铁心夹件基准选择对变压器安全环境指标影响的重要性

　　摘要：铁心夹件设计基准选择是否合理，会直接影响到变压器运行过程中的安全和环境指标，本文粗浅分析了铁心夹件基准选择对变压器运行过程中噪声大小和发生火灾可能性大小的影响。

　　关键词：夹件基准影响噪声火灾

　　变压器运行过程中重要环境指标之一就是噪声，最大的安全隐患就是火灾甚至爆炸。变压器运行过程中铁心结构是否稳定，是直接关系到变压器噪声大小和发生火灾可能性程度大小的重要因素。

　　铁心夹件由上夹件和下夹件和拉板组成，是夹持、固定铁心硅钢片的部件，下面就铁心夹件基准选择对铁心结构稳定性的影响，进行粗浅的分析。

　　1错误选择夹件基准对铁心影响,分析如下：

　　1.上夹件：平行基准A做吊运孔中心线δ线，保证F尺寸，将H的偏差放到了H减F的部分。平行基准C做轴中心线γ线，保证h尺寸，由于任何工件都存在着允许偏差，L两端的高度不相等是必然的，H的自由量，即L两端不平行的差额就在轴中心线γ线与δ线之间了。γ线与δ线不平行。

　　下夹件：以B为基准做β线，保证J。γ线与β线平行，由于L两端H1不相等，大小头的差就到h1了，很明显，β线与垫脚D不平行，即铁心柱的垂直线与垫脚D乃至油箱底不是垂直90°的关系，用等长钢丝绳套吊运铁心整体或变压器器身时，由于铁心整体或变压器器身自重太重，拉板孔与夹件轴处发生转动，铁心垂直中心线与垫脚D边的角度α发生变化，这种有害的变化，导致铁心、器身产生变形（见附图2）。

　　1.2假如附图1的基准面是气割加工的粗糙面，其允许公差就更大，大小头的实际情况就很明显。如H=约400mm时，一般企标允许其气割工件的未注公差约±2mm。若L一端是正极限偏差，另端是负极限偏差，就会出现合理的允许的一头402，另头398的状况。就造成了β、γ、δ线之间都有几毫米不平行的实际情况，β、γ、δ线与油箱底严重不平行。而这不垂直、不平行在水平叠铁时，还未显现，铁心起立后和套入线圈后，起吊、吊运时，由于自重很大（几十吨至上百吨），无论其轴是方形还是圆形，都发生铁心垂直中心线与D变形的有害后果,使铁心、器身结构无法得到理论上、实际中的稳定态（见附图3）。

　　1.3实际生产中，上述倾斜或组装后夹件底面对角悬空的态姿图形，若不是特别严重，在视觉上难以判断、在测量中往往忽视这些严重的隐患。为什么测量被忽视？是因为拉板与上下夹件是平行四边形的结构，对角互差尺寸（在叠铁打底时）由于拉边与上下夹件的轴能转动（方形轴与拉板孔也有间隙，也能摆动几毫米），能轻易调对Z=Z1或Y=Y1的互差（见附图2）。

　　许多蓝图里，夹件系统中未设置测量点。叠铁工人、质检员只得测量Z=Z1或Y=Y1。其实，β、γδ与垫脚D乃至油箱底不平行的实况（见附图2、附图3）已经无法纠正的存在了，这些常常被忽视。

　　1.4、铁心组装后，需要起立、吊运、套装线圈、干燥、再装配等多个过程，由于以上不平行的原因，在起立后、吊运后、再落下之后，拉板、α角度变化、垫脚底面变形后发生的（见附图2），器身整体内部微量移动后，整个器身体系有了松动，铁心对接处必然发生变形变化，立柱和铁軛角度大于90度的一面，铁心气隙变大，小于90度的一面，铁心受到挤压，变压器投入运行后势必造成噪声加大。

　　2、铁心受到变形后状况，对变压器运行噪声和发生火灾可能性的分析：

　　上述错误基准做法，一是使铁心受到挤压和气隙变大，二是铁心结构不稳定。

　　2.1一般情况下，铁心装配时，铁心接缝不允许超过3mm，过大会造成铁心空载电流较大，噪声随之加大；若铁心被挤压严重，会产生过热点，使温度升高，铁心绝缘的老化使铁芯产生很大的涡流，引起发热变压器内部一旦发生严重过载、短路，可燃的绝缘材料和绝缘油就会受高温或电弧作用，分解燃烧，并产生大量气体，使变压器内部的压力急剧增加，造成外壳爆裂，大量喷油，燃烧的油流又进一步扩大了火灾危害。

　　2.2变压器如果铁心固定框架出现局部结构失稳和变形，将导致线圈绕组失稳而变形损坏。线圈变形会增加线圈运行过程中的噪声，同时也会造成线圈发热，使绝缘逐渐老化，造成匝间短路、相间短路或对地短路，引起变压器燃烧爆炸。

　　3、正确选择铁基准，见附图1的基准面C和D，能够减少误差，能够使变压器噪声大大降低，安全运行寿命大大提高。

　　3.1正确选择上夹件的定位基准：只选C面为基准，做γ线δ线，保证C与γ与δ平行，把H的（大小头）允差自由量放到H-E的部分去。

　　我们需要的是γ、δ通过K与β(β是以D为基准做成的)，最终与D平行，达到铁心结构体系合理的几何关系。至于吊孔与A（附图1，H的上边）平行与否，对变压器吊运受力和运输运行几乎无关，所以，应该把自由量放在H-E的部分里是正确的选择。

　　3.2正确选择下夹件的定位基准：只选D面为基准。因为下夹件下边的垫脚底面D最终与变压器油箱底面平行、重合，因此由基准D，做β线。β线通过K,得到与γ线、δ线平行。从而铁心结构能够实现合理的几何状态。

　　这样能够规避各工件允差和允差积累给夹件、拉板装配过程带来的不利影响，确保铁心在装配、吊运中的变形量最小，保证了铁心的乃至变压器器身的稳定性，避免出现铁心柱受到挤压或者气隙过大，也保证了变压器内在优秀品质和长期稳定的运行。

　　4结束语

　　在设计变压器过程中，零部件的基准选择和基准关系对变压器的安全环境指标，也起到至关重要的作用，为保证变压器良好运行，降低变压器运行噪声，杜绝火灾事故的发生，应正确的选择夹件的定位基准。