摘要： 本文介紹了大（dà）型水輪發電機焊接式磁極線圈（quān）製造過程中存在難點和幾種常見質量問題,通過在關鍵工（gōng）序（xù）建（jiàn）立質量控製點及嚴格的檢驗措施,解決（jué）了製造過程的質量波動問題,有效提高了磁（cí）極線圈的質量。

關（guān）鍵詞 ：水輪發（fā）電機 焊接式磁極線圈（quān） 質（zhì）量控製

1 引言

      磁極線圈（quān）是水輪發電機的核心部件之一, 其製造質量的好壞直接影響到發電機的運行和壽命。我公司在二灘、三峽左岸機組上引進技術生產（chǎn）的大型焊（hàn）接式水輪發電機的磁極線（xiàn）圈(大型水發磁極線圈) 曾出現銅排焊（hàn）接質量不穩定、壓型後線圈（quān）有開匝和匝間短路現象, 究其原因主（zhǔ）要是（shì）銅排又寬又厚、熱壓時線圈溫度（dù）不均（jun1）勻、匝間絕緣易損傷, 所以在製造過（guò）程中, 我們有針對性地摸索出了行之有效的質量控製方法, 並采用匝間衝擊試驗新（xīn）方法控製產品（pǐn）質量。

2 大型水輪發電機磁極線圈關鍵質量（liàng）控製（zhì）流程

      大型水（shuǐ）輪（lún）發電機（jī）磁極線（xiàn）圈關鍵質量控製流程如下: 首件質量（liàng）控製→ 銅排焊（hàn）接質量控製及檢驗→墊匝間絕緣（yuán）質量控製、熱壓成型質量（liàng）控製。匝間試驗→ 直流電（diàn）阻測試。下麵介紹磁（cí）極線（xiàn）圈質量控製關（guān）鍵點及控製方法。

      2. 1 首件質（zhì）量控製

      磁極線圈的首件試製其（qí）目的是驗證絕緣材料是否符合技術要求: 模具（jù）能否保證線圈的形狀（zhuàng）和尺寸、工藝方法及參數的可行性等重要指標。經工藝人員、檢查人員、操（cāo）作者三方確認合格後方可批量投產。

      2.2 銅排（pái）釺（qiān）焊質量控製

      大型水輪發電機運行時勵磁電流在20 00A 以上, 如果磁（cí）極線圈接頭焊接質量不好, 就會導致運行時焊接部位溫度過高, 燒壞銅排造成停機事故。所以製造磁極線圈時必須保（bǎo）證釺焊質量的可靠性, 而大型水發磁極銅排（pái）又寬又厚, 接頭釺焊時難度大, 因此我們就其難點對釺焊過程製定了一套嚴格的檢（jiǎn）驗措施。

      2 .2. 1 釺焊前質量控製（zhì）

      首先, 檢查釺（qiān）焊（hàn）操作人員有無（wú）相應資格證書,確認每（měi）批銅排符合圖（tú）樣, 保證整個線圈的尺寸符合圖（tú）紙。其次, 檢查（chá）焊接麵毛刺、氧（yǎng）化物等汙垢（gòu）以（yǐ）及焊料的氧化物是否清理幹淨, 避免釺焊後產生開（kāi）焊、焊縫不飽滿等質量問題（tí）。

      2 .2.2 釺焊過程的質量控製（zhì）

      目前, 大型水輪發電機磁極線圈銅排中頻焊接的方法是: 首先檢（jiǎn）查接縫間隙是否調節均勻（yún）,銅（tóng）排表麵（miàn）是（shì）否平整, 滿足圖紙和釺焊要求後方可（kě）加溫; 然後用紅外線點溫儀測量釺焊部位溫度,當釺焊區域溫度達到工藝要求時方可塗抹焊（hàn）料。釺焊質量的穩定采用了監控溫度（dù）的方法來確保。

      2 .2 .3 釺焊後質量檢驗

      釺焊後質量檢驗過程包括: 檢查砂磨（mó）後焊接部位（wèi）無毛刺、焊瘤和氧化物, 使銅排表麵顯（xiǎn）露銅的金屬光澤, 以（yǐ）便觀（guān）察焊接部位有無缺陷（xiàn）; 對焊接部位外（wài）觀有凹坑、氣孔等現象但無法補焊（hàn）的可（kě）通（tōng）過X 射（shè）線探傷來判定釺焊處質量（liàng）; 測量砂磨部位厚（hòu）度（dù）應等於或（huò）略小於（yú）銅線厚度, 避免此處厚度2.2 銅排釺焊質量控製大型水輪發（fā）電（diàn）機運行時勵磁（cí）電流在20 00A 以上, 如（rú）果磁（cí）極（jí）線圈接頭焊接質量不好, 就會（huì）導（dǎo）致運行時焊接部位溫度過高, 燒壞銅排造成停機事故。所以（yǐ）製（zhì）造（zào）磁極線圈時必須保證釺焊質量的可（kě）靠（kào）性, 而大（dà）型水（shuǐ）發磁極銅排又寬又厚, 接頭釺焊時難（nán）度大, 因此我們就其難點對釺焊過程（chéng）製定（dìng）了一（yī）套嚴格的檢驗措施。

      2 .2. 1 釺焊前質（zhì）量控製

      首（shǒu）先, 檢查釺（qiān）焊操（cāo）作人（rén）員有無（wú）相應資格證書,確認每批銅（tóng）排符合圖樣, 保證整個線圈的尺寸符合圖紙。其次, 檢查焊接麵毛刺、氧化物等汙垢以及焊料的氧化物（wù）是否清理幹淨, 避免釺焊後產生（shēng）開（kāi）焊、焊縫不飽滿（mǎn）等質量（liàng）問題。

      2 .2.2 釺焊過程的質量控製

      目前（qián）, 大型水輪發電機磁極（jí）線圈銅排中頻焊接的方法（fǎ）是: 首先檢查接（jiē）縫間隙是否調節均勻,銅排表麵是否平整, 滿足圖紙（zhǐ）和（hé）釺（qiān）焊要求（qiú）後方可加溫; 然後用紅外線點溫儀測量釺焊部位溫度,當釺焊區域溫度達到工藝要求時方可塗抹焊料。釺（qiān）焊質量的穩定采用了監控溫度的方法來確保。

     2 .2 .3 釺焊後質量檢驗（yàn）

      釺焊後質量檢驗（yàn）過（guò）程包括: 檢查砂磨後焊接部位無毛刺、焊瘤和氧化（huà）物, 使銅排表麵顯露銅的金屬光澤, 以便觀察焊接部位（wèi）有無缺陷; 對焊接（jiē）部位外觀有凹坑、氣孔等現象（xiàng）但無法補（bǔ）焊的可（kě）通過X 射線探傷來判定釺焊處質（zhì）量; 測量砂磨部位厚度應等於或略小於銅線厚度, 避免此處厚度累積造成高度尺寸超差; 此外, 還可采用測量每個線圈的直流電阻來判定釺焊質量（liàng）(見其後2 .6 ) 。

     2.3 墊匝間絕緣質量控製

      匝間衝擊試驗是考核大（dà）型水輪發電機磁極（jí）線圈匝（zā）間（jiān）試驗的項目之一, 該試驗對匝間絕緣抗（kàng）電壓性能要求（qiú）高, 所以在墊匝間（jiān）絕緣過程時必須有效地控製好匝間絕（jué）緣不受損。

      2 .3. 1 墊匝（zā）間絕緣前（qián）質量控製

       首先,檢查通過冷壓整（zhěng）形的線圈應線匝整齊、銅（tóng）排平整（zhěng）, 尺（chǐ）寸符（fú）合（hé）圖紙。其次, 若銅線上的毛刺未清理幹淨, 壓型後易造成匝間（jiān）絕緣損（sǔn）壞（huài）影響產品質量, 而毛刺又不容（róng）易完全清理幹淨。分析線匝容易產（chǎn）生毛刺的部位（wèi）, 如接頭部位、棱邊等,采用目測和（hé）棉紗觸摸相結合的檢查方式, 使線匝上細小的銅末及棱邊毛刺都能得到較好（hǎo）控製, 同時可（kě）避免（miǎn）手被刺傷。

      2 .3.2 墊匝間絕緣過程質量控（kòng）製

      檢查使用的絕緣材料合格證和有效期、絕緣表麵有無異物、凹坑和無膠等缺陷, 避免使用不（bú）合格的絕緣材料影響磁極線圈質（zhì）量。在鋪墊過程中, 檢查鋪墊的絕緣材（cái）料（liào）層數是否符合首件確定的層數, 是否準確地將絕緣材料鋪墊於銅排表麵上, 有無漏墊、竄動和褶皺現象, 絕緣材料接縫是否符（fú）合工藝規（guī）定要求等。

      墊匝間絕緣有效（xiào）的質量控製（zhì）為製造高品質的磁極線圈提供了保障。檢查毛（máo）刺方法在三峽右岸（àn）、龍灘等機組磁極線（xiàn）圈製造中得到了成功驗證, 大大降低了毛刺（cì）造成的匝間短路次數; 嚴密的質量（liàng）控（kòng）製預防（fáng）了在瀑（bào）布溝電站協機磁極線圈製造中使用過（guò）期絕緣材料。

      2 .4 熱壓成型質量控製

      熱（rè）壓過程使匝間絕（jué）緣固（gù）化並（bìng）與銅（tóng）排粘合成一個堅實（shí）的整體, 使線圈（quān）達到要（yào）求（qiú）的形狀和尺寸。為了預防開（kāi）匝, 必（bì）須監控熱壓過程的各項工藝參數（shù）, 以確保線圈壓型質量。

      2 .4. 1 熱（rè）壓成型過程質量控製

      首先, 檢查壓（yā）型前匝間絕緣有無竄動, 調整後線圈尺寸符合圖紙要求。其（qí）次（cì）, 通過查（chá）詢無紙記錄儀記（jì）錄, 監控熱壓過程線（xiàn）圈溫度、壓力、時間工藝參數的變化。由於大型水發磁極線圈（quān）銅排厚, 線圈加熱時其溫度分布不（bú）均, 出模後易造成開匝現象, 所以在線圈（quān）升溫和（hé）保溫過程設置了多點溫度監控, 避免溫度過高或過低, 造成匝間絕（jué）緣流膠過多或過（guò）少而使線圈開匝。同時, 測量高度變化來調節壓力大小, 以確保高度尺寸。

      通過對（duì）熱壓過程溫度、壓力、時間的重點（diǎn）監控, 大型水（shuǐ）發磁極線圈的開匝（zā）問題大為改善。

      2 .4 .2 壓（yā）型後檢查

      檢查（chá）線圈內外表麵餘（yú）膠是否清理幹淨、線匝是否平整; 匝間粘接膠化良好（hǎo）、無燒焦、無鬆散開匝現象; 銅（tóng）線無（wú）磕碰劃傷。在平台上, 用測高尺均勻測量線圈（quān）的高度、平行度; 用卷尺、角尺和塞尺測（cè）量線圈的長（zhǎng）度、寬度和垂直（zhí）度; 線圈的內框尺寸以木模（mó）芯通過（guò）為準。準確測量線圈的幾何尺寸為下（xià）序磁極裝配提供了保（bǎo）證（zhèng）。

      2 .5 匝間試驗

      磁極線圈匝（zā）間短（duǎn）路是一種較常（cháng）見（jiàn）的缺陷, 會影響機組正常運行, 使繞組（zǔ）溫度升高, 電壓波形畸變, 造成機組振動及（jí）出（chū）現其他機械故障。所以大型水發磁極（jí）線圈製造時, 必須通過匝間衝擊試驗和交流（liú）阻抗試驗（yàn）兩項考核, 來確保運行時線圈不會出現匝間短路問題。

      2.5 .1 匝間衝擊試驗

      匝間衝擊試驗是從三峽左岸機組引進檢測磁（cí）極線圈（quān）匝間絕緣的新試驗方法, 主要通過施加一定的電壓來檢測匝間絕（jué）緣抗電壓強度。目前（qián）使用的是ZJ 一10 型高壓電機線圈匝間絕緣試驗器, 每匝施加規定峰值衝擊電壓, 通過比較示波器波形來判定線圈匝間絕緣是否有缺陷。試驗線（xiàn）圈時, 匝間絕緣無損壞（huài）的波形是數個波逐漸衰減(見圖l) ,而匝間絕緣（yuán）有損壞的波形則是迅速衰減(見圖2 ) 。

      2 .5.2 交（jiāo）流阻抗試驗

      交流（liú）阻抗（kàng）試驗是找出短路點的有效方法, 能準（zhǔn）確地找出短路點位置。目前采用的是在線圈施加規定壓力的方式, 試驗電壓為每極勵磁電壓的10 倍。比（bǐ）較電（diàn）流值, 不短路（lù）線（xiàn）圈的電（diàn）流（liú）值無明顯差異, 短路線圈電壓降低（dī）, 電流增大。查找短路點采用1/2 排除法, 逐步縮小查找範（fàn）圍, 當測量到某匝電（diàn）壓最小, 則該匝短路。由於短路處電流增大會（huì）使線圈局部發熱（rè）, 所以斷電後手摸溫度（dù）最（zuì）高處即為短路點。這種方法提高（gāo）了查找短路點（diǎn）的效率。

      大型水（shuǐ）發磁極線圈匝間絕緣電氣性能采用了兩種試（shì）驗共同來考核, 確保了（le）線圈在運行中不會發生短路故障。

      2 .6 直流電阻測試

      直流電阻測量是（shì）檢測銅（tóng）排焊接有無虛焊現象的重要（yào）方法。測（cè）量（liàng）時, 線圈應注意放置在（zài）同等溫度、濕度的環境, 避免因環境變化影響測量數據。

3 結語

       我們在（zài）三峽右岸、構皮灘、龍灘等機組大型水輪發電機焊接式磁極線圈製造過程關鍵工序中,建立了有（yǒu）效的（de）質量控製點和檢驗方法, 穩定（dìng）了銅排（pái）焊接質量, 提高了匝間絕緣的抗電壓能力, 降低了線圈開匝和短路故障率, 製造出了高品質的磁極線圈,為公司占（zhàn）據大型水電（diàn）市場提供了保（bǎo）證。