變壓器用靜電板的結(jié)構(gòu)改進(jìn)及易發(fā)生問題的分析

趙 如 王 寧 劉科良

(特變電工沈陽變壓器有限公司，遼寧 沈陽110144)

1 靜電板的作用

靜電板是一個有一定厚度的開口金屬環(huán)，連接在變壓器繞組首端或絕緣的中性點端，以及自耦變壓器的中點端。靜電板的主要作用是改善繞組端部電場分布目前，靜電板已廣泛應(yīng)用于60 kV 及以上的變壓器中。靜電板的結(jié)構(gòu)形式很多，本文只從我廠常用的結(jié)構(gòu)及制造工藝加以介紹，并對設(shè)計中針對靜電板的常見問題進(jìn)行匯總分析。

2 靜電板的基本結(jié)構(gòu)

根據(jù)線圈結(jié)構(gòu)的不同，靜電板的結(jié)構(gòu)也有所不同。對于餅式線圈，采用平靜電板，當(dāng)繞組的輻向較大時，采用中間斷開的平靜電板；對于不端平的螺旋式及層式線圈，采用斜靜電板，繞組的輻向＞70 時，采用中間斷開的斜靜電板。靜電板由絕緣圈、導(dǎo)體金屬屏蔽層（金屬化皺紋紙）、屏蔽線、引出線和絕緣層等構(gòu)成。如圖1,2 所示。

2.1 靜電板關(guān)鍵控制點

2.1.1 加工公差。靜電板內(nèi)徑Φ500-1000mm，內(nèi)徑偏差0～+1mm，外徑偏差0～+2mm；Φ1001-2000 mm，內(nèi)徑偏差0～+1.5mm，外徑偏差0～+2mm；Φ2000 mm 以上，內(nèi)徑偏差0～+2mm,外徑偏差0～+4mm；厚度偏差均為0～+2mm。對于靜電板輻向較小的，或直徑大及開口的靜電板，按圖紙尺寸量長短軸六點，取平均值滿足要求。

2.1.2 設(shè)計關(guān)鍵控制點

目前，在靜電板設(shè)計時，要求給出的靜電板內(nèi)外徑值為：靜電板內(nèi)徑=線圈內(nèi)徑+2，靜電板外徑=線圈外徑+2。

2.2 靜電板引出線的焊接

2.2.1 靜電板引出線與屏蔽線焊接方式

a.靜電板引出線的方向要與其連接的線圈的繞制方向一致

b.靜電板絕緣圈幅向A≥35 時，絕緣圈開槽口，靜電板屏蔽線和引出線穿入絕緣圈槽口；

c.靜電板絕緣圈幅向28≤A＜35 時，絕緣圈不開槽口，靜電板屏蔽線和引出線用棉緯銅編織帶纏繞焊牢；

2.2.2 靜電板引出線焊接位置

a. 靜電板引出線通常焊在距線圈出頭前兩個撐條間隔的位置，在展開圖中標(biāo)出，線圈在兩個以上撐條間出頭時，靜電板引出線通常焊在距線圈最后一個出頭前兩個撐條間隔的位置。

圖1

圖2

b.靜電板引出線焊在最外一根導(dǎo)線的內(nèi)徑側(cè)，對于組合和換位導(dǎo)線焊在最外一小根導(dǎo)線的內(nèi)徑側(cè)。

c.對于雙層式線圈，靜電板引出線焊在外層。

d.對于調(diào)壓線圈，靜電板引出線焊在中間分接導(dǎo)線上。焊接后保證引出線不得與非焊接導(dǎo)線連接。

3 靜電板的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

3.1 靜電板骨架改進(jìn)

目前我公司的靜電板結(jié)構(gòu)是將靜電板引線焊接在短路環(huán)上，焊長80mm 后磨平焊牢后，埋入開好的槽中，此結(jié)構(gòu)的焊接位置并不受力，為了提高焊接和打磨效率，將焊長改為40mm。焊長改為40mm 后，每件靜電板引線焊接和打磨能節(jié)約20 分鐘，通常每天能制作此結(jié)構(gòu)靜電板6～7 件，即靜電板制作效率能提高30%左右。

設(shè)計時，將靜電板骨架中引線開口的長度由80 改為40(見圖3), 并在圖紙中給出“引線與短路環(huán)的焊接長度不小于30mm”（見圖4）。

圖3

圖4

3.2 靜電板引出線改進(jìn)

為減少靜電板引出線與線圈導(dǎo)線焊接工作量，避免因焊接不良造成短路，我們將引出線改為6mm2銅電刷線TS 引出，并與線圈出頭一起用套筒采用冷壓方式與電纜連接，長度根據(jù)線圈出頭冷壓位置進(jìn)行核算。

此種結(jié)構(gòu)雖然減少了引出線與線圈導(dǎo)線的焊接，但是由于在銅電刷線與短路環(huán)焊接時，需加倍小心，否則電刷線容易斷絲，為了確保產(chǎn)品的安全可靠性，我們又進(jìn)一步將引出線進(jìn)行更改。仍采用原來的引出線（1.4×5 銅扁線TBR），只是將引出線加長，不與線圈導(dǎo)線焊接，而是直接與線圈出頭一起采用冷壓的方式與電纜連接。

4 易發(fā)生問題匯總分析

4.1 開口靜電板引出線與線圈墊塊相碰

問題描述：開口靜電板引出線焊接位置L 一般距線圈出頭3檔處，計算方法為：L=（靜電板骨架外直徑*π/N(檔位)）*4+46。當(dāng)線圈的檔間距較小時，靜電板引出線與短路環(huán)焊接處可能與線圈中的墊塊相碰，在線圈加壓時，使得焊接處受力，造成短路。預(yù)防措施：在設(shè)計時，按比例畫出焊接位置，將L 的計算值適當(dāng)增加，保證引出線的位置距離墊塊10mm 以上。

4.2 雙層靜電板引出線位置不合理

問題描述：靜電板引出線在距出頭三檔處引出焊接，且內(nèi)外層引至在一檔。實際由于線圈檔距較小無法實現(xiàn)內(nèi)外層無法在一檔進(jìn)行焊接，同時由于計算有誤，靜電板出頭焊接位置實際在距離線圈出頭兩檔處，如果將內(nèi)外層靜電板焊接位置錯開，內(nèi)層焊接位置距離線圈出頭太近。

解決方法：外層開口靜電板在距離線圈出頭兩檔處焊接，將內(nèi)層靜電板逆時針旋轉(zhuǎn)，焊接位置移至距離線圈出頭四檔處。預(yù)防措施：對雙層靜電板，當(dāng)引至一檔引出時，需先核算檔距保證一檔能夠焊接，當(dāng)不能在一檔引出時，將內(nèi)外引出線引至不同檔進(jìn)行焊接。

4.3 調(diào)壓線圈靜電板引出線位置焊錯

問題描述：對于帶靜電板的調(diào)壓線圈，當(dāng)線圈的輻向?qū)Ь€并繞根數(shù)大于兩根，且每根導(dǎo)線的電位不一致時，需仔細(xì)考慮靜電板等位線的焊接位置，避免造成放電。

預(yù)防措施：①要求調(diào)壓線圈中的靜電板引出線焊接位置在調(diào)壓線圈的中間分接焊接。靜電板等位線可焊在4'或6'分接導(dǎo)線上。②調(diào)壓線圈靜電板等位線焊接后，必須保證等位線不得與非焊接導(dǎo)線連接，即當(dāng)?shù)任痪€與4' 焊接后，不能與2',6',8' 分接線連接。

5 結(jié)論

鑒于靜電板在大型超高壓變壓器中的重要作用，我們不僅要了解靜電板的結(jié)構(gòu)形式和基本原理，更要保證設(shè)計時靜電板的選用及靜電板焊接位置、開口尺寸等的正確性。同時，我們在設(shè)計過程中不能固步自封，還需進(jìn)一步吸收先進(jìn)的結(jié)構(gòu)對原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，從而提高產(chǎn)品性能的同時達(dá)到省時、省力、優(yōu)質(zhì)的靜電板，將對確保變壓器質(zhì)量起到一定作用。