CN106531292A - 一种高温高粘合强度换位导线及其生产工艺 - Google Patents

一种高温高粘合强度换位导线及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高温高粘合强度换位导线及其生产工艺，特别是硬度在200MPa以上的电磁线，属于变压器绕组线技术领域。技术方案是：两组导线排列布置，两组导线之间设有中间衬纸（5），中间衬纸隔开两组导线；全部漆包线构成导线束，导线束的外面设有外包层（4）；所述外包层，为绝缘网包带绑扎缠绕在导线束外面。本发明实现塑性延伸率在0.2%时的应力RP0.2达240‑260Mpa，且电阻率仍小于0.01717Ωmm2/m，伸长率大于18%；中间衬纸避免换位导线在绕制变压器线圈过程中导体间进行磕碰，影响绝缘；将网包带或绳捆包绕组线，这样增加了导线和变压器油的接触面积，有利于变压器油的循环，可以提高导体的散热性能，降低成本。

Description

一种高温高粘合强度换位导线及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种高温高粘合强度换位导线及其生产工艺，特别是硬度在200MPa以上的电磁线，属于变压器绕组线技术领域。
背景技术
自粘漆包线是以缩醛漆包扁线为基础，外涂环氧粘合漆而成，是应用于变压器绕组的理想材料，随着变压器设计容量和电压等级的不断增大，变压器用绕组线对导线的要求越来越高，既要满足机械强度需求，同时还要保证延伸率，不能增大电阻率。背景技术的铜扁线加工方法是：在硬度120MPa以下时，采用铜杆--挤压--涂漆—换位—收线的生产方法；在生产120Mpa-200 Mpa半硬线时，采用铜杆--挤压--涂漆--压轮压制硬度—换位—收线的工艺方法，该种半硬线加工方法制出的绕组线在延伸率减小的情况下应力加大、电阻率增大，不能兼顾绕组线机械性能和电性能和绕制工艺性。对于硬度在200MPa以上的电磁线尚无理想的生产工艺。
随着变压器电压等级及容量的提高，变压器安全运行参数要求越来越高。传统环氧粘合漆在高温（120℃）粘合强度极低，起不到在高温下或线圈受到大电流冲击时增加导线机械强度的作用。为此变压器设计者提出了在高温下漆包线粘结强度大于4Mpa技术要求，同时提出了导线整体抗弯强度在高温下的新的技术要求。目前，电磁线行业中自粘漆包线产品烘炉时存在的弊端是：涂覆的环氧粘合漆（该漆将两根电磁线粘合到一起）在变压器线圈烘炉时（烘炉温度120℃），随着炉温的升高，导线间粘合强度逐渐变小，直至几乎没有，这样环氧粘合漆将失去作用，使得导线之间松散，不能较好的粘合到一起，从而造成变压器机械性能和抗冲击力减小（具体实验参数变化见附表1）。
因此，必须采用一种创新的自粘漆，新的涂漆工艺将导线紧密粘贴，乃至加热时也不会降低粘度，来保证导线间粘结强度。
换位导线是由多根单导体经过换位绞合在一起的，每根导线与另一根导线发生位置交换时导线要发生一个型变，相邻两根导线换位处的轴向长度就是换位节距（附图3中L），减小换位节距可以增加同一长度导线的换位次数，使换位导线整体结构更为紧密，提高导线机械性能，因此力争减小换位节距也是生产厂家所追求的最优效果。目前电磁线通常换位线多采用外层绕包绝缘纸或绝缘网带来绝缘或捆扎，不利于散热。
发明内容
本发明目的是提供一种高温高粘合强度换位导线及其生产工艺，电磁线外硬内软，提高机械性能的的同时保证导体电性能；干燥后，单根漆包线间不会发生位移，且更加整齐紧密的粘接到一起，加大变压器线圈的机械强度和保持形状的规整，增大抗短路冲击力提高机械性能；增加了导线和变压器油的接触面积，有利于变压器油的循环，提高导体的散热性能，降低成本，解决背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
一种高温高粘合强度换位导线，包含高性能铜扁线、缩醛漆层、高温高粘合自粘漆层、外包层和中间衬纸，高性能铜扁线外面设有缩醛漆层，称为漆包线，漆包线截面为矩形结构，截面上两个较长一边（宽面）的外面涂高温高粘合自粘漆层，截面上两个较短一边（窄面）的外面不涂高温高粘合自粘漆层；5-81中的奇数根漆包线，分为数量最大且相同的两组，另外剩余一根漆包线，每组漆包线上下层叠布置，为一组导线，两组导线排列布置，剩余的一根漆包线设置两组导线的上面；各个漆包线相互接触的高温高粘合自粘漆层紧密粘合在一起；两组导线之间设有中间衬纸，中间衬纸隔开两组导线；全部漆包线构成导线束，导线束的外面设有外包层；所述外包层为绝缘网包带，绑扎缠绕在导线束外面。
所述漆包线共有七根，三根漆包线上下层叠布置，为一组导线，两组导线排列布置，两组导线的上面设置一根漆包线。各个漆包线相互接触的高温高粘合自粘漆层紧密粘合在一起，七根漆包线构成导线束，导线束的外面设有外包层。
高温高粘合自粘漆层控制在0.03-0.04mm。
本发明由于在两组导线之间夹上中间衬纸，避免换位导线在绕制变压器线圈过程中导体间进行磕碰，影响绝缘，造成不必要的损失。
一种高温高粘合强度换位导线的生产工艺，生产硬度在200MPa以上的电磁线，包含如下步骤：
1、铜杆拉制铜扁线：通过计算导体外形尺寸压缩比与硬度变化比，来确定铜杆通过挤压机挤压出铜扁线的尺寸和经过拉丝机二次改拔的尺寸，拉制出最终规定的导体尺寸；此时，铜扁线为半硬状态，本发明方法加工的电磁线可比涂漆后用压轮压制半硬的传统半硬加工方法硬度提高20-30Mpa；
2、将拉制出的铜扁线在涂漆机上进行涂漆，先在铜扁线外表面涂制规缩醛漆，称为漆包线，漆包线截面为矩形结构，截面上两个较长一边（宽面）的外面涂高温高粘合自粘漆层，截面上两个较短一边（窄面）的外面不涂高温高粘合自粘漆层；高温高粘合自粘漆层具有自粘特性，为保证涂漆厚度，控制涂漆机的车速和炉温，使高温高粘合自粘漆层控制在0.03-0.04mm；
3、将5-81中的奇数根涂好漆的漆包线，在换位生产线上进行换位生产，生产换位导线，全部的漆包线，分为数量最大且相同的两组，另外剩余一根漆包线，每组漆包线上下层叠布置，为一组导线，两组导线排列布置，剩余的一根漆包线设置两组导线的上面；各个漆包线相互接触的高温高粘合自粘漆层紧密粘合在一起；
为加大换位导线紧密程度，减小换位节距，相对布置的一对顶轮，漆包线在两个顶轮之间通过，使漆包线轴向变形，形成一个S弯；减小换位节距，改变顶的轮旋转直径；例如：将顶轮直径减小20-30%，同时改变换位生产线的运行参数，改变换位生产线的传动比，使换位生产线达到动态平衡；当换位导线宽度b≤6mm时，换位节距最小，为30mm，当换位导线宽度b＞6mm时，换位节距达到5b，实现换位导线最优机械性能；为防止换位导线在绕制变压器线圈过程中导体间进行磕碰，影响绝缘造成不必要的损失，在换位导线打制过程中，在两组导线中间夹一层中间衬纸，起到保护作用；
4、多根漆包线经过换位绞合后形成一根导线束，为了提高其紧密程度，背景技术是在最外层绕包绝缘纸，但是绝缘纸不利于变压器运行中变压器油的循环，影响散热性能，因此，本发明采用绝缘网包带或绝缘绳在导线束外面进行外部捆扎，捆扎好最后进行收线，为产品。
本发明的有益效果是：实现塑性延伸率在0.2%时的应力RP0.2达240-260Mpa，且电阻率仍小于0.01717Ωmm2/m，伸长率大于18%；达到电磁线外硬内软的效果，从而实现在提高机械性能的的同时保证导体电性能。自粘漆在高温120℃时，粘合强度不小于4 Mpa（满足变压器用导线间粘合强度要求），可用于变压器绕组，当线圈烘炉干燥后，单根漆包线间不会发生位移，且更加整齐紧密的粘接到一起，这样可加大变压器线圈的机械强度和保持形状的规整，增大抗短路冲击力提高机械性能将5-81根漆包线在换位导线生产线上进行导线换位生产，当导体宽度b≤6mm时，可达到换位节距绝对最小30mm，当导体宽度b＞6mm时，换位节距达到5b。在换位导线的两组导线间夹一层中间衬纸，避免换位导线在绕制变压器线圈过程中导体间进行磕碰，影响绝缘，造成不必要的损失；将网包带或绳捆包绕组线，这样增加了导线和变压器油的接触面积，有利于变压器油的循环，可以提高导体的散热性能，降低成本。
附图说明
图1是本发明实施例换位线截面图；
图2是本发明实施例导线换位节距的形成示意图；
图3是本发明实施例导线换位节距示意图；
图中：高性能铜扁线1、缩醛漆层2、高温高粘合自粘漆层3、外包层4、中间衬纸5、顶轮6、换位节距L。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
一种高温高粘合强度换位导线，包含高性能铜扁线1、缩醛漆层2、高温高粘合自粘漆层3、外包层4和中间衬纸5，高性能铜扁线1外面设有缩醛漆层2，称为漆包线，漆包线截面为矩形结构，截面上两个较长一边（宽面）的外面涂高温高粘合自粘漆层3，截面上两个较短一边（窄面）的外面不涂高温高粘合自粘漆层；5-81中的奇数根漆包线，分为数量最大且相同的两组，另外剩余一根漆包线，每组漆包线上下层叠布置，为一组导线，两组导线排列布置，剩余的一根漆包线设置两组导线的上面；各个漆包线相互接触的高温高粘合自粘漆层3紧密粘合在一起；两组导线之间设有中间衬纸5，中间衬纸5隔开两组导线；全部漆包线构成导线束，导线束的外面设有外包层4；所述外包层4为绝缘网包带，绑扎缠绕在导线束外面。
本实施例中，所述漆包线共有七根，三根漆包线上下层叠布置，为一组导线，两组导线排列布置，两组导线的上面设置一根漆包线。各个漆包线相互接触的高温高粘合自粘漆层3紧密粘合在一起，七根漆包线构成导线束，导线束的外面设有外包层4。
高温高粘合自粘漆层控制在0.03-0.04mm。
本发明由于在两组导线之间夹上中间衬纸5，避免换位导线在绕制变压器线圈过程中导体间进行磕碰，影响绝缘，造成不必要的损失。
实施例中，一种高温高粘合强度换位导线的生产工艺，生产硬度在200MPa以上的电磁线，包含如下步骤：
1、针对硬度在200MPa以上的电磁线：将铜杆通过挤压机挤压出铜扁线，此时铜扁线为软态，外形尺寸是经过计算的且大于最终要求尺寸；再将铜扁线在拉丝机上通过设定好尺寸（最终要求尺寸）的拉丝模中进行二次改拔，拉制出符合规定的铜扁线，此时，铜扁线为半硬状态。导体硬度是通过改拔模具尺寸（最终工艺要求尺寸）和挤压成型导线尺寸变化比来进行控制，该变化比是经过工艺计算而设置，用该方法加工的电磁线可比涂漆后用压轮压制半硬的传统半硬加工方法硬度提高20-30MPa。
上述工艺措施的技术效果：实现塑性延伸率在0.2%时的应力RP0.2达240-260Mpa，且电阻率仍小于0.01717Ωmm2/m，伸长率大于18%；达到电磁线外硬内软的效果，从而实现在提高机械性能的的同时保证导体电性能。
2、采用高温高粘合自粘漆(JEP-NR)，是在普通的自粘漆中添加公知的自粘胶，实现线圈烘炉时导线间粘合强度基本不变。高温高粘合强度换位导线涂漆是内层涂规定厚度的缩醛漆，起绝缘作用，外层涂高温高粘合自粘漆；高温高粘合自粘漆本身同缩醛漆可能会发生微量反应，这样就会降低击穿电压，为避免其发生化学反应，涂制的高温高粘合自粘漆层控制在0.03-0.04mm之间，既不能太厚也不能太薄。
上述工艺措施的技术效果：高温高粘合自粘漆在高温120℃时，粘合强度不小于4Mpa（满足变压器用导线间粘合强度要求），可用于变压器绕组，当线圈烘炉干燥后，单根漆包线间不会发生位移，且更加整齐紧密的粘接到一起，这样可加大变压器线圈的机械强度和保持形状的规整，增大抗短路冲击力提高机械性能（本发明的导线间具体粘合强度实验参数变化见附表2）。
由附表中数据可以看出，随着试验温度的升高，导体间粘合强度稍有降低，但是处于合格的粘合状态之中，可以达到预期要求。
3、实现小节距换位，从设备整体运行系统考虑，减小换位节距必须改变换位头打制节距顶轮旋转直径（附图2中顶轮），将顶轮直径减小20-30%，依据设备运转系统统筹设置运行参数，改变绞笼车速的传动比。
上述工艺措施的技术效果：将七根漆包线在换位导线生产线上进行导线换位生产，当导体宽度尺寸b≤6mm时，可达到换位节距绝对最小30mm，当b＞6mm时，换位节距达到5b。
4、中间夹衬纸：在换位线的两组导线间夹一层中间衬纸，避免换位导线在绕制变压器线圈过程中导体间进行磕碰，影响绝缘，造成不必要的损失。
5、将经过检测试验可以用于变压器中的网包带或绳捆包绕组线，这样增加了导线和变压器油的接触面积，有利于变压器油的循环，可以提高导体的散热性能，降低成本。

Claims (3)

1.一种高温高粘合强度换位导线，其特征在于：包含高性能铜扁线（1）、缩醛漆层（2）、高温高粘合自粘漆层（3）、外包层（4）和中间衬纸（5），高性能铜扁线（1）外面设有缩醛漆层（2），称为漆包线，漆包线截面为矩形结构，截面上两个较长一边的外面涂高温高粘合自粘漆层（3），截面上两个较短一边的外面不涂高温高粘合自粘漆层；5-81中的奇数根漆包线，分为数量最大且相同的两组，另外剩余一根漆包线，每组漆包线上下层叠布置，为一组导线，两组导线排列布置，剩余的一根漆包线设置两组导线的上面；各个漆包线相互接触的高温高粘合自粘漆层（3）紧密粘合在一起；两组导线之间设有中间衬纸（5），中间衬纸（5）隔开两组导线；全部漆包线构成导线束，导线束的外面设有外包层（4）；所述外包层（4）为绝缘网包带绑扎缠绕在导线束外面。
2.根据权利要求1所述的一种高温高粘合强度换位导线，其特征在于：高温高粘合自粘漆层控制在0.03-0.04mm。
3.一种高温高粘合强度换位导线的生产工艺，生产硬度在200MPa以上的电磁线，其特征在于包含如下步骤：
铜杆拉制铜扁线：通过计算导体外形尺寸压缩比与硬度变化比，来确定铜杆通过挤压机挤压出铜扁线的尺寸和经过拉丝机二次改拔的尺寸，拉制出最终规定的导体尺寸；
将拉制出的铜扁线在涂漆机上进行涂漆，先在铜扁线外表面涂制规缩醛漆，称为漆包线，漆包线截面为矩形结构，截面上两个较长一边的外面涂高温高粘合自粘漆层（3），截面上两个较短一边的外面不涂高温高粘合自粘漆层；高温高粘合自粘漆层具有自粘特性，控制涂漆机的车速和炉温，使高温高粘合自粘漆层控制在0.03-0.04mm；
将5-81中的奇数根涂好漆的漆包线，在换位生产线上进行换位生产，生产换位导线，全部的漆包线，分为数量最大且相同的两组，另外剩余一根漆包线，每组漆包线上下层叠布置，为一组导线，两组导线排列布置，剩余的一根漆包线设置两组导线的上面；各个漆包线相互接触的高温高粘合自粘漆层（3）紧密粘合在一起；
相对布置的一对顶轮，漆包线在两个顶轮之间通过，使漆包线轴向变形，形成一个S弯；减小换位节距，改变顶的轮旋转直径；同时改变换位生产线的运行参数，改变换位生产线的传动比，使换位生产线达到动态平衡；当换位导线宽度b≤6mm时，换位节距最小，为30mm，当换位导线宽度b＞6mm时，换位节距达到5b；在换位导线打制过程中，在两组导线中间夹一层中间衬纸，起到保护作用；
多根漆包线经过换位绞合后形成一根导线束，采用绝缘网包带或绝缘绳在导线束外面进行外部捆扎，捆扎好最后进行收线，为产品。
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