CN104289821A - 一种变压器铜屏蔽安装的方法 - Google Patents

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谭志楹
王春霞
邓大为
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
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Abstract

本发明提供了一种变压器铜屏蔽安装的方法，其特征在于，包括先将铜板与20Mn23AL低磁钢板焊接成复合板，然后再将复合板的20Mn23AL低磁钢板一侧与变压器油箱壁焊接在一起，形成变压器铜屏蔽结构。本发明能够避免焊缝及热影响区出现裂纹，解决了铜屏蔽焊的铜板直接与油箱壁焊接产生的渗漏油问题。

Description

一种变压器铜屏蔽安装的方法
技术领域
本发明涉及一种铜屏蔽安装的方法，用于高电压大容量变压器。 
背景技术
变压器油箱铜屏蔽(电磁屏蔽)是特高电压、大容量变压器为了解决线圈产生的漏磁通流通过油箱体使油箱体发热的一种方法，利用的是金属涡流抗磁原理。目前的作法是铜板直接焊接在变压器油箱的内壁上，这种工艺在比较重要的变压器产品上应用，国外变压器厂家应用这种技术比较广泛。 
但是这种铜与碳钢油箱壁直接焊接在一起的方法存在渗透性裂纹的问题，一直没有得到很好的解决。不论是国外或国内的变压器厂家，包括国内几个知名的大型变压器厂都出过很多因铜屏蔽焊接而引起油箱出现微裂纹导致渗漏油问题，主要原因是碳钢和铜焊接易产生热裂纹，这与低熔共晶、晶界偏析及铜与钢的线膨胀系数相差较大有关系。 
本发明为了避免产生上述提到的焊接区裂纹问题，采用了铜板不直接焊在油箱壁上，而是在铜板与箱壁之间夹了一层金属材料(复合法)，这种金属为20Mn23AL铁碳合金，奥氏体组织，低导磁，与铜板复合焊接一体，然后将焊接好铜屏蔽与20Mn23AL的复合板再与油箱壁焊接在一起，20Mn23AL材料与普通碳素钢可焊性较好，不会产生裂纹等缺陷，这样就解决了热裂纹产生的渗漏油的问题。 
发明内容
本发明的目的是提供一种铜屏蔽的焊接方法，以完全解决因为焊接铜屏蔽所产生的油箱渗漏油的问题。 
为了达到上述目的，本发明提供了一种变压器铜屏蔽安装的方法，其特征在于，包括先将铜板与20Mn23AL低磁钢板焊接成复合板，然后再将复合板的20Mn23AL低磁钢板一侧与变压器油箱壁焊接在一起，形成变压器铜屏蔽结构。 
优选地，所述的铜板与20Mn23AL低磁钢板的焊接工艺为：取4-8mm厚的铜板与4-8mm厚的20Mn23AL低磁钢板，在铜板上钻孔，然后采用Cu-AL焊丝在孔 内塞焊，焊接保护气体为氩气，焊接温度为600℃-800℃，焊接后保温1-3小时。 
更优选地，所述的在铜板上钻的孔呈矩阵状排列，每行中相邻两孔的孔中心的间距为80-120mm，每列中相邻两孔的孔中心的间距为80-120mm，孔的直径为12-16mm。为了保证焊接工件不发生变形，可以将工件夹在平台上进行焊接或焊后进行机械校正。 
优选地，所述的复合板的20Mn23AL低磁钢板一侧与变压器油箱壁的焊接工艺为：选用A302奥氏体不锈钢焊条，焊条直径为Φ4mm，焊接电流140A-160A，焊脚尺寸4mm。 
与现有技术相比，本发明的有益效果是： 
本发明采用了铜板不直接焊在油箱上，而是在铜板与箱壁之间采用一层金属板过渡，这层金属板的材质为20Mn23AL，铁碳合金，奥氏体组织，低导磁。将这层低导磁钢板先与铜板焊接为一体形成一张复合隔磁材料板料，然后再将20Mn23AL合金板与油箱壁焊接在一起，此种低导磁钢板材料与普通碳素钢焊接性较好，不会产生裂纹等缺陷，这样就避免了焊缝及热影响区出现裂纹，解决了铜屏蔽焊的铜板直接与油箱壁焊接产生的渗漏油问题。 
国内外许多大型变压器厂也曾经搞过在油箱壁上焊接铜屏蔽的研究课题，但是他们都是一直在焊接材料、工艺上研究，没有得到彻底的解决，在使用铜屏蔽技术时总是心存疑虑。本发明从铜屏蔽的结构入手，虽然铜板与钢板的焊接还是有可能存在热裂纹的现象，但是采用本发明后完全没有变压器箱体向油箱外渗漏油的问题，本发明完全利用现有的材料和工艺，实施起来简单可靠，完美的解决了铜屏蔽焊接渗漏油的问题。 
附图说明
图1为变压器油箱结构件温度红外线照片。 
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。 
实施例 
以2台大型三相发电机变压器SFZ-438MVA/420kV为例。这两台变压器低压电压为20kV，低压线电流达到12644A，为了解决大电流引线在箱壁和箱盖上产生过大的涡流损耗和过热点的现象，在变压器箱盖的低压侧和一部分低压侧箱壁上采用了铜屏蔽，所述的变压器铜屏蔽安装的方法，具体如下： 
(1)先将铜板与20Mn23AL无磁钢板焊接成复合板，其焊接工艺为：取6mm厚的铜板与6mm厚的20Mn23AL无磁钢板，在铜板上钻孔，所述的孔呈矩阵状排列，每行中相邻两孔的孔中心的间距为100mm，每列中相邻两孔的孔中心的间距为100mm，孔的直径为12mm。然后采用Cu-AL焊丝在孔内塞焊，焊接保护气体为Ar，焊接温度为700℃，焊接后保温2小时。焊缝及热影响区没有出现裂纹。 
(2)然后再将复合板的钢板一侧与变压器油箱壁焊接在一起，形成变压器铜屏蔽结构，其焊接工艺为：选用A302奥氏体不锈钢焊条，焊条直径为Φ4mm，焊接电流140A-160A，焊脚尺寸4mm，焊缝及热影响区没有出现热裂纹问题。 
将所得的产品进行测试，结果显示这两台产品的负载损耗测量结果与计算值偏差不大，75℃时的负载损耗计算值为819.8kW，实测值为779.93kW，红外线照片显示在满负荷情况下箱壁和箱盖的温度符合标准要求没有过热点，实测变压器油箱结构件热点温升为59.3K，满足国标80K的要求，在说明书附图1中给出了油箱结构件最热点温度的红外照片，照片显示最热点温度出现在低压升高座上，铜屏蔽保护的区域的温升低于59.3K，产品的噪声低于标准和协议要求，说明本发明方法是一种十分有效的解决方案。这项技术的采用和推广对高电压大容量变压器的产品成本(降低负载损耗)和安全运行(没有箱壁过热现象)有重要的意义。 

Claims (4)

1.一种变压器铜屏蔽安装的方法，其特征在于，包括先将铜板与20Mn23AL低磁钢板焊接成复合板，然后再将复合板的20Mn23AL低磁钢板一侧与变压器油箱壁焊接在一起，形成变压器铜屏蔽结构。
2.如权利要求1所述的变压器铜屏蔽安装的方法，其特征在于，所述的铜板与20Mn23AL低磁钢板的焊接工艺为：取4-8mm厚的铜板与4-8mm厚的20Mn23AL低磁钢板，在铜板上钻孔，然后采用Cu-AL焊丝在孔内塞焊，焊接保护气体为氩气，焊接温度为600℃-800℃，焊接后保温1-3小时。
3.如权利要求4所述的变压器铜屏蔽安装的方法，其特征在于，所述的在铜板上钻的孔呈矩阵状排列，每行中相邻两孔的孔中心的间距为80-120mm，每列中相邻两孔的孔中心的间距为80-120mm，孔的直径为12-16mm。
4.如权利要求1所述的变压器铜屏蔽安装的方法，其特征在于，所述的复合板的20Mn23AL低磁钢板一侧与变压器油箱壁的焊接工艺为：选用A302奥氏体不锈钢焊条，焊条直径为Φ4mm，焊接电流140A-160A，焊脚尺寸4mm。
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