CN114141439A - 风电变压器用菱格双面点胶耐热纸包铝扁线加工制作方法 - Google Patents

风电变压器用菱格双面点胶耐热纸包铝扁线加工制作方法 Download PDF

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黄新书
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Abstract

本发明涉及屈服强度70Mpa的绕包铝扁线加工制作技术领域，特别是一种风电变压器用菱格双面点胶耐热纸包铝扁线加工制作方法，其特征在于：步骤如下：一、备料，电工圆铝杆采用牌号1350的电工圆铝杆；铝杆中铝含量控制在99.72％～99.76％，硅含量控制在0.040％～0.047％；铁含量控制在0.170％～0.175％；步骤二、裸铝扁线放线、矫直；步骤三、使用半硬装置对导线进行硬化处理；步骤四、再经过压辊处理；步骤五、进入绕包，绕包2层菱格双面点胶耐热纸；步骤六、再通过牵引、收线，缠绕至收线盘上形成成品。该方法设计合理，操作简单，性能稳定可靠，可有效提高生产的质量和产量，应用效果非常显著。

Description

风电变压器用菱格双面点胶耐热纸包铝扁线加工制作方法
技术领域
本发明涉及屈服强度70Mpa的绕包铝扁线加工制作技术领域，特别是一种风电变压器用菱格双面点胶耐热纸包铝扁线加工制作方法。
背景技术
目前，国内变压器设计采用的绕组以铜材为主；主要是铜材的导电性能好，机械强度高等特点；尤其是绕组的机械强度，直接关系到变压器的抗短路能力。但是，由于我国铜资源匮乏，且铜材价格是铝材的3倍以上等因素，导致变压器的设计制造成本较高；如果采用铝材，由于铝材的电阻率是铜材的约1.6倍，屈服强度是铜材的约1/2，对于变压器设计来讲，无法满足现有的变压器设计要求。此次，我们接到客户风电变压器用绕组采用菱格双面点胶耐热纸包铝扁线3.10×15.00mm的需求，铝材采用符合欧洲标准EN 573-3:2013中ENAW-1350A牌号的电工圆铝杆，要求菱格双面点胶耐热纸包铝扁线的导体屈服强度达到70Mpa以上，同时电阻率不能大于0.02801Ω·mm2/m。欧洲标准EN 573-3:2013中EN AW-1350A牌号的电工圆铝杆电阻率要求为0.02825～0.02874Ω·mm2/m，国家标准GB/T3954-2014中1350牌号电工圆铝杆电阻率要求为0.02803～0.02812Ω·mm2/m，无法满足设计要求。
因此，提供一种设计合理、操作简单、性能符合要求的风电变压器用菱格双面点胶耐热纸包铝扁线加工制作方法，是该领域技术人员应着手解决的问题之一。
发明内容
本发明为了有效的解决上述背景技术中的问题，提出了一种风电变压器用菱格双面点胶耐热纸包铝扁线加工制作方法。
具体技术方案如下；
一种风电变压器用菱格双面点胶耐热纸包铝扁线加工制作方法，其特征在于：步骤如下：
步骤一、备料，电工圆铝杆采用牌号1350的电工圆铝杆，抗拉强度105～135Mpa，伸长率≥5％；铝杆中铝含量控制在99.72％～99.76％，硅(Si)含量控制在0.040％～0.047％；铁(Fe)含量控制在0.170％～0.175％；其余化学成分符合GB/T3954-2014；采用挤压工艺生产半成品；
步骤二、裸铝扁线放线、矫直；
步骤三、使用半硬装置对导线进行硬化处理，截面延伸率控制在11％～13％；
步骤四、再经过压辊处理，将厚度方向尺寸互差控制在0.01～0.02mm；
步骤五、进入绕包，绕包2层菱格双面点胶耐热纸，绕包节距控制在12-13mm；叠包率控制在15～20％；
步骤六、再通过牵引、收线，缠绕至收线盘上形成成品；
步骤七、每批导线都要进行叠包率、屈服强度、伸长率、电阻率性能的测试；所述测试指标如下：
(1)叠包率15～20％；
(2)屈服强度：70Mpa，偏差0～+10Mpa；
(3)伸长率：≥10％；
(5)20℃电阻率：≤0.02801Ω·mm2/m。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该方法设计合理，操作简单，性能稳定可靠，可有效提高生产的质量和产量，应用效果非常显著。
附图说明
图1是本发明的主视图。
具体实施方式
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图1所示，一种屈服强度≥70Mpa，电阻率≤0.02801Ω·mm2/m的风电变压器用菱格双面点胶耐热纸包铝扁线加工制作方法，步骤如下：
步骤一、备料，电工圆铝杆采用牌号1350的电工圆铝杆，抗拉强度105～135Mpa，伸长率≥5％；铝杆中铝含量控制在99.72％～99.76％，硅(Si)含量控制在0.040％～0.047％；铁(Fe)含量控制在0.170％～0.175％；其余化学成分符合GB/T3954-2014；采用挤压工艺生产半成品；
步骤二、裸铝扁线放线、矫直；
步骤三、使用半硬装置对导线进行硬化处理，截面延伸率控制在11％～13％；
步骤四、再经过压辊处理，将厚度方向尺寸互差控制在0.01～0.02mm；
步骤五、进入绕包，绕包2层菱格双面点胶耐热纸，绕包节距控制在12-13mm；叠包率控制在15～20％；
步骤六、再通过牵引、收线，缠绕至收线盘上形成成品；
步骤七、每批导线都要进行叠包率、屈服强度、伸长率、电阻率性能的测试；所述测试指标如下：
(1)叠包率15～20％；
(2)屈服强度：70Mpa，偏差0～+10Mpa；
(3)伸长率：≥10％；
(5)20℃电阻率：≤0.02801Ω·mm2/m。
目前，1A60牌号的电工圆铝杆采用挤压生产的铝导线屈服强度为40～55Mpa，经过硬化处理后，屈服强度能够达到64-67Mpa；如果进一步进行硬化处理，铝材表面会出现晶格断裂而导致缺陷的情况；1350牌号的电工圆铝杆采用挤压生产的铝导线屈服强度为45～57Mpa，经过硬化处理后，屈服强度能够达到70-75Mpa；屈服强度可满足要求，但是，铝材电阻率会超出0.02801Ω·mm2/m；无法满足客户的设计要求。本发明采用牌号为1350的电工圆铝杆，将铝含量控制在99.72％～99.76％，硅(Si)含量控制在0.040％～0.047％；铁(Fe)含量控制在0.170％～0.175％；通过挤压工艺生产裸铝扁线，再经过硬化处理后的铝导线屈服强度和电阻率性能均能满足客户的设计要求；
硬化处理是将铝导体截面进行规定塑性变形延伸，截面延伸率控制在11％～13％；因软态铝导体的断裂伸长率为20％；硬化处理后的截面延伸率已经达到材质断裂伸长率的一半以上，导体宽面会产生0.05～0.10mm的互差情况，这个已经超出标准规定0.03mm的公差，同时，导线的形状会变得不规则，对于变压器线圈绕制的外限尺寸控制存在一定不确定性，导致变压器线圈的空间利用率不合理；本发明通过硬化处理后，增加压辊工装，对宽面进行微整形，使宽面厚度互差控制在0.01～0.02mm；在满足电阻率不超出0.02801Ω·mm2/m的要求的同时，提升铝导线的屈服强度。从而满足了客户对于铝导线满足电性能前提下，提升铝导线的机械性能，提升变压器绕组的抗短路能力。至目前尚没有记载用使用硬化处理+压辊整形的方式对铝导体进行表层形变硬化的公开出版物。
本发明采用的“硬化处理+压辊整形的工艺方式”是经过反复研究制定的，是具有创造性的。
发明对于硬化处理后铝导体进行压辊整形；铝导体硬化处理的截面延伸率已经达到了11％～13％；因软态铝导体的断裂伸长率为20％；硬化处理后的截面延伸率已经达到材质断裂伸长率的一半以上，导体宽面会产生0.05～0.10mm的互差情况，这个已经超出标准规定0.03mm的公差，如果不采用压辊整形，导线的形状会变得不规则，对于变压器线圈绕制的外限尺寸控制存在不确定性，导致变压器线圈的空间利用率不合理；
综上所述，本发明的主要区别技术特征在于铝导体屈服强度≥70Mpa，电阻率≤0.02801Ω·mm2/m的菱格双面点胶耐热纸包铝扁线的制作方法，即工艺和参数等至今没有相同的工艺在实施，没有相关的公开出版物有记载，它为屈服强度≥70Mpa，电阻率≤0.02801Ω·mm2/m的纸包铝扁线提供了一种新的制作方法，生产出一种新型的绕包铝扁线产品。该菱格双面点胶耐热纸包铝扁线的生产填补了绕包铝扁线屈服强度≥70Mpa，电阻率≤0.02801Ω·mm2/m生产工艺空白。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种风电变压器用菱格双面点胶耐热纸包铝扁线加工制作方法，其特征在于：步骤如下：
步骤一、备料，电工圆铝杆采用牌号1350的电工圆铝杆，抗拉强度105～135Mpa，伸长率≥5％；铝杆中铝含量控制在99.72％～99.76％，硅(Si)含量控制在0.040％～0.047％；铁(Fe)含量控制在0.170％～0.175％；其余化学成分符合GB/T3954-2014；采用挤压工艺生产半成品；
步骤二、裸铝扁线放线、矫直；
步骤三、使用半硬装置对导线进行硬化处理，截面延伸率控制在11％～13％；
步骤四、再经过压辊处理，将厚度方向尺寸互差控制在0.01～0.02mm；
步骤五、进入绕包，绕包2层菱格双面点胶耐热纸，绕包节距控制在12-13mm；叠包率控制在15～20％；
步骤六、再通过牵引、收线，缠绕至收线盘上形成成品。
2.根据权利要求1所述的风电变压器用菱格双面点胶耐热纸包铝扁线加工制作方法，其特征在于：步骤七、每批导线都要进行叠包率、屈服强度、伸长率、电阻率性能的测试。
3.根据权利要求1所述的风电变压器用菱格双面点胶耐热纸包铝扁线加工制作方法，其特征在于：步骤七中，所述测试指标如下：
(1)叠包率15～20％；
(2)屈服强度：70Mpa，偏差0～+10Mpa；
(3)伸长率：≥10％；
(5)20℃电阻率：≤0.02801Ω·mm2/m。
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