，先检验成品的外观和尺寸，再采用仪器测试成品的直流电阻、电感和耐压试验。
2.根据权利要求1所述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其特征在于，执行步骤二时，绕线过程中可对铜管进行加热处理，在清除线圈内的沙子时，先让绕线机反复正、反旋转，并同时用橡皮锤敲击线圈，确保倒出线圈内所有的沙子，再用气动枪吹向铜管的内腔，清除线圈内的残存沙子。
3.根据权利要求1所述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其特征在于，执行步骤四时，每个所述引出铜管的外端部还分别要焊接一个铜管接头。
4.根据权利要求1所述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其特征在于，执行步骤八时，将浇注料沿着浇注模具的内壁不断浇注，当浇注高度约为整个线圈高度的四分之一后，稍等片刻，等浇注料有一定凝固，再边撒石英沙边浇注，当浇注高度与整个线圈的上表面相平时，停止浇注，等浇注料凝固，浇注剩下部分，十二小时后脱模，先脱内模，再脱外模。
5.根据权利要求1所述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其特征在于，所述的焊接夹具包括一底架、一压头组件、一定位板支架、一侧铜排定位板、一对上线圈定位板、一后铜排定位板、一对下线圈侧定位板及一下线圈前定位板；所述压头组件包括一固定在所述底架的顶面中央的门形框、三个穿插在门形框的横梁上的压头螺杆及三个一一对应地安装在三个压头螺杆下端的压头；所述定位板支架呈H形并安装在所述底架的顶面后部；所述侧铜排定位板安装在所述门形框的一侧立柱上；一对所述上线圈定位板一一对应安装在所述定位板支架的一对立杆的顶部；所述后铜排定位板安装在所述定位板支架的横杆上；一对所述下线圈侧定位板安装在所述定位板支架的一对立杆的下部；所述下线圈前定位板安装在所述底架的顶面的后部中央上并位于一对下线圈侧定位板的后部。
6.根据权利要求5所述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其特征在于，三个所述压头螺杆的顶端分别设置一旋转手轮。
7.根据权利要求5所述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其特征在于，所述底架包括H形支架及若干根横向设置在H形支架的顶部的槽钢。
8.根据权利要求5所述的大功率短路保护电抗器的制造工艺，其特征在于，所述上线圈定位板为与所述电流缓冲线圈的外轮廓适配的圆弧板。
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