摘要（yào）： 本（běn）文介紹了大型水輪發電機焊（hàn）接式磁極線圈製造過（guò）程中存在難點和幾種常見質量（liàng）問題,通過（guò）在關鍵工序建立質（zhì）量控製點及嚴格的檢驗措（cuò）施,解決了製造過程的質量波動問題,有（yǒu）效提高了磁極線圈的（de）質量。

關鍵詞 ：水輪發電機 焊接式磁極線圈 質量控製

1 引言

      磁極線圈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（dào）發（fā）電機的運行和壽命。我公司在（zài）二（èr）灘、三峽左岸機組上引進技術生（shēng）產的大型（xíng）焊接式水輪發電機的磁（cí）極線圈(大型水發磁極線圈) 曾出現銅排焊接質量不穩定、壓型後線圈有開匝和匝間短路現象, 究其原因主（zhǔ）要（yào）是銅排又寬又厚、熱壓時（shí）線圈溫度不均勻、匝間絕緣易損傷, 所以在製造過（guò）程中, 我（wǒ）們有針（zhēn）對性地摸索出了行之有效的質（zhì）量控製方法, 並采用匝間衝擊試驗新方法控製（zhì）產品質量。

2 大型水輪發（fā）電（diàn）機磁極線（xiàn）圈關鍵質量控（kòng）製流程

      大型水輪發（fā）電機磁極線圈關鍵質量控製流程如下: 首件質量控製→ 銅排焊接質（zhì）量控製及檢（jiǎn）驗→墊匝間絕緣質量控製、熱壓成型質量控製（zhì）。匝間試（shì）驗→ 直流電阻測（cè）試。下麵介紹（shào）磁極線圈質量控製關鍵點及控製方法（fǎ）。

      2. 1 首件質量控製

      磁極線圈的首件（jiàn）試製其目的是驗證絕緣材料是否符（fú）合技術要求: 模具能否保證線圈的形狀和尺寸、工藝方法（fǎ）及參數的可行性等重要指標。經工藝人員、檢查人（rén）員、操作（zuò）者三方確認合格後方可（kě）批量投產。

      2.2 銅（tóng）排釺焊質量控製

      大型水輪發電機運行時（shí）勵（lì）磁電流在20 00A 以上, 如果磁極（jí）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（tíng）機事故。所以製造磁極線圈時必須保證釺焊質量（liàng）的可靠性, 而大型水發磁極銅排又（yòu）寬又厚, 接頭釺焊時難度大, 因（yīn）此（cǐ）我們就其難點對釺焊過程製定了一套嚴格的檢驗措（cuò）施。

      2 .2. 1 釺焊前質量控製

      首先, 檢查釺焊操作人員（yuán）有無相應資格證書,確認（rèn）每批銅排符合圖樣, 保證整個線圈的尺寸符（fú）合圖紙。其次, 檢查焊接麵毛刺、氧化物等汙（wū）垢以及焊料的氧化物是否清理幹淨, 避免釺焊（hàn）後產生開焊、焊縫不（bú）飽（bǎo）滿等質量問題。

      2 .2.2 釺焊過程的質量（liàng）控製（zhì）

      目前, 大型水輪發（fā）電機磁極線圈銅排中頻焊接的（de）方法是: 首先檢（jiǎn）查（chá）接縫間隙是否調節均勻（yún）,銅排表麵是否平整, 滿足圖紙和釺焊要求後方可加溫; 然（rán）後用（yòng）紅外線點（diǎn）溫儀測（cè）量釺焊部（bù）位溫度,當釺焊區域溫度（dù）達到工藝（yì）要求時方可塗抹（mò）焊料。釺焊質量的穩定采用了監控溫度的方法來確保。

      2 .2 .3 釺焊（hàn）後質量檢驗

      釺焊後質量（liàng）檢驗過程包括: 檢查砂磨後焊接部位無（wú）毛刺、焊瘤（liú）和氧化物, 使銅（tóng）排表麵顯露（lù）銅的金屬（shǔ）光（guāng）澤, 以便觀察焊接部位有無缺陷; 對焊接部位（wèi）外觀有凹坑、氣孔等現（xiàn）象但無（wú）法補焊的可通過X 射線探傷來（lái）判定釺焊處質量; 測量砂磨部位厚度應等於或略小於銅線厚度, 避免（miǎn）此處厚度2.2 銅排釺焊質量控（kòng）製大型水輪發電機運行時勵磁電流在20 00A 以上, 如果磁極線（xiàn）圈接頭焊接（jiē）質量不（bú）好, 就會導致運行時焊接部位溫度過高（gāo）, 燒壞銅排造成停機事故。所以製造磁極線圈時必須保證釺焊質（zhì）量的（de）可靠性, 而大型水發磁極銅排又寬又（yòu）厚, 接頭釺焊時難度大, 因此我們就其難點對釺焊過程（chéng）製定了一套嚴格的檢驗措施（shī）。

      2 .2. 1 釺焊前質量控製（zhì）

      首先, 檢查釺（qiān）焊（hàn）操作人員有無相應資格證書,確認每批銅排符合（hé）圖（tú）樣, 保證整個線圈的尺寸符合圖紙。其次, 檢查焊接麵（miàn）毛刺（cì）、氧化物等汙（wū）垢以（yǐ）及焊料的氧化物是否清理幹（gàn）淨, 避免（miǎn）釺焊後產生開（kāi）焊、焊縫不飽滿等質量問題。

      2 .2.2 釺焊過（guò）程的質量控製

      目前, 大型水輪發電機磁極線圈銅排中（zhōng）頻焊接的（de）方法是: 首先檢查接縫間隙是否（fǒu）調節均勻,銅排（pái）表麵是否平整, 滿足圖紙和釺焊要求後方可加溫; 然後用紅外線點溫（wēn）儀測量（liàng）釺焊部位溫度,當釺焊區域（yù）溫度達到工藝要求時方可（kě）塗抹焊料（liào）。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

      釺焊後質量（liàng）檢驗過程包括: 檢查砂（shā）磨後焊接部位無毛刺、焊瘤和氧化物, 使銅排表麵顯露銅的金屬（shǔ）光澤, 以便觀察焊接部位有無缺陷; 對焊接部位（wèi）外觀有凹坑、氣孔等現象但（dàn）無法補焊的可通過X 射線探傷來判定釺焊處質量; 測量砂磨（mó）部位厚度應等於或略小於銅線厚度, 避免此處厚度累（lèi）積造成高度尺寸（cùn）超差; 此外, 還可采用測量每個線圈的直流電（diàn）阻來判定（dìng）釺焊質量(見其後（hòu）2 .6 ) 。

     2.3 墊（diàn）匝（zā）間絕緣質量控製

      匝間衝擊試驗是考（kǎo）核大型水（shuǐ）輪發電機磁極線圈匝間試驗的項目之一, 該（gāi）試驗（yàn）對匝間絕緣抗電（diàn）壓性能要求高, 所以在墊匝間絕緣過程時必須有效地控製好匝間絕緣不受損（sǔn）。

      2 .3. 1 墊匝間絕緣前（qián）質量控製

       首（shǒu）先,檢查通過冷壓（yā）整形的線圈應線匝整齊、銅排平整, 尺寸符合圖紙。其次, 若銅線上的毛刺未清理幹淨, 壓型後易造成匝間絕緣損（sǔn）壞影響（xiǎng）產（chǎn）品質（zhì）量（liàng）, 而毛刺又不容易完全清理幹淨。分（fèn）析線（xiàn）匝容（róng）易產生毛刺的部位, 如接頭（tóu）部位、棱邊（biān）等,采用目測和棉紗觸摸相結合的檢查方式（shì）, 使線匝上細小的銅末及棱邊毛（máo）刺都（dōu）能得到較好控製, 同時可避免手被刺傷。

      2 .3.2 墊匝間絕緣過程質量控製（zhì）

      檢查使用的絕緣材料合格證和有效期、絕緣（yuán）表麵有（yǒu）無異物、凹坑和無膠（jiāo）等缺陷, 避免使用不合格的（de）絕緣（yuán）材料影響（xiǎng）磁極線圈質量（liàng）。在鋪墊過程中（zhōng）, 檢（jiǎn）查鋪墊的絕緣材料層數是否符合首件確定的層數（shù）, 是否準確地將絕緣材料鋪墊於銅（tóng）排表麵上, 有無漏墊、竄動和褶皺現象, 絕緣材料接縫是否符合工藝規定要求（qiú）等。

      墊匝間絕（jué）緣有效的質量控製為製（zhì）造高品質的磁極線（xiàn）圈提供了保障。檢查毛刺方法（fǎ）在三峽右岸、龍灘等機組磁（cí）極線圈製（zhì）造中得到了成功驗證, 大大降低了毛刺造成的匝間短路次數; 嚴密的質（zhì）量控製預（yù）防了在（zài）瀑布溝電站協機磁極線圈製造中使用過期絕緣材料。

      2 .4 熱壓成型質量控製

      熱壓過程使匝間絕緣（yuán）固化並（bìng）與銅排粘合成一個堅實的整體, 使線圈（quān）達到要求的形狀和尺寸。為了預防開匝, 必須監（jiān）控熱壓過程的各項工藝參數, 以確保線圈壓型質量。

      2 .4. 1 熱壓成（chéng）型過程質量控製

      首先, 檢查壓型前匝間絕緣有無竄動, 調整後線圈尺寸符合圖紙要求。其次, 通過查詢無紙記錄儀記（jì）錄, 監控熱壓過程線圈溫度、壓力、時間工藝參數的變化。由於大型水發磁（cí）極線（xiàn）圈（quān）銅（tóng）排厚, 線圈加熱（rè）時其溫度分（fèn）布不均, 出模後易造成開匝現象, 所以在線圈升溫和保（bǎo）溫過（guò）程設置了多點溫度監控, 避（bì）免（miǎn）溫度過高或過低, 造成（chéng）匝間絕緣流膠過多或過少而使線（xiàn）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（tōng）過對熱壓過程溫度、壓（yā）力、時間的（de）重點監控（kòng）, 大型（xíng）水發磁極線（xiàn）圈的開匝問題（tí）大為改（gǎi）善。

      2 .4 .2 壓型後檢查

      檢查（chá）線圈內外表麵餘膠是（shì）否清理幹淨、線匝是否平整; 匝間粘接膠（jiāo）化良好、無燒焦、無鬆散（sàn）開（kāi）匝現象; 銅線無磕碰劃傷。在平台上, 用測高尺（chǐ）均勻測量線圈的高（gāo）度、平行度; 用（yòng）卷尺、角（jiǎo）尺和（hé）塞尺測量線圈的長度、寬度和垂直度; 線（xiàn）圈的（de）內框尺寸以木（mù）模芯通過為準。準確測量線圈的幾何（hé）尺寸為下序磁極（jí）裝配（pèi）提供了保證（zhèng）。

      2 .5 匝（zā）間（jiān）試驗

      磁極線圈匝間短路是一種較常見的缺陷, 會影響機組正常運（yùn）行, 使繞組溫度升高, 電（diàn）壓波形（xíng）畸變, 造成機組振動及出現其他機械故障。所以大型水發磁極線圈製造時, 必須通過匝（zā）間衝擊試驗和交流阻抗試驗兩項考核, 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極線圈匝間絕緣的（de）新試驗方法, 主要通過施加一定的電壓來檢測匝間絕緣抗電（diàn）壓強度。目前使用（yòng）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（bō）器波形（xíng）來（lái）判定線圈匝間絕緣是（shì）否有缺（quē）陷。試驗線圈時, 匝間絕緣無損壞的波形是數個波逐漸衰（shuāi）減(見圖l) ,而匝間絕（jué）緣有損壞的波形（xíng）則是迅速衰減(見圖2 ) 。

      2 .5.2 交（jiāo）流阻抗試驗

      交流阻抗試驗是找出短路點的有效方法, 能準確地找出短路點位置。目（mù）前采用的（de）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。比較電流值, 不短路（lù）線（xiàn）圈的電流值無明顯差異, 短（duǎn）路（lù）線圈電壓（yā）降低, 電流增大（dà）。查找短路點采用1/2 排除法, 逐步縮小查找範圍, 當測量到某（mǒu）匝電壓最小, 則該匝短路。由於短路處電流增大會使線圈局部發熱, 所以斷電後手摸溫度最高處即為短路點。這（zhè）種方法提高了查找短路點的效率。

      大型水發磁極線（xiàn）圈匝間絕緣電氣性能采用（yòng）了兩種試驗共同來考核, 確（què）保了線圈在運行中不會發（fā）生短路故障。

      2 .6 直流（liú）電阻測試

      直流電阻測量是檢測銅排焊接有無虛焊現象（xiàng）的重要方法。測量時, 線圈應注意放置在同等溫度、濕度的環境, 避免因環境變化（huà）影響測（cè）量數據。

3 結（jié）語

       我（wǒ）們在三峽右岸、構皮灘、龍灘等（děng）機組大型水輪發電機焊接式磁極線圈（quān）製造過程關鍵工序中,建立了有效的質量控製點和檢（jiǎn）驗方法, 穩定了銅（tóng）排焊接質量, 提高了匝間絕（jué）緣的抗電（diàn）壓能力, 降低了線圈（quān）開匝和短路故障（zhàng）率, 製造出了高品質的磁極線圈,為公司占據大型水電市場提供（gòng）了保證。