新安江電廠定子線棒焊接工裝改進

余國良 于淼

摘 要：銀銅焊機主要應用于大中型發電機定子線棒改造、絕緣降低甚至擊穿時上端部和下端部連接板的焊接，以及發電機定子線圈半成品制作時端部的焊接工作。焊接后無氣孔，夾渣，表面光滑，測其接觸電阻不應大于2μΩ的電阻值。采用該焊機可以簡化工藝，節約成本，縮短焊接時間，且對線棒絕緣無損害，能提高發電機定子線圈焊接質量。

關鍵詞：定子線棒 絕緣 銀銅焊機 焊接質量

中圖分類號：TM30 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）07（c）-0047-02

新安江電廠作為華東電網第一調頻廠，機組運行時對定子的運行溫度和絕緣均有較高要求。若機組運行時發生定子絕緣發生擊穿事故，則需在短時間內處理完畢并恢復運行，但筆者工廠焊接定子線棒端部的銀銅焊機無法滿足該要求。

1 原銀銅焊機

1.1 簡介

機組增容改造時發電機容量有72500kW增至95000kW，定子額定電流增大，線圈股徑從2.4×5.99mm2增至2.55×7.1mm2，對焊接時的接觸面積增大，故連接銅板端部加厚約5mm，焊接方式由錫焊改為銀銅焊。銀銅焊具有線棒接頭耐熱性能加強、接觸電阻降低、導電能力加強的優點，提高了發電機定子線圈焊接質量。銀銅焊機作為定子線棒、連接梁、匯流排母線的焊接工具，設有1.35倍過流、斷水、90℃水溫過熱、70℃變壓器溫度過熱等保護。在定子線棒改造，絕緣損壞甚至擊穿時使用，對線棒端部進行焊接，焊后無氣孔，夾渣，表面光滑，且直流電阻合格，滿足運行要求。原銀銅焊機整體尺寸為960mm×900mm×700mm，轉子輪臂孔為扇形，若定子下端部線棒絕緣損壞或擊穿是銀銅焊機無法放至下風洞，定子線棒下端部無法進行焊接。

1.2 原銀銅焊機存在的缺陷

1.2.1 安全性

（1）焊機較為笨重，且機組機架處空間較為狹小，搬運過程中易砸傷工作人員，同時焊機導軌轉動可能造成焊機翻倒，威脅人身、設備安全。

（2）定子線棒焊接位于上風洞或定子機架上，空間小，溫度高，且焊接和牛頭尺寸都較大，焊接時需要旋轉角度，使得牛頭對準銅板，易發生燙傷的危險。

1.2.2 工作質量

（1）此設備的牛頭尺寸較大，每個接頭要焊接兩遍，牛頭需要進退兩次，尺寸較大易發卡，造成碳精塊變形嚴重，接觸面積變小，影響加熱效果。

（2）銀銅焊條經過長時間加熱，會融化并流到定子線棒下部，使焊縫不能被完全填滿，造成運行時損耗電流增大，端部發熱。加熱時間過長會導致銅板燒穿，需要重新進行焊接，延長檢修時間。

（3）焊接效果在于選擇最佳的焊接電流和焊接時間。而如何掌握好電流與時間的關系，全憑直觀和經驗來判斷。

1.2.3 工作效率

（1）此設備夾具笨重，風水管分的管路過多，移動或是換位都十分不便，給工作帶來不少麻煩。

（2）此設備焊接工作電流較小，焊接1根連接銅板需要2min，加熱時間較長。

（3）碳精塊易變形，需要進行修磨，延長工作時長。

1.2.4 實用性

設備的尺寸較大，定子線棒下端部搶修時，焊機無法運至到下風洞，搶修工作無法進行。

1.3 改造的必要性

該廠作為華東電網的第一調峰、調頻電廠，其主要任務是保持電網電壓（低谷、輕負荷電壓在225～235kV，高峰負荷在226～236kV），頻率（49.95～50.05Hz）的范圍內，并根據電力調度指令其指定的并網機組必須在10min內調用預留發電容量，因此設備健康尤為重要。定子作為發電機的重要組成部分，其運行狀況的好壞，直接影響機組的正常運行。定子線棒發生絕緣損壞或擊穿，線棒的銅板分離、表面處理、整形、焊接工作需要較長時間，機組需要退出備用，降低該廠備用容量和調節能力。且該廠所用的銀銅焊機尺寸較大，機組搶修時無法運至下風洞進行焊接，定子線棒無法連接，大大延長檢修時間。

2 新銀銅焊機

2.1 解決方案

為解決上述問題，新安江電廠結合以往工作經驗，開展技術研究，提供設備制造方案，并委托杭州福朗科技有限公司制造了新型銀銅焊機用于該廠定子線棒端部焊接工作。

新銀銅焊機為可編程銀銅焊機，是為新安江電廠搶修發電機定子線棒上端部和下端部連接板的焊接專門設計制作的。焊機分為主機和分機兩部分，主機由電氣控制部分組成；分機由變壓器和焊接機構組成。主機和風機的連接有電纜及氣源和水源，二者之間的距離為10m，連接部分可快速拆分。焊機電流分6檔，可根據實際加熱情況調整加熱速度，提高焊接質量。

技術參數如下：型號：SMW-III；容量：100kVA電源電壓：AC220V或380V±15%；電源側電流：250～450A水源；最小流量：25L/Min；主變壓器冷卻方式：水冷卻；電纜冷卻方式：水冷卻；主機尺寸：820mm×650mm×550mm；風機尺寸：800mm×600mm×300mm，重量：425kg。

2.2 焊接步驟

（1）打開供水管切換閥，流量控制器應動作，夾鉗排水管應有水流出。

（2）合上主電源開關。

（3）在線棒端部的每一面貼一塊經打磨光亮的連接板，每個接觸面間放一張與焊接面大小的厚0.2mm厚箔狀焊料，兩連接板與銅排焊接面為45mm，連接板位置對準后，用大力鉗使之暫時固定。

（4）準備焊接端大力鉗拿掉，線棒焊接面放于焊接夾鉗工作位置，手動調節鉗口距離使之初步夾緊，要求鉗口炭精塊和要焊接的表面全部接觸。

（5）踩或手按腳踏開關，交流接觸器合上，產生大電流。當炭精塊變紅時，不斷間隔地動作腳踏開關，直至焊接部位漸呈深紅色為止，即焊箔熔化（約750℃左右）時。

（6）夾鉗保持半分鐘左右，適時添加φ2的銀焊絲，使之熔化，手動壓緊，以加強接觸面，待焊縫冷凝后，松開直鍵開關，自動轉入“放送”狀態，再手動松開鉗口。連接板另一端大力鉗拿掉，按上述同樣步驟進行焊接操作。

（7）焊接后用細砂布擦炭精塊接觸面，使其平整光滑，能延長炭精塊的壽命，如果溫度過高而產生發光點時，就必須更換鉗口炭精塊。

（8）下部焊接，焊機座落在能承受其重量的地面上，夾鉗固定在專用的小車上，夾鉗的高低調節升降桿。

2.3 新銀銅焊機的優點

（1）新銀銅焊機體積小，在轉子不吊出的情況下，可通過轉子輪臂孔運至發電機下風洞，對定子下層線棒進行焊接工作，并固定牢固。

（2）新銀銅焊機工作電流分6檔，可精確控制碳精塊的加溫速度和加熱溫度，精度較高，避免了因焊接時間長材料流掉而焊縫填不滿的情況，或者是因焊接時間短而導致焊料沒有完全融化的情況，提高了工作效率和焊接質量。

（3）新銀銅焊機升溫快，加熱時間短，焊接1根連接銅板需要0.5min，縮短檢修工期。

（4）新銀銅焊機操作部分和工作部分分開，控制人員和操作人員可分開進行工作，可有效防止工作人員焊接時誤碰設備和工作人員燙傷，降低工作中的危險因素。

（5）新銀銅焊機夾具仍采用碳精塊，但尺寸變小，不易變形，減少修磨次數，縮短工作時間的同時提高了工具的使用壽命。

3 結語

新銀銅焊機可有效應用在機組檢修或搶修時，在轉子不吊出的情況下，對定子上、下層線棒的端部進行焊接工作。同時該焊機加熱均勻，溫升速度穩定，夾具熱穩定性好，提高了定子線棒焊接效果，操作機構與控制機構分體，可有效保證工作安全性。該焊機尺寸較小，可在其他電廠進行推廣。

參考文獻

[1] 新安江水力發電廠.發電機檢修規程（電氣分冊）（Q/GDW 4643-001—2015-12201）[S].2015.

[2] 國家質量監督檢驗檢疫總局.水輪發電機組安裝技術規范（GB/T 8564-2003）[S].北京：中國標準出版社，2004：24-26.

[3] SMW-III型銀銅焊機說明書[S].