箔式容性線圈燒結(jié)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種箔式容性線圈燒結(jié)工藝，屬于變壓器線圈制作【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明箔式容性線圈燒結(jié)工藝，在材料選擇上考慮材料的收縮性和自身的絕緣性能，同時利用抽真空和燒結(jié)的方式使線圈成型，大大降低的生產(chǎn)制造成本；采用本發(fā)明燒結(jié)工藝，可以省去干燥、一次浸漆、二次干燥、二次浸漆的流程，線圈繞制完畢后，直接進入燒結(jié)爐，經(jīng)過4個小時的燒結(jié)后，待溫度降低到40℃時就可以脫模，無需考慮在此過程的漏膠問題，只需在操作前將流程和溫度設(shè)定好，設(shè)備可自行工作；本發(fā)明燒結(jié)工藝，通過自身的材料絕緣來保證，不需要借助絕緣漆來絕緣，所以對環(huán)境沒有污染。
【專利說明】箔式容性線圈燒結(jié)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于變壓器線圈制作【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種箔式容性線圈燒結(jié)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在變壓器、電容器、電抗器等電工產(chǎn)品的制造行業(yè)中，所有的線圈(繞組)均采用有絕緣的導(dǎo)線(導(dǎo)體)繞制在絕緣筒、工裝模具上，通過干燥、浸漆(注油)、固化、抽真空以及環(huán)氧澆注的方式完成，因此采用原先的生產(chǎn)制造工藝，存在著很多的缺點，如電壓絕緣性能低、生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)周期較長。
[0003]所謂容性變壓器就是在常規(guī)干式變壓器上加裝一組容性線圈，其容性線圈就是充分利用電容器的隔直流通交流的特性和電容器的充放電原理，此變壓器不但具有常規(guī)的變電功能，同時既能滿足隔直流通交流又能滿足充放電的容性特性，從而達到既能消諧又能補償?shù)哪康摹?br>
[0004]所謂的電容，其特性要求是兩極間(兩箔間)距離越小電容量越大，兩極間(兩箔間)的面積越大電容量越大；以之相反，容性變壓器的線圈繞制兩極間的層間絕緣越厚(即層間距離越大)耐壓性和抗局放性也就越高；兩者相互矛盾。但是，在變壓器的制造行業(yè)中，極間的耐壓性和抗局放性又與極間(或?qū)娱g)絕緣材料所包含的氣體和絕緣材料自身的絕緣特性有很大的關(guān)系。
[0005]具體來講(按在變壓器繞組的生產(chǎn)方面進行舉例)，①絕緣性能，常規(guī)變壓器的生產(chǎn)工藝選取的絕緣材料都是采用經(jīng)過預(yù)浸絕緣漆的材料，如預(yù)浸DM、預(yù)浸SHS、預(yù)浸DMD等，上述材料均不具有收縮的能力，用上述材料繞制的變壓器線圈都需要通過干燥、真空浸漆、環(huán)氧澆注的方式來提高產(chǎn)品整體的絕緣性能，往往在絕緣性能提升的同時，又會存在其他問題，如由于在繞制過程中，導(dǎo)線或者是箔與絕緣材料之間的間隙很小，在抽真空時不能將兩層絕緣之間的氣體全部排盡，但是一旦有氣體存在在線圈的內(nèi)部，就會影響線圈的耐壓水平和局放(局部放電)水平，在長期的工作狀態(tài)下，就會使線圈擊穿，影響設(shè)備和正常生產(chǎn)的正常運行，遠遠不能達到設(shè)計的狀態(tài)；②生產(chǎn)成本較高，普通的生產(chǎn)工藝，在原材料的選擇方面會考慮到原材料自身的耐壓水平，所以就無條件的放大材料的厚度，從而使產(chǎn)品的體積也增大，還要用其他的絕緣材料進行輔助(如浸絕緣漆)才能達到絕緣的效果，所以總體成本較高；③生產(chǎn)周期較長，常規(guī)干式變壓器生產(chǎn)周期需要7-12天，這其中不包括材料的供應(yīng)，每生產(chǎn)出一只線圈的時間大概在24-36小時之間，按照浸漆工藝來講，首次干燥需要6-8小時(此時間需根據(jù)變壓器線圈的大小來決定)，真空浸漆必須要確保6-8小時，二次干燥需要6-8小時，二次浸漆必須要確保6小時，按照環(huán)氧澆注工藝來講，材料、模具預(yù)熱需要6-8小時，抽真空和澆注需要2小時，整體的固化時間卻是要在24小時(其中不包括裝模、脫模時間、甚至在澆注過程中漏膠情況)；④在很多變壓器的制造企業(yè)，特別是在線圈處理工段，環(huán)境都比較臟，并且有很多的粉塵，同時由于絕緣漆的氣味，很多時候員工都必須佩帶很好的防護勞保用品后才能對其操作，對環(huán)境有一定的污染，輔助的絕緣材料如浸潰漆、稀釋劑、環(huán)氧樹脂、固化劑等都是高腐蝕性、高揮發(fā)的化學(xué)材料，在使用過程中若沒有一定的預(yù)警防范措施和緊急應(yīng)急預(yù)案，后果將不堪設(shè)想。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明提供一種箔式容性線圈燒結(jié)工藝。本發(fā)明箔式容性線圈燒結(jié)工藝，通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]( I)選擇與主絕緣和端絕緣為同一種材質(zhì)的內(nèi)外保護絕緣；
[0008](2)將單向收縮的絕緣膜繞制在模具上，最少達到Imm厚度，將倒角的引線焊接到金屬箔的一端，同時需將引線放入引線槽內(nèi)，用膠帶固定，后按照每層金屬箔之間放兩層或者三層絕緣膜的要求進行繞制；
[0009](3)繞制好的線圈安裝外模進行固定，放入真空燒結(jié)爐內(nèi)，將兩層或者三層線圈的引線采取交叉的方式進行短接；
[0010](4)對模具底部進行加熱，使得模具上下形成溫度差，底部加熱到溫度不超過絕緣膜收縮溫度，在加熱的過程中對爐內(nèi)進行抽真空，在達到預(yù)定溫度差時停止底部加熱，開啟渦流加熱，通過可控硅調(diào)整電壓，同時根據(jù)線圈的大小，還需進行過電流加熱。
[0011](5)在燒結(jié)過程中，外加抽真空的方式將線圈內(nèi)部的氣體全部排出線圈外，當(dāng)溫度達到絕緣膜完全收縮的溫度時，停止所有加熱；
[0012](6)最后向真空爐內(nèi)注入惰性氣體，當(dāng)爐內(nèi)溫度降至40°C時，打開爐門，取出線圈進行脫模。
[0013]本發(fā)明箔式容性線圈燒結(jié)工藝，在材料選擇上考慮材料的收縮性和自身的絕緣性能，同時利用抽真空和燒結(jié)的方式使線圈成型，大大降低的生產(chǎn)制造成本；采用本發(fā)明燒結(jié)工藝，可以省去干燥、一次浸漆、二次干燥、二次浸漆的流程，線圈繞制完畢后，直接進入燒結(jié)爐，經(jīng)過4個小時的燒結(jié)后，待溫度降低到40°C時就可以脫模，無需考慮在此過程的漏膠問題，只需在操作前將流程和溫度設(shè)定好，設(shè)備可自行工作；本發(fā)明燒結(jié)工藝，通過自身的材料絕緣來保證，不需要借助絕緣漆來絕緣，所以對環(huán)境沒有污染。
【具體實施方式】
[0014]容性線圈包括金屬箔(銅箔或者是鋁箔)、主絕緣膜和外接引線，所述主絕緣膜包括箔間絕緣、端絕緣、內(nèi)外保護絕緣，本發(fā)明箔式容性線圈燒結(jié)工藝包括以下步驟:
[0015](I)繞制前準(zhǔn)備:根據(jù)圖紙要求，選擇合適的內(nèi)外保護絕緣，材質(zhì)需與主絕緣和端絕緣為同一種材質(zhì)；
[0016](2)線圈繞制:將選好的單向收縮的絕緣膜繞制在特制模具上，最少達到Imm厚度，將事先倒角的引線焊接到金屬箔的一端，同時需將引線放入引線槽內(nèi)，用一定強度的膠帶固定，以免在繞制時引線脫離出槽內(nèi)，導(dǎo)致線圈變形，后按照每層金屬箔之間放兩層或者三層絕緣膜的要求進行繞制；
[0017](3)將繞制好的線圈安裝外模進行固定，放入定制真空燒結(jié)爐內(nèi)，將兩層或者是三層線圈的引線采取交叉的方式進行短接；
[0018](4)首先對模具底部進行加熱，使得模具上下形成溫度差，底部加熱到溫度不超過絕緣膜收縮溫度，在加熱的過程中要對整個爐內(nèi)進行抽真空，在達到預(yù)定溫度差時停止底部加熱，開啟渦流加熱，通過可控硅調(diào)整電壓，目的是使絕緣膜之間的氣體能很好的排出線圈外，同時根據(jù)線圈的大小，為了是線圈內(nèi)外、上下都能溫度均衡，在此過程中還需進行過電流加熱；
[0019](5)在燒結(jié)過程中，外加抽真空的方式將線圈內(nèi)部的氣體全部排出線圈外，當(dāng)溫度達到絕緣膜完全收縮的溫度時，停止所有加熱；
[0020](6)最后向真空爐內(nèi)注入惰性氣體，如N2，緩慢注入惰性氣體的目的是使線圈冷卻和與空氣隔絕的作用，當(dāng)爐內(nèi)溫度降至40°C時，打開爐門，取出線圈進行脫模。
[0021]為了控制成本，所述絕緣膜的材料主要為輻照交聯(lián)的聚酯(簡稱PET)、輻照交聯(lián)的聚乙烯(PE)或輻照交聯(lián)的聚丙烯(PP)。為了提高導(dǎo)磁性，所述模具的材料為45鋼或者40GR。步驟(4)中所述的預(yù)定溫度差為模具上下每100毫米的溫度差，其值為10-15°C。所述惰性氣體為氮氣(N2)。
[0022]在成本問題上，燒結(jié)工藝采用的通過絕緣膜自身收縮提升產(chǎn)品的絕緣性能，而不是依靠輔助絕緣材料或者是提高絕緣材料的厚度來提升產(chǎn)品的絕緣性能，所以在材料成本、產(chǎn)品體積、能源成本上會大大減小。并且采用燒結(jié)工藝只需要一臺燒結(jié)爐(其造價在40萬之內(nèi))，而在常規(guī)線圈的后處理過程中，需要的設(shè)備很多，如真空干燥爐、浸漆罐、固化爐、燒注te等等，其造價在loo萬左右。
[0023]在生產(chǎn)周期上，燒結(jié)工藝的溫度控制點按照絕緣材料的性質(zhì)進行決定，不同的絕緣材料起始收縮點不同、完全收縮點不同，整套流程下來的時間在4小時以內(nèi)，大大降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。
[0024]在環(huán)境方面，由于采用了燒結(jié)工藝，在生產(chǎn)過程中不需要添加任何的化學(xué)成分作為輔助的絕緣材料，所以也無需考慮帶有化學(xué)成分的材料的處理問題，對環(huán)境沒有任何的污染。
[0025]采用本發(fā)明所述的箔式容性線圈燒結(jié)工藝加工的箔式容性線圈絕緣性能好，也不會存在局部放電和耐壓過低的現(xiàn)象；本燒結(jié)工藝還具有生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)周期短；對環(huán)境無染污等優(yōu)點。
【權(quán)利要求】
1.一種箔式容性線圈的燒結(jié)工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)選擇與主絕緣和端絕緣為同一種材質(zhì)的內(nèi)外保護絕緣膜； (2)將單向收縮的絕緣膜繞制在模具上，最少達到Imm厚度，將倒角的引線焊接到金屬箔的一端，同時需將引線放入引線槽內(nèi)，用膠帶固定，后按照每層金屬箔之間放兩層或者三層絕緣膜的要求進行繞制； (3)繞制好的線圈安裝外模進行固定，放入真空燒結(jié)爐內(nèi)，將兩層或者三層線圈的引線采取交叉的方式進行短接； (4)對模具底部進行加熱，使得模具上下形成溫度差，底部加熱到溫度不超過絕緣膜收縮溫度，在加熱的過程中對爐內(nèi)進行抽真空，在達到預(yù)定溫度差時停止底部加熱，開啟渦流加熱，通過可控硅調(diào)整電壓，同時根據(jù)線圈的大小，還需進行過電流加熱。
2.(5)在燒結(jié)過程中，外加抽真空的方式將線圈內(nèi)部的氣體全部排出線圈外，當(dāng)溫度達到絕緣膜完全收縮的溫度時，停止所有加熱； (6)最后向真空爐內(nèi)注入惰性氣體，當(dāng)爐內(nèi)溫度降至40°C時，打開爐門，取出線圈進行脫模。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箔式容性線圈的燒結(jié)工藝，其特征在于:所述的絕緣膜為輻照交聯(lián)的聚酯、輻照交聯(lián)的聚乙烯或輻照交聯(lián)的聚丙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箔式容性線圈的燒結(jié)工藝，其特征在于:所述模具的材料為45鋼或者40GR。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箔式容性線圈的燒結(jié)工藝，其特征在于:所述惰性氣體為氮氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箔式容性線圈的燒結(jié)工藝，其特征在于:步驟(4)中所述的預(yù)定溫度差為模具上下每100毫米的溫度差,其值為10-15°c。
【文檔編號】H01F41/04GK103762071SQ201310754404
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】趙紅軍 申請人:江蘇有能電力自動化有限公司