魏 然

四川中漢太陽能電力有限公司，四川 成都 610041

我國汽車業(yè)產(chǎn)呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展態(tài)勢，2010年全年累計產(chǎn)銷超過1800萬輛，刷新全球歷史紀(jì)錄。我國汽車制造廠，特別是轎車生產(chǎn)基地的規(guī)模產(chǎn)能也越來越大，近幾年新建的生產(chǎn)基地產(chǎn)能都在10萬輛/年以上，制造工藝也越來越先進(jìn)，同時對四大工藝的配電要求也越來越高。四大工藝中尤以焊裝工藝對配電要求特別高，不僅因為焊裝工藝好壞直接影響整車的結(jié)構(gòu)及質(zhì)量，而且焊裝車間的負(fù)荷特殊性會對電網(wǎng)及相關(guān)設(shè)備造成較大影響。如不能合理設(shè)計配電系統(tǒng)，將會出現(xiàn)變壓器負(fù)荷率低、對電網(wǎng)沖擊大、影響其他設(shè)備正常工作、補償無法正確投切等較嚴(yán)重問題。作為曾經(jīng)全程經(jīng)歷過一個產(chǎn)能在10萬輛/年的汽車生產(chǎn)基地從設(shè)計、施工到調(diào)試、達(dá)產(chǎn)全過程的汽車廠技術(shù)人員，將一些做法和改進(jìn)方法介紹如下供參考。

首先我們了解一下焊裝車間易出現(xiàn)的問題的原因。

1 負(fù)荷組成及特性

焊裝車間工藝設(shè)備負(fù)荷的80%以上焊機，包括懸掛式點焊機、凸焊機等，其中90%左右的懸掛式點焊機，這類點焊機單機容量一般在160kVA到260kVA之間，單機容量大，且數(shù)量較多，一般配置200多臺。電壓是單相380V，功率因數(shù)0.6，其為電抗器感性負(fù)荷，點焊機最大焊接電流均在30kA，工作時間僅有50ms～200ms。是典型的非線性沖擊性負(fù)荷，會產(chǎn)生大量的諧波及無功功率。

焊裝車間其它負(fù)荷由減速電機、焊接機器人、CO2保護(hù)焊機、控制系統(tǒng)、三坐標(biāo)、涂膠機、打碼機等工藝設(shè)備及空調(diào)、照明等公用設(shè)備組成。而這些負(fù)荷又較易受到電網(wǎng)質(zhì)量的影響。由于點焊機焊接時產(chǎn)生的電壓波動和閃變，會對以上設(shè)備造成較大影響，小則停機、停線、影響設(shè)備壽命，大則誤動作造成事故。

2 無功補償投切方式

由于焊裝車間的大部分負(fù)荷由點焊機組成，為單相（380V）負(fù)荷，具有變化快、強沖擊、不對稱、諧波大的特點。傳統(tǒng)補償采用對稱補償?shù)姆绞剑▓D1），即三相同時投切、同時補償，而焊接負(fù)荷每一相需要補償?shù)臒o功功率不同，這樣勢必造成某一相補償量不足或者某一相過補償。此外傳統(tǒng)補償采用接觸器投切電容器，動作速度慢，像點焊機一般工作過程在50ms～200ms，當(dāng)補償器檢測出要投切的電容器數(shù)量時，接觸器還未動作，點焊機已結(jié)束工作，造成補償裝置投切不準(zhǔn)確。

接觸器投入過程中，電容器的初始電壓為零，觸點閉合瞬間，絕大多數(shù)情況下電網(wǎng)電壓不為零、有時可能處在高峰值，（極少為0），因而產(chǎn)生非常大的電流，也就是常說的合閘涌流。雖然采用串接電抗器可控制涌流在額定電流的20倍以內(nèi)，但仍影響電容器和接觸器的使用壽命，而且對電網(wǎng)造成沖擊，影響其它設(shè)備的正常工作。

綜上原因，點焊機是焊裝車間影響電網(wǎng)質(zhì)量最大因素。如何將其影響減少到最小，結(jié)合本人在實際工程中采取的辦法，將采取的措施總結(jié)如下：

圖2

1）車間變電所設(shè)置在負(fù)荷中心

將車間變電所設(shè)計成二層變壓器平臺，設(shè)置在與負(fù)荷中較近的位置。這樣設(shè)計不僅可以減少配電線路電壓損失，還能節(jié)約成本。

2）點焊機負(fù)荷與其他負(fù)荷分用不同的變壓器供電

根據(jù)容量大小配置2～3臺電力變壓器專門為點焊機負(fù)荷供電，而其他的負(fù)荷也用1臺專用變壓器供電，正常情況下變壓器均獨立運行，互不干擾。避免點焊機焊接時產(chǎn)生的電網(wǎng)波動和諧波影響其他設(shè)備運行。

3）采用插接式母線槽配電

因焊裝車間工位較多，點焊機數(shù)量眾多，如用電纜配電不僅走線繁瑣配置很多配電柜，而且面臨降容、動、熱穩(wěn)定、及高維護(hù)成本等諸多問題。故采用插接式母線槽配電，在離負(fù)荷較近處用插接開關(guān)箱和電纜接入負(fù)荷。應(yīng)該注意的是插接母線槽內(nèi)矩形銅排應(yīng)垂直放置，否則影響其動穩(wěn)定性。

4）各焊線由不同母線槽分別供電

焊裝車間一般是由主焊線、左、右側(cè)圍線、前、后地板線、門蓋區(qū)等焊線組成，為避免焊線間的相互影響，并方便維護(hù)，用不同母線槽向各焊線分別供電。

5）點焊機安裝時應(yīng)注意三相平衡

點焊機為單相380V負(fù)荷，接于三相電源的其中兩相，如安裝點焊機分配不合理，會因三相不平衡而出現(xiàn)零序電流。故應(yīng)結(jié)合工藝流程要求，合理安裝點焊機。

6）采用TSC動態(tài)不對稱補償

點焊機等非對稱負(fù)荷采用采用TSC動態(tài)不對稱補償（圖2），其它負(fù)荷用對稱補償。

焊接負(fù)荷應(yīng)當(dāng)使用三相不對稱補償?shù)膭討B(tài)補償器。TSC的可控硅動態(tài)補償器可采用三相獨立控制技術(shù)，分相檢測、補償，電容器為特制單相電容。當(dāng)點焊機一旦工作，控制器同步進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)檢測分析，分別確定連接各單相電源上的點焊機所需的無功功率，并與設(shè)定的目標(biāo)值比較，在小于20ms內(nèi)投切對應(yīng)在各相上的不同容量的電容器組，從而及時補償無功功率。

無功功率補償裝置的響應(yīng)時間，是補償裝置最重要的指標(biāo)之一。 TSC動態(tài)無功功率補償裝置的響應(yīng)時間從網(wǎng)絡(luò)檢測、運算（控時效果比全部包裹更明顯。用該方法進(jìn)行加固的柱體不僅可以提高柱體的承載力，而且可以提高柱體的延性，該項工藝在地震多災(zāi)地區(qū)的優(yōu)勢更加明顯。

3 加固的施工技術(shù)要點

1）做好施工前的準(zhǔn)備工作，施工前對所要加固的建筑物進(jìn)行研究分析計算等，如加固的層數(shù)，構(gòu)件的特點，配備相應(yīng)的設(shè)備，以保證施工的順利進(jìn)行；

2）對加固部位進(jìn)行必要的處理，保證加固的效果。如對混凝土部位進(jìn)行消光打磨等，在潮濕的施工環(huán)境下，對加固的部位進(jìn)行干燥處理，去除表面灰塵；

3）在粘貼碳纖維布時不忘進(jìn)行刷底層樹脂，這可以有效的使碳纖維布和混凝土構(gòu)件密切粘和，刷樹脂要均勻、有足夠的粘結(jié)強度，以使它們共同作用加固構(gòu)件。底層樹脂應(yīng)該均勻、全面；

4）粘貼碳纖維布時用專門的粘貼工具進(jìn)行施工，為防止粘貼的過程中出現(xiàn)氣泡影響粘貼效果，可用浸潤的樹脂進(jìn)行抹平，擠出其中的氣泡，把碳纖維布粘貼平順，擠出其中的氣泡，如果需要粘貼多層碳纖維布，重復(fù)上述操作，最后覆上聚醋薄膜；

5）對粘貼后的碳纖維布表面進(jìn)行適當(dāng)處理，待樹脂固凝固之后，可在碳纖維布的表面刷一層防火漆或防曬漆，增強粘和的持久性，防止樹脂的老化脫落。

4 碳纖維棒材加固橋梁結(jié)構(gòu)的一般方法

碳纖維棒材由于其自身特性，它的加固補強作用主要體現(xiàn)在以下幾點，受彎構(gòu)件的正截面承載力的補強，截面的承剪的加強，斜截面承載力進(jìn)行加強。

4.1 正截面承載力加強

用碳纖維棒材進(jìn)行構(gòu)件加固時方式有很多種，對構(gòu)件正截面承載力進(jìn)行加強時時宜采用采用植筋的方式進(jìn)行，當(dāng)正截面抗彎能力不能滿足需要時要先進(jìn)行處理后方可加固。

4.2 斜截面抗彎和截面承剪加強

用碳纖維棒材進(jìn)行斜截面抗彎和截面承剪加強時一般也采用植筋的方式進(jìn)行，加固方式可參照圖2所示步驟，在梁的側(cè)表面和梁體內(nèi)的主拉應(yīng)力跡線一致的地方，鑿出溝槽，放人碳纖維棒材，然后用環(huán)氧樹脂混凝土封閉。

5 結(jié)論

運用碳纖維對建筑物進(jìn)行加固，無論是片材還是棒材都有十分顯著的特點和優(yōu)勢，相比于其它加固方式是一種值得廣泛應(yīng)用的新技術(shù)。

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