第43卷第3期2006年3月TRANSORMERMarch 2006換位導(dǎo)線的應(yīng)用nIll高素霞康京(保定天威電力線材有限公司,河北保定071051)摘要介紹了變壓器繞組各種換位導(dǎo)線的特點(diǎn)并對(duì)換位導(dǎo)線制造和應(yīng)用中的一些問(wèn)題進(jìn)行了說(shuō)明。關(guān)鍵詞變壓器繞組換位導(dǎo)線應(yīng)用中圖分類號(hào)TM405文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼文章編號(hào):1001-842X2006)3-0026-041引為均勻。CTC的使用與多根紙包扁線相比有更高的填充率和較少的紙絕緣提高了繞組的占空率使所謂換位導(dǎo)線,就是由一定根數(shù)的漆包扁銅線變壓器體積減小損耗降低。組合成寬面相互接觸的兩列,按要求在兩列漆包扁對(duì)于這種CTC的制造和使用,主要控制三點(diǎn)導(dǎo)線上面和下面沿窄面做同一轉(zhuǎn)向的換位,并用電第一是導(dǎo)體的尺寸和表面質(zhì)量,尤其是導(dǎo)體的表面工絕緣紙帶或網(wǎng)帶作多層連續(xù)緊密或單層繞包的繞質(zhì)量應(yīng)保證表面光潔不能有毛刺、裂紋、機(jī)械損傷組線。換位導(dǎo)線基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造工藝已基本和油污、氧化層等影響產(chǎn)品性能的缺陷第二是縮醛成熟隨著變壓器技術(shù)和線材制造技術(shù)的進(jìn)步具有漆膜系列性能的控制諸如機(jī)械性能、電氣性能、耐各特殊用途的換位導(dǎo)線近年來(lái)也應(yīng)運(yùn)而生。熱等級(jí)和化學(xué)性能的控制;第三就是適應(yīng)變壓器繞2CTC種類組繞制性能的控制。此種CTC一般用于變壓器的高壓和中壓繞組上,這兩種繞組通常位于變壓器器身目前變壓器制造廠使用較多的CTC可歸納為的外側(cè)、直徑較大,根數(shù)在30根以下所以對(duì)CTC以下幾種的節(jié)距和變形區(qū)的要求相對(duì)較弱是CTC制造中比(1紙絕緣縮醛漆包扁銅線CTC較易控制的產(chǎn)品。(2坻絕緣自粘縮醛漆包銅扁線CTC3.2熱粘合縮醛漆包銅扁線紙包CTC(3)熱收縮自粘漆包銅扁線網(wǎng)包(繩包)自粘隨著電力設(shè)備功率的增加及對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的不CTC斷提高對(duì)變壓器設(shè)備的耐短路的性能要求更高。為4)滯油道網(wǎng)包自粘縮醛漆包銅扁線CTC滿足制造這種電器的需要,開(kāi)發(fā)了自粘半硬CTC5滯屏蔽的紙絕緣縮醛漆包銅扁線CTC即在上述3.1縮醛漆包的工藝流程的基礎(chǔ)上,在單〔6鵑階梯狀紙組合絕緣縮醛漆包半硬態(tài)銅扁線根漆包扁銅線外再涂-層0.02mm-0.06m的自粘環(huán)氧樹(shù)脂漆膜。當(dāng)繞組使用這種導(dǎo)線后在正常的繞7)上述各種類型CTC的半硬態(tài)形式;組和器身干燥的同時(shí),其導(dǎo)線可牢固地相互粘結(jié)在(8)其它。起從而提高了導(dǎo)線的整體的機(jī)械強(qiáng)度其抗彎能3各種CTC特點(diǎn)及技術(shù)控制力約為普通非自粘CTC的5倍以上。這種CTC主要用于高電壓、大容量變壓器的中、低壓繞組中其3.1普通縮醛漆包銅扁線紙包CTC特點(diǎn)是能使繞組具有特別牢固的粘結(jié)強(qiáng)度,增加了這種CTC是CTC最基本的形式,其導(dǎo)線硬度繞組整中國(guó)煤化工器繞組抗短路能力σa2在90MPa~220MPa,其扁導(dǎo)線的根數(shù)一般為7~CNMH硎造過(guò)程中,對(duì)繞組63根,最大外形尺寸可控制在寬度〔繞組軸向)≤有105℃的預(yù)干燥、整理、高度確認(rèn)、出頭處理等工28mm高度繞組輻向)≤9omm。這種CTC能降低序。變壓器制造廠希望在這幾道工序時(shí)自粘環(huán)氧樹(shù)變壓器損耗尤萁是繞組的渦流損耗和環(huán)流損耗從脂漆不要徹底固化以不影響上述處理工作而在變而能降低繞組熱點(diǎn)溫升,使整個(gè)繞組的溫度分布更壓器器身135℃千燥時(shí)則能徹底固化。但國(guó)內(nèi)目前第3期高素霞、康京換位導(dǎo)線的應(yīng)用27的自粘環(huán)氧樹(shù)脂漆不能滿足這個(gè)要求。最近我公司地會(huì)產(chǎn)生一定程度的間隙,直接造成二次固化后粘與國(guó)內(nèi)的絕緣漆廠合作開(kāi)發(fā)了符合上述要求的自粘合面積減小。對(duì)熱收縮網(wǎng)包CTC則采用了熱收縮環(huán)氧樹(shù)脂漆,并對(duì)其進(jìn)行了一系列性能試驗(yàn)及與變的網(wǎng)、繩CTC在二次固化時(shí)被緊緊地束縛在較大壓器油的相容性試驗(yàn)全部合格通過(guò)并已在變壓器的收縮力作用下CTC中的單股線及網(wǎng)帶或繩充分產(chǎn)品上使用。下面是新型自粘環(huán)氧樹(shù)脂漆在不同烘粘合在一起。試驗(yàn)證明熱收縮網(wǎng)包、繩包CTC比普干溫度下的粘接強(qiáng)度值用表1可以說(shuō)明上述特性。通的網(wǎng)包或繩包CTC抗彎強(qiáng)度高20%因此熱收縮表1新型自粘漆不同溫度下的粘接強(qiáng)度值網(wǎng)包或繩包CTC是高電壓大容量變壓器低壓繞組Table 1 Bond strength of new self adhesion paint首選導(dǎo)線。at different temperature使用這種CTC可避免普通紙包CTC因在繞組烘干QQBN粘合強(qiáng)度AMPa壓裝后局部紙絕緣的松馳下垂造成的油道截面局部條件實(shí)測(cè)值平均值減小,并可使變壓器油直接流經(jīng)CTC的散熱表面105℃3由于熱傳遞的強(qiáng)化和熱阻的減小,繞組線芯導(dǎo)體和130℃3h7.6711679.7311.818變壓器油之間的溫度差減小。所以熱收縮網(wǎng)包自粘105℃24h0CTC可以比普通的CTC選用更小的軸向油隙而有130℃96h9.779599.789.899.639.73相同的散熱效果可使繞組的空間因數(shù)得到改進(jìn)從由于近幾年變壓器材料價(jià)格的持續(xù)上漲,各變而會(huì)減少繞組的油隙墊塊的尺寸,其減少量約為壓器制造企業(yè)對(duì)成本的控制越來(lái)越嚴(yán)格,即使減小40%。由于變壓器低壓繞組安排在緊臨鐵心處其繞繞組輻向幾個(gè)毫米也是變壓器設(shè)計(jì)者追求的目標(biāo),組的高度和空間因數(shù)得到改善后會(huì)使其它繞組、鐵這對(duì)于CTC來(lái)說(shuō)也就是每根漆包扁線上的自粘環(huán)心乃至整個(gè)變壓器整體尺寸得以縮小,因此減小了氧樹(shù)脂漆厚度控制在0.0lmm之內(nèi)。因此開(kāi)發(fā)了在變壓器的銅重、鐵重及總重提高了變壓器的效率導(dǎo)線大面上按技術(shù)要求厚度進(jìn)行涂漆,以保證CTC降低了成本。熱收縮網(wǎng)包自粘CTC的網(wǎng)在變壓器干的粘接強(qiáng)度,而在小面上只涂o0lmm及以下的自燥過(guò)程中粘附在軟化的環(huán)氧樹(shù)脂漆膜上不會(huì)脫落粘環(huán)氧樹(shù)脂漆以保證繞組輻向的尺寸同時(shí)可以減到變壓器油中影響油的性能。少繞組的軸向尺寸。通過(guò)研究經(jīng)過(guò)對(duì)模具和模架的3.4熱收縮網(wǎng)包自粘CTC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)調(diào)整和其它工裝的配合實(shí)現(xiàn)了特殊的自粘環(huán)氧樹(shù)脂熱收縮網(wǎng)包自粘CTC一般應(yīng)用在變壓器的低漆涂制。壓繞組中根數(shù)多在50根以上。為保證CTC能很好3.3熱收縮漆包銅扁線網(wǎng)包自粘CTC地繞制成繞組,必須處理好繞組直徑、CTC的外形普通和熱粘合CTC已在變壓器的高、低壓繞組尺寸諸如CTC的高H和寬W及高和寬的比、漆包使用了十年多并已取得了很好的效果。各種不同技導(dǎo)線的尺寸、節(jié)距和導(dǎo)線變形區(qū)長(zhǎng)度等的關(guān)系。術(shù)規(guī)范的絕緣紙是CT℃最常用的線芯絕緣材料。對(duì)般情況下根數(shù)、節(jié)距及繞組直徑存在以下關(guān)于電壓較低的低壓繞組,其線芯絕緣要求的絕緣厚系度很薄,般只有四層紙而且在大多數(shù)情況下匝間繞組直徑=根數(shù)×節(jié)距x調(diào)節(jié)系數(shù)/電壓也很低。由于單根漆包線的漆膜絕緣質(zhì)量高電對(duì)于不同的外絕緣調(diào)節(jié)系數(shù)不同通過(guò)多年的氣強(qiáng)度很高,并且最終的CTC是浸在油中的由漆實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出如表2所示的系數(shù)表。膜和變壓器油組成的絕緣可以耐受各種各樣條件下表2不同外絕緣調(diào)節(jié)系數(shù)表的匝間電壓,在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生了熱收縮網(wǎng)包Table 2 Adjusting coefficient list in different自粘CTexternal insulati熱收縮網(wǎng)包、繩包CTC是我公司根據(jù)變壓器統(tǒng)序號(hào)CT高H/‖寬網(wǎng)包調(diào)節(jié)系數(shù)紙包調(diào)節(jié)系數(shù)組應(yīng)用的實(shí)際情況總結(jié)多年生產(chǎn)CTC的經(jīng)驗(yàn)而開(kāi)H/W≥5≥1.6發(fā)的新型CTC。在大容量高電壓變壓器中低壓繞中國(guó)煤化工14≥1.6組通常是螺旋式繞組其匝間電壓不高電流大在CNMHG變壓器運(yùn)行和出現(xiàn)故障時(shí),要承受很大的電動(dòng)力的→>H/W≥1沖擊所以對(duì)CTC的整體性能要求高。CTC采用環(huán)H/W<1≥1氧樹(shù)脂熱粘合技術(shù)雖然可起到良好的作用,但在換位節(jié)距通常應(yīng)在8b及以上b為組成CTCCTC繞制繞組過(guò)程中其單根線與線之間不可避免單根導(dǎo)線的寬度,它一般受CTC生產(chǎn)線的制約即第43卷?yè)Q位設(shè)備的保障能力可以使導(dǎo)線變形區(qū)的長(zhǎng)度最長(zhǎng)械加工的方式完成;當(dāng)σa2>220MPa,歐洲的ASTA為節(jié)距的1/2長(zhǎng)二受CTC的根數(shù)的影響,三受單廠采用加銀的方式(但未得到證實(shí))而 INVEX的根導(dǎo)線的厚度和單根導(dǎo)線寬厚比的影響。經(jīng)驗(yàn)表明,意大利工廠則采用軋制-退火-再拉拔的方式。我公一般單根導(dǎo)線的厚度應(yīng)在2.2mm及以下寬厚比在是利用擠壓連續(xù)生產(chǎn)線和再拉拔的方式生產(chǎn)高強(qiáng)5以下這樣設(shè)計(jì)的CTC在制造和使用上都具有很度半硬態(tài)導(dǎo)線,我們對(duì)擠壓和拉拔的導(dǎo)體進(jìn)行了組好的工藝性。我公司目前節(jié)距可完成5b及以上沒(méi)織結(jié)構(gòu)的分析和檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)擠壓生產(chǎn)的導(dǎo)體是在材備的最小變形區(qū)可控制在25mm,能完成技術(shù)要求料銅的塑性最佳的時(shí)段再施加100MPa壓力及高溫比較苛刻的CT℃C的制造但這并不能說(shuō)節(jié)距越小越下擠壓而成的,其組織結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于拉拔成型的導(dǎo)好因節(jié)距太小可引起CTC的寬度方向的兩列導(dǎo)線體。其擠壓成型的導(dǎo)體的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其密度大于中間的縫隙加大隊(duì)而影響CTC的外形尺寸和變壓用其它方式制造的導(dǎo)體其差別約為04%在使用器繞組的軸向尺寸。上對(duì)于提高變壓器的電性能非常有益。一系列的試3.5CTC制造和應(yīng)用中的測(cè)量問(wèn)題驗(yàn)證明,采用這種方式制造的半硬態(tài)漆包線完全能CT℃C從制造到繞組繞制和壓裝成型由于生產(chǎn)滿足CTC尺寸、σa2及各種性能的要求,且在Oa2≤線上有張力中間要經(jīng)過(guò)多種狀態(tài)完全放松時(shí)的首240MPa時(shí)其漆包線的電性能和機(jī)械性能,包括電樣狀態(tài);將CTC纏繞在不同直徑上線軸上的狀態(tài);阻率完全能滿足技術(shù)要求。圖2為我公司在國(guó)家有在變壓器廠做進(jìn)廠檢驗(yàn)時(shí)再?gòu)妮S上放下時(shí)的狀態(tài);色金屬及電子材料分析測(cè)試中心對(duì)擠壓導(dǎo)線的邊緣變壓器繞組繞制完成壓裝成型時(shí)施于特定壓力后的進(jìn)行金相組織分析的照片,圖3為拉拔導(dǎo)線邊緣的最終狀態(tài)。在每種狀態(tài)下所測(cè)量的尺寸都有所不同。金相組織分析的照片。相差尺寸的大小還與導(dǎo)線的屈服強(qiáng)度的大小和CTC的根數(shù)及每根導(dǎo)線的尺寸有關(guān)。目前,各電磁線制造廠和變壓器廠在對(duì)CTC檢驗(yàn)時(shí)均采用游標(biāo)卡尺測(cè)量的方式。采用游標(biāo)卡尺的測(cè)量方法既不能預(yù)設(shè)測(cè)量壓力也不能測(cè)量所施加的壓力是多少因此所測(cè)量壓力和尺寸就是供需雙方爭(zhēng)論的焦點(diǎn)尤其近期大型變壓器經(jīng)常采用的50根以上的CTC上述問(wèn)題更為嚴(yán)重。游標(biāo)卡尺測(cè)量面的長(zhǎng)度與CTC的高度方向相差很少,不能很好地涵蓋其高度而圖2擠壓導(dǎo)線金相組織照片CTC的寬度W方向,由于壓力變化對(duì)尺寸影響更ig 2 Metallograph of extrusion conductor大因此尺寸不符合要求的現(xiàn)象更為突出。為解決這個(gè)問(wèn)題,我公司做了大量的試驗(yàn)對(duì)比工作測(cè)量了上百個(gè)不同狀態(tài)下的CTC數(shù)據(jù)并與不同壓力情況下的尺寸進(jìn)行了比較。結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的壓力值及變壓器繞組壓裝時(shí)所承受的壓力特試制了既有壓力顯示又有尺寸顯示的精密測(cè)量工具見(jiàn)圖1)用其很好地解決了此問(wèn)題圖3拉拔導(dǎo)線金相組織照片日Fig3 Metallograph of drawing conductor圖2擠壓導(dǎo)線的邊緣部分晶粒平均直徑約為圖1CTC尺寸測(cè)量裝置00V凵中國(guó)煤化工徑約為00m,而Fig 1 Dimensional measurement device of CTC圖3拉CNMHG不均勻無(wú)法判定中3.6半硬態(tài)CTC制造和應(yīng)用心部位晶粒平均直徑約為0.013mm目前在世界范圍內(nèi),半硬態(tài)CTC得到了廣泛的使用。當(dāng)σa2≤220MPa各電磁線制造「(包括歐4換位導(dǎo)線的發(fā)展洲的著名的ASTA和 INVEX電磁線公司灼采用機(jī)4.1帶油道熱收縮網(wǎng)包自粘CTC第3期高素霞、康京換位導(dǎo)線的應(yīng)用這種CTC是在熱收縮漆包銅扁線網(wǎng)包自粘央部位溫度最高,更由于形成軸向油道使繞組上下CTC的基礎(chǔ)上進(jìn)一步沿?fù)Q位導(dǎo)線的整個(gè)長(zhǎng)度在其部位的油流得到加強(qiáng)對(duì)冷卻十分有利。另外沿繞組換位導(dǎo)線截面中由換位導(dǎo)線的單根導(dǎo)線本身而制成線餅有輻向冷卻油道有利于冷卻就可以有效地降輻向油道,即按照預(yù)定順序?qū)Q位導(dǎo)線兩疊導(dǎo)線的低線餅的熱點(diǎn)溫度。該CTC特別適用于大容量低電每一根導(dǎo)線進(jìn)行彎折,在換位導(dǎo)線截面中形成一個(gè)壓繞組及工業(yè)用大電流的變壓器繞組。目前國(guó)內(nèi)已個(gè)空隙,它們既構(gòu)成換位導(dǎo)線的輻向油道又參與換具備這種先進(jìn)的新型換位導(dǎo)線生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)了工業(yè)位導(dǎo)線的連續(xù)換位如圖4所示?；a(chǎn)的創(chuàng)新。42換流變壓器使用CTC近幾年由于換流變壓器的發(fā)展,必然導(dǎo)致直流變壓器使用CTC的產(chǎn)量增加。目前全部的換流變壓器用CTC均為進(jìn)口,分析直流變用CTC的技術(shù)特性國(guó)內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備和條件是可以生產(chǎn)的。其主要包括帶屏蔽的紙絕緣縮醛漆包銅扁線CT℃和階梯狀紙絕緣組合縮醛漆包銅扁線CTC。前者是將兩組CTC進(jìn)行組合中間放置若干個(gè)屏蔽線,后者是將繞組中的糾結(jié)位置用階梯狀排列形成的,國(guó)內(nèi)已有電磁線廠制作了樣品。圖4帶油道網(wǎng)包自粘CTC4.3換位導(dǎo)線中漆包線的漆膜電壓?jiǎn)栴}Fig 4 Self adhesion CtC of net with oil duct帶油道熱收縮漆包銅扁線網(wǎng)包自粘CTC在熱目前漆包線的漆膜擊穿強(qiáng)度試驗(yàn),國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定是任取5點(diǎn)其中有4點(diǎn)1000V以上有1點(diǎn)收縮漆包銅扁線網(wǎng)包自粘CTC的基礎(chǔ)上不僅增大500V以上但實(shí)際中各制造廠已實(shí)現(xiàn)了擊穿強(qiáng)度試了散熱面積,而且在繞組中形成的軸向油道將有效驗(yàn)平均值在2000V-300之間,這主要得益于導(dǎo)地提高變壓器的散熱效果和油隙的利用。(1對(duì)于餅式繞組從散熱的角度看其散熱表體的表面質(zhì)量的改進(jìn)。面是垂直的內(nèi)外表面和上下表面,但其上下表面因參考文獻(xiàn):墊塊覆蓋占去了30%~40%而帶油道熱收縮漆包銅保定天威保變電氣股份有限公司.電力變壓器手冊(cè)[M扁線網(wǎng)包自粘CTC可在導(dǎo)線截面輻向的中央提供北京機(jī)械工業(yè)出版社2003.個(gè)油隙使垂直散熱面積增加了一倍。2]變壓器制造技術(shù)叢書(shū)編審委員會(huì).變壓器繞組制造工藝(2在繞組內(nèi)外側(cè)散熱條件基本相同的情況下Ⅵ.北京機(jī)械工業(yè)出版社,1998線餅輻向的溫度分布通常是拋物線分布,即輻向中Application of Transposed CableGAO Su xia, KANG JingBaoding Tianwei Power Line Material Co, Ltd, Baoding 071051, ChinaAbstractThe characteristics of transposed cable for transformer windings are introducSome problems in transposed conductor manufacture and application are presentedKey words Transformer Winding Transposed cable中國(guó)煤化工CNMHG收稿日期2005-12-30作者簡(jiǎn)介高素霞(1962-)女河北平山人天威電力線材有限公司副總經(jīng)理隊(duì)從事變壓器制造和電磁線的開(kāi)發(fā)研究工作康京(1952-)男北京市人天威電力線材有限公司常務(wù)副總經(jīng)理長(zhǎng)期從事電磁線的開(kāi)發(fā)和制造工作。