摘要（yào）： 本文介紹了（le）大型水（shuǐ）輪發電機焊接式磁極線圈製（zhì）造過程中存在難點和（hé）幾種常見質量問題,通過在關鍵工序建立（lì）質量控製點及嚴格的檢驗措施（shī）,解決了製造過程的（de）質量波動問題,有效提高了磁極（jí）線圈的質量。

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（jī）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（yùn）行和壽命。我公司在二灘、三峽左岸機組上引進技術生產的大型焊接（jiē）式（shì）水輪發電（diàn）機的（de）磁極線圈(大型水發磁極線圈) 曾出（chū）現銅排焊接質量不（bú）穩定、壓型後線圈有開匝（zā）和匝間短路現象, 究其（qí）原因主要是銅排又寬又厚（hòu）、熱壓時線圈溫度不均勻、匝間（jiān）絕緣易損（sǔn）傷, 所以在製（zhì）造過程中, 我們有針對（duì）性地（dì）摸索出了行之有（yǒu）效的質（zhì）量控製方法, 並采用匝間衝擊試驗新方法控製產品質量（liàng）。

2 大型水輪（lún）發電機（jī）磁（cí）極線圈關鍵質量控製（zhì）流程（chéng）

      大（dà）型水輪發電（diàn）機（jī）磁（cí）極線圈關（guān）鍵質量控（kòng）製流程如下: 首件質量控製→ 銅排焊接質量控製及檢驗→墊匝間（jiān）絕緣質量控製、熱壓成型質量控製。匝間試驗→ 直流電阻（zǔ）測試。下麵（miàn）介紹磁極線圈質量控（kòng）製關鍵點及控製方法。

      2. 1 首件質量（liàng）控製

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

      2.2 銅排釺焊質量控（kòng）製

      大型水輪發電機運行時勵（lì）磁電（diàn）流在20 00A 以上, 如果磁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（gāo）, 燒壞銅（tóng）排造成停機事故。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（shuǐ）發磁極銅排（pái）又寬又厚, 接頭釺焊時難度大, 因（yīn）此我們就其（qí）難點對釺焊過程製定了一套（tào）嚴格的檢驗措施。

      2 .2. 1 釺焊前質（zhì）量控製

      首先, 檢查釺焊操作人員有無相應資格證書,確認每批銅排符合圖樣, 保證整個線圈的尺（chǐ）寸符合圖紙。其（qí）次, 檢查焊接麵毛刺、氧化物等汙垢以及焊料的氧化（huà）物（wù）是否（fǒu）清理幹淨, 避免釺焊後產生開焊、焊縫不飽（bǎo）滿等質量問題。

      2 .2.2 釺焊過程的質量控製

      目前（qián）, 大（dà）型水輪發電（diàn）機磁極線圈銅排中頻焊接的方法是: 首先檢查接縫間隙是否調節（jiē）均勻,銅排表麵是否平整, 滿足圖紙和釺焊要求後方可加溫; 然後用紅外（wài）線點溫儀測量釺焊（hàn）部位（wèi）溫度,當釺焊（hàn）區域溫（wēn）度達到工藝要求時方可塗抹焊料（liào）。釺焊（hàn）質量的穩定采（cǎi）用了監控（kòng）溫度的方法來確保。

      2 .2 .3 釺焊後（hòu）質量檢驗

      釺焊後質（zhì）量檢驗過程包括（kuò）: 檢查砂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光澤, 以便觀察焊接部（bù）位有無缺陷; 對焊接部位外觀有凹坑、氣孔（kǒng）等現象但無法補焊的可通過X 射線探傷來判定釺焊處（chù）質量（liàng）; 測量砂磨部（bù）位厚度應等（děng）於或略小於銅線厚度, 避免此處厚度2.2 銅排釺焊質量控製大型水輪發電機運行時勵磁電（diàn）流在20 00A 以上（shàng）, 如果磁極線圈接頭焊接質量不（bú）好, 就會導致運行時焊接部位溫度（dù）過高, 燒壞（huài）銅排造成停機事故。所以製造（zào）磁極（jí）線圈時必須保（bǎo）證釺焊質量的可靠性, 而大型水發磁（cí）極銅排（pái）又寬又厚, 接頭釺焊時難度大, 因此我們就其難點（diǎn）對釺焊過程製定了一套嚴格的檢驗措施。

      2 .2. 1 釺焊前質量控製

      首先, 檢（jiǎn）查釺（qiān）焊操作人員有無相應資格證書,確認每批銅排符（fú）合（hé）圖樣, 保證整個線圈的尺寸符合圖紙（zhǐ）。其次, 檢查焊（hàn）接麵毛刺、氧化物等汙垢以及焊料的氧化物是否清理幹淨, 避免釺焊後產生開焊、焊（hàn）縫不飽滿等質量問題。

      2 .2.2 釺焊過程（chéng）的質量控製（zhì）

      目前, 大型水輪（lún）發電機磁極線圈銅排中頻焊接（jiē）的方法是: 首先檢查接縫間隙是否調節均勻,銅排表麵是否平整, 滿足圖紙和釺（qiān）焊（hàn）要求後方可加溫; 然後用紅（hóng）外線點溫儀測量釺焊部位溫度,當釺焊區域溫度（dù）達到工藝要求時方可塗抹焊料。釺焊（hàn）質量的穩定采用了（le）監控溫度的方（fāng）法（fǎ）來確保。

     2 .2 .3 釺焊後質量檢驗

      釺焊後質量檢（jiǎn）驗過程包括: 檢查砂磨後焊接部位（wèi）無毛刺、焊瘤和氧化物, 使銅排表麵顯露銅的金屬光澤（zé）, 以便觀察焊接部位（wèi）有（yǒu）無缺陷; 對（duì）焊接（jiē）部位外觀（guān）有凹（āo）坑、氣孔等現象但無法補焊的可通過X 射線探（tàn）傷（shāng）來判定釺焊處質量（liàng）; 測量砂磨（mó）部位厚度應等於或略小於（yú）銅（tóng）線厚度, 避免此處厚度累積造成高（gāo）度尺（chǐ）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(見其後2 .6 ) 。

     2.3 墊匝間絕（jué）緣質量控製

      匝間衝擊試驗是考核（hé）大型水（shuǐ）輪發電機磁極線圈匝間試驗的項目之一, 該試驗對匝（zā）間絕緣抗電壓性能要求高, 所以在墊匝間絕（jué）緣過程（chéng）時必須有效地控製好匝間絕緣不受損。

      2 .3. 1 墊匝間絕緣前質（zhì）量控製

       首先,檢查（chá）通過冷壓整形的線圈（quān）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（hòu）易（yì）造成匝間絕緣損壞影響產品質量, 而毛刺又不容易完全清理幹淨。分析線匝容易產生毛刺的部位, 如接頭部位、棱邊等,采用目測和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

      檢查（chá）使用（yòng）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（jiāo）等缺陷, 避免使（shǐ）用不合格的絕緣材料（liào）影響磁極線圈質量（liàng）。在鋪墊（diàn）過程中, 檢查（chá）鋪墊的絕緣材料層數是否符合首件確定的層數, 是否準確地將絕緣材（cái）料鋪（pù）墊於銅排表麵上, 有無漏墊、竄動和褶（zhě）皺現象, 絕緣材料接縫是否符合工藝規定要求等。

      墊匝間絕緣有效的質量控製為製造高品（pǐn）質的磁極線圈提（tí）供了保障。檢查毛刺方法在三峽右岸、龍灘等機組磁極（jí）線圈製造中得到了成功驗證, 大大降低了毛刺造成（chéng）的（de）匝間短（duǎn）路次數; 嚴密（mì）的質量控製預防了在瀑布溝電站協機磁極線（xiàn）圈製造中使用過期絕（jué）緣材料。

      2 .4 熱壓成型質量控製（zhì）

      熱壓過程使匝間絕（jué）緣固化並（bìng）與銅排粘合成一個堅實的整體（tǐ）, 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（chéng）的各項工藝參數, 以確保線（xiàn）圈壓型（xíng）質量。

      2 .4. 1 熱壓成型過程質量控製

      首（shǒu）先, 檢（jiǎn）查壓型前匝間絕（jué）緣有無竄動, 調整後線（xiàn）圈尺寸符合圖紙要求。其次, 通過查詢無紙記錄儀記錄, 監控（kòng）熱壓（yā）過程（chéng）線圈溫（wēn）度、壓力、時間工（gōng）藝參數的（de）變化。由於大型水發磁極線圈銅排厚, 線圈加（jiā）熱時其溫度分（fèn）布不均, 出模後易（yì）造成開匝現象, 所以在線圈升溫和保溫過程設置了多點溫度監（jiān）控, 避免溫度過高或過低, 造（zào）成（chéng）匝間絕緣流膠過多或（huò）過（guò）少而使線圈開匝。同時, 測量高度變（biàn）化（huà）來調節壓力大小（xiǎo）, 以確（què）保高度尺寸（cùn）。

      通過對熱壓（yā）過程溫度、壓力（lì）、時間的重點監控, 大型水（shuǐ）發磁極線圈的開（kāi）匝問題大為改善。

      2 .4 .2 壓型後檢查

      檢查線圈內外表麵餘膠是否清理（lǐ）幹淨、線匝（zā）是否平整（zhěng）; 匝間粘接膠化良好、無燒焦、無鬆散開（kāi）匝現象（xiàng）; 銅線無磕碰劃傷。在平台上, 用測高尺均勻測量線圈的高度、平行度; 用卷尺、角尺和塞尺測量線圈的長度、寬度和垂（chuí）直度; 線圈的內框尺寸以木模芯通過為準。準確測量線圈的幾何尺寸為下序磁極裝配提供了保證（zhèng）。

      2 .5 匝間試驗

      磁（cí）極線圈匝間短路是（shì）一種較常見的缺陷, 會影響機組正常運行, 使繞組（zǔ）溫度升高, 電壓波形畸變, 造成機組振動及出現其他機械故（gù）障。所以大（dà）型水發磁極線圈製造時, 必須（xū）通過匝間衝擊試驗和交流阻抗（kàng）試驗兩項考核, 來確保運行時線圈不會出現匝間短路問（wèn）題。

      2.5 .1 匝間衝（chōng）擊試驗

      匝間衝擊（jī）試（shì）驗是從三峽左岸機組引進（jìn）檢測磁極線圈匝間絕緣的新試（shì）驗方法, 主要通過施加一定的電壓來檢測匝間絕緣（yuán）抗電壓強度。目（mù）前使用的是ZJ 一（yī）10 型高壓電機線圈匝間（jiān）絕緣試驗（yàn）器, 每匝施（shī）加規定峰值衝擊電壓（yā）, 通過比（bǐ）較示波器波形來（lái）判定線圈匝間絕（jué）緣是否有缺陷。試驗線圈時, 匝間絕緣（yuán）無損（sǔn）壞的波形是數（shù）個波逐漸（jiàn）衰減(見圖l) ,而匝間（jiān）絕緣有（yǒu）損壞的波形（xíng）則（zé）是迅速衰減(見圖2 ) 。

      2 .5.2 交流阻（zǔ）抗試驗

      交流阻（zǔ）抗試驗是找出（chū）短路點的有效方法, 能準確地找出（chū）短路（lù）點位置。目（mù）前采用（yòng）的是在線（xiàn）圈施加規定（dìng）壓（yā）力的方式, 試驗電壓為每極勵磁電壓（yā）的10 倍。比（bǐ）較電流值, 不短（duǎn）路線圈（quān）的電流值無明顯（xiǎn）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, 逐步縮小查找範圍, 當測量到（dào）某匝電壓最小, 則該匝短路。由於短路處電流增大會使線（xiàn）圈（quān）局（jú）部發熱, 所以斷電後手摸溫度最高處即為（wéi）短路點。這種方法提高了查找短（duǎn）路點的效率。

      大型水發磁極線（xiàn）圈匝間絕緣電氣性能采用了（le）兩種試驗共同來考（kǎo）核, 確保了線圈在運（yùn）行中不會發生（shēng）短路故障。

      2 .6 直流電阻測試（shì）

      直流電阻（zǔ）測量（liàng）是檢測銅排焊接有無虛焊現象的重要方法。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（biàn）化影響（xiǎng）測量數據。

3 結語（yǔ）

       我們在三峽右岸、構皮灘、龍灘等機組大型水輪（lún）發電機（jī）焊接式磁極線圈（quān）製造過程關鍵工序中,建立了有效的質（zhì）量控製點和檢驗方法（fǎ）, 穩（wěn）定（dìng）了銅排焊接質量, 提高了匝間絕緣的抗電壓能力, 降低了線圈（quān）開匝和短路故障率, 製造出了高品質的磁極線圈,為公司（sī）占據（jù）大（dà）型水電市（shì）場提（tí）供了保證。