变压器生产工艺及监造的质量问题分析

变压器生产工艺及监造的质量问题分析
发表时间：2020-03-19T07:42:31.314Z 来源：《河南电力》2019年8期作者：黄玉南[导读] 油箱是油浸式电力变压器的外壳，是变压器器身外绝缘油的容器。

（广东电网有限责任公司中山供电局广东中山 528400）摘要：文章结合电力变压器生产工艺的特点，介绍了电力变压器监造中的重点注意事项。

通过案例对变压器生产质量监造问题分析，并且提出了相应的整改和预防措施，为防止此类问题再次发生有很好的借鉴。

关键词：变压器；监造；质量；试验
引言
变压器作为当代电力系统的重要设备之一，是整个电厂系统运行稳定的关键。

变压器相对于电网中的其他设备，具有结构复杂、制造周期长、技术特点强、环境要求高的特点。

因此，在生产中某一环节稍有疏忽，就有可能给设备质量带来致命隐患。

对变压器制造厂而言，务必需要有成熟的设计技术和生产工艺，对变压器监造工作也有更高要求。

据南方电网公司相关统计，变压器质量缺陷60%以上为生产工艺的原因而导致，为此，笔者就从变压器生产制造工艺流程中容易疏忽的环节进行探讨。

1 变压器的制造流程
变压器的制造流程主要包含油箱制作、铁芯制作、线圈制作、绝缘装配、器身装配、器身干燥、总装配、出厂试验、试验后的吊罩检查和包装运输等10大工序。

1.1 油箱制作
油箱是油浸式电力变压器的外壳，是变压器器身外绝缘油的容器。

因此，变压器制造厂关注油箱最直观的质量要求就是焊接件与焊接件之间的焊缝质量，但却往往忽视了其他辅件的质量，从而导致变压器发生质量事故。

1.1.1 油箱清洁度的主要问题是联管、油箱死角处清洁不到位。

联管作为储油柜、升高座与油箱本体的联接通道，其清洁度往往受到制造厂的忽视，加上现在因环保原因，很多制造厂都关闭了磷化酸洗池，部分制造厂未做任何清洁处理而直接焊接和喷漆，导致变压器注油后因联管内存在铁砂、油污等污物而直接污染了整台变压器油箱内的油。

此外，油箱内焊接处的一些死角，因焊接、喷丸后空间有限，制造厂很容易忽视了此处的清洁度，导致变压器装配注油后，变压器油受到了污染，使油中含有金属、非金属各类杂质。

1.1.2 联管的倾斜度不到位：因电力变压器制造工艺上需要真空注油，且注油前真空度一般达到100Pa以下，因此，为了防止在抽真空时空气在联管内窝气，在装配联管时需要一定的倾斜度，而此问题往往被制造厂和驻厂监理员忽视。

某制造厂生产的一台SZ11-50000/110变压器，连续两次试验都局放超标，经过排查，局放超标是变压器真空注油时联管内窝气，使变压器油内含有气泡而导致。

1.1.3 焊接工艺不良：油箱焊接工艺不良主要表现为打磨清理不到位，油箱箱沿、加强铁等部位存在沙眼、弧坑、焊瘤、焊渣、毛刺、咬边、焊缝不饱满、不整齐等问题，密封不严易导致渗漏油等问题。

由于焊接属于特殊工艺，焊接质量无法通过短时间的试漏试验而检测出是否合格，因此在油箱监造过程中，需要对焊件与焊条的规格是否匹配、焊条的使用环境、焊工的操作水平等多方面因素进行见证和监督。

1.1.4 喷漆工艺不良：油漆喷涂工艺不仅关系到油箱外观质量，更关系到变压器今后的运行寿命。

油漆浓度调整不均匀，喷漆量过大造成流淌，形成漆瘤，以及漆膜不均匀从而导致油箱表面漆膜有泛黄、流痕及麻点现象等。

而这些容易忽略的小问题，却对变压器使用产生重要影响，如在沿海地区盐雾比较重，外露在空气中的金属件很容易因喷漆质量不合格导致生锈。

1.2 铁芯制作
变压器铁芯是由厚度为0.3mm左右的硅钢片靠人工而堆叠起来，因此在铁芯制作监造过程中，除了硅钢片的型号、供应商必须符合变压器技术协议外，还要注意以下两点：
1.2.1 硅钢片裁剪后的毛刺：硅钢片毛刺过大，会导致硅钢片之间片间短路，从而导致空载电流增大，空载损耗增加。

电力变压器铁芯硅钢片的毛刺往往不能大于0.02mm，毛刺一旦增大，还影响着铁芯厚度，从而直接关系到铁芯磁通量。

1.2.2 铁芯垂直度不合格：铁芯在完成堆叠后要完成起立，在起立过程中，操作工往往因铁芯柱绑扎不到位，在起立后铁芯柱发生扭曲变形，从而严重影响到变压器的抗突发短路能力。

1.3 线圈制作
线圈是变压器的核心部件，在制作工艺上，除了要确保绝缘完好和清洁度外，还要做到绕紧、套紧和压紧。

在生产制作过程中，监理员很容易忽视一些细节，而这些细节往往关系到整个变压器的运行安全和使用寿命。

1.3.1 导线换位处理不符合工艺要求。

导线“S”弯换位不平整，“S”弯处绝缘薄弱而没加包绝缘，以及加包的绝缘进垫块处，导致线饼不平整等现象。

1.3.2 线圈出头绝缘包扎松散、不紧实、不规整。

换位导线出头绝缘漆清理不干净，有残留。

线圈出头部分与底部换位牛角垫块重合导致出头部分超高。

1.3.3 线圈垫块上下不在同一直线上，导致线圈加压时受力点不在同一直线上，从而存在线圈绝缘损坏的隐患。

1.3.4 导线焊接不良。

焊接部位不平整，表面绝缘破损，出现鼓包现象。

线圈接头焊缝不饱满，未搭接施焊。

焊接不牢固，表面不光滑。

线圈换线焊接后，内侧的组合导线长，外侧的组合导线短，线圈绕制不紧密。

其他问题如导线绝缘破损、露铜，线圈绕制完成后测试发现股间短路，线圈绕制过程中发现两处换位纸板放置倾斜，线圈内撑条未粘牢、开裂、挡油板破损；绝缘筒之间垫块位置偏差超规定。

线圈制作由于清洁度要求高，而制作过程中存在大量手工操作，制造厂往往一个细小的疏忽，就造成某方面的缺陷隐患，这就要求线圈监造过程中，监理员要加强现场见证频率和见证范围，使各类隐患概率降低到最小程度。

2铁芯油道间发生短路案例分析
2.1 问题描述：2018 年 12 月 18 日，监造人员和装一车间班长一起在某变压器厂摇测铁芯对夹件、铁芯油道间绝缘电阻时，发现铁芯从低压侧往高压侧数第二个铁芯油道间电阻为零（共4个油道，其他3个铁芯油道间电阻均为不通路，即为 200MΩ）。

2.2 原因分析：一是线圈绕制的时间与铁芯制作时间不匹配，线圈绕制、压装、干燥时间拖得太长；二是整体铁芯起吊前未用吸尘器或吹风机对整体铁芯底部进行清洁和吸尘。

此类问题属于班组生产人员，未严格履行操作工艺，技术负责人未严格把控；属于质量管控问题。

同时也提醒监造人员一是要把控厂家生产安排的协调性；二是要认真监督班组人员严格执行工艺操作流程。

2.3 处理情况：装二车间接到此信息后，2018年 12 月 19 日，派相关人员到装一车间摇测和检查，未发现问题出现在何处。

下午，监造人员和装二车间人员继续寻找问题所在，绝缘电阻仍然为零。

通过分析：整体铁芯上部及外表面经过反复检查均无问题，那么短接油道之间的杂质应该在铁芯底部，于是，使用专用工具检查发现铁芯垫脚与铁轭有少许杂物，随即采用吹风机进行了吹风处理，接下来再使用2500V 摇表测量其油道间绝缘电阻已达到 200 MΩ，符合要求。

经驻厂监造工程师确认后，转入下道工序。

3 不按照试验方案书进行出厂试验案例分析
3. 1 2019 年 5 月，某变压器厂为某110 kV输变电工程生产110kV（SZ11-50000/110）油浸三绕组变压器，在进行变压器出厂长、短时感应试验时，试验人员为了节省时间，自作主张，不按照厂家试验方案书进行操作，而是将长、短时感应（相对地）试验合二为一进行；且不做短时相间感应试验。

3.2按照目前还没有改版的变压器 GB/T 109
4.3 标准和试验方案书执行；另外与该厂试验站站长进行了沟通，厂家试验站长要求严格按照试验方案书步骤进行长、短时感应试验，且短时感应相间试验也一定要做；并对试验人员进行了考核和经济处罚。

4 变压器焊接质量监造案例分析
4.1 问题描述：2016 年 12 月 4 日，监造人员到某变压器厂装二车间巡查所监造的 1#变压器注油后静放情况，发现变压器低压侧安装散热片下框架横梁上（面向低压侧）第三个放气塞渗漏油，且地面上也存在变压器油。

2019 年 1 月13 日，第 2 台（2#）变压器在做温升时，监造人员发现同样是导油管放气塞焊接质量问题，三处存在渗油和漏油十分厉害的现象。

4.2 原因分析：一是放气塞与主油管面焊接位置不成 90°垂直；二是在焊接放气塞时有铁屑渗入；三是放气塞内密封垫圈破损所致。

此案例说明制造厂家在工艺流程上把关不严，油箱的导油管未检验合格，就交付出厂试验班，充分说明厂家的生产质量管理体系运作控制不严格，自检和专检不到位。

同时提醒监造人员要在每道工序完成后，严查质量控制卡执行情况，加强现场质检见证力度。

4.3 处理情况：后经当班人员及时通知冷作车间领导，迅速派电焊工到变压器静放现场补焊，然后再次监理满足要求。

5 结束语
综上所述，电力变压器生产制造过程中存在着大量的手工操作，因不同的操作人员、不同的操作时间存在质量差异，因此，生产工艺能否得到保证，是关系到变压器质量的直接因素。

监造人员应重点关注相应生产工艺环节，加大现场见证力度，提高监造效果，从业主的角度加强对变压器的质量管理，及时发现并处理监造中发现的质量问题，有效消除变压器存在的质量隐患，从而提高变压器整体质量水平，降低变压器投运后的质量风险。