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        WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣改造技術(shù)

        2020-09-02 09:06:38楊振華
        露天采礦技術(shù) 2020年4期
        關(guān)鍵詞:電鏟聚四氟乙烯電抗器

        楊振華

        (國家能源集團準格爾能源有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯010300)

        WK35 電鏟適用于3 000 萬t 級別的大型露天礦的剝離和采裝作業(yè),標準斗容35 m3,生產(chǎn)效率可達4 200 m3/h,是國家能源準能集團黑岱溝、哈爾烏素兩露天礦區(qū)的主要煤炭采掘設(shè)備。多年來由于露天礦區(qū)產(chǎn)量的不斷增加,WK35 電鏟使用率提高,電鏟上各類電氣絕緣的不斷老化,新的電氣問題不斷出現(xiàn),其中WK35 電鏟電抗器相間放電、絕緣層損壞、線圈燒毀等現(xiàn)象不斷地出現(xiàn),嚴重影響了露天礦區(qū)WK35 電鏟的日常作業(yè)任務(wù)。

        WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣墊,采用的是聚四氟乙烯T 型墊,但是長時間處在高溫、抖動等環(huán)境下,老化極其嚴重,大部分以出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。電抗器在絕緣老化、空氣中存在粉末碳的情況下,極易發(fā)生電氣故障,最常見的就是相間放電,通過檢修人員對電抗器的不斷研究探索,對WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣層進行加強改造,極大地提高了拉緊螺桿絕緣等級,提高了WK35 電鏟電抗器的使用壽命,節(jié)約了大量的維修成本,同時也提高了WK35 電鏟的出動率。

        1 WK35 電鏟電抗器結(jié)構(gòu)特點及故障

        1.1 WK35 電鏟電抗器結(jié)構(gòu)

        WK35 電鏟電抗器主要為三相鐵心干式電抗器,WK35 電鏟電抗器正面和側(cè)面結(jié)構(gòu)圖如圖1。

        WK35 電鏟電抗器結(jié)構(gòu)圖中H 電抗器高度為760 mm,電抗器寬度L 為530 mm,左、右兩側(cè)鐵芯的表示距離L0為250 mm,電抗器線圈兩接線端子的距離R 為370 mm,電抗器底座兩安裝孔間的距離R0為250 mm。

        圖1 WK35 電鏟電抗器正面和側(cè)面結(jié)構(gòu)圖

        1.2 WK35 電鏟電抗器特點

        電抗器為三相鐵芯干式電抗器;鐵芯采用的是優(yōu)質(zhì)低損耗進口冷軋取向硅鋼片,鐵芯柱是由多個氣隙分成均勻小段,氣隙采用環(huán)氧層玻璃布板作間隔,以保證電抗氣隙在運行過程中不發(fā)生變化;線圈采用H 級漆包扁銅線繞制,排列緊密且均勻具有極佳的美感且有較好的散熱性能;電抗器芯柱部分緊固件采用無磁性材料,確保電抗器具有較高的品質(zhì)因數(shù)和較低的溫升,確保具有較好的濾波效果;外部部件都采取了防腐蝕的處理,接線端子采用的是銅質(zhì)端子;該電抗器與同類電抗器相比較具有體積小、質(zhì)量輕、外觀美等特點[1]。

        WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿的作用是保證電抗器運行時上下鐵軛與鐵芯穩(wěn)定的氣隙,即保證電抗器在運行過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;作為整個電抗器的連接組件,起到承受電抗器整體質(zhì)量和裝配過程中緊固各部件的作用。

        1.3 WK35 電鏟電抗器故障

        WK35 電鏟電抗器由于運行年限的增長,設(shè)備受其運行環(huán)境的影響,電抗器的電氣絕緣強度降低,在負載運行高電流的情況下,發(fā)生線圈匝間、相間放電現(xiàn)象,甚至還會發(fā)生絕緣高溫?zé)龤КF(xiàn)象[2]?,F(xiàn)有的電抗器拉緊螺桿的T 型絕緣墊在電鏟運行過程中發(fā)生經(jīng)常出現(xiàn)破損現(xiàn)象,在檢修過程中還發(fā)現(xiàn):電抗器拉緊螺桿在擰緊過程中,在還沒有達到規(guī)定扭矩值時,就極易發(fā)生碎裂現(xiàn)象,使得電抗器加劇了損耗,嚴重影響了電產(chǎn)電抗器運行的穩(wěn)定性。

        2 WK35 電鏟電抗器改造工藝

        2.1 WK35 電鏟電抗器分解

        WK35 電鏟電抗器分解步驟:①使用型號為3/4扳手與套筒,將電抗器上下拉緊螺栓拆卸,共計4 根拉緊螺栓,將螺栓、螺母、墊片放置在指定的配件盒內(nèi);②使用吊鉤和天車,將上層的鐵軛吊運下,注意調(diào)運過程中垂直吊下,避免調(diào)運過程中將鐵軛玻璃布板固定槽損壞[3];③將其余電抗器吊運到烘干箱內(nèi),溫度調(diào)至100 ℃,加熱時間為6 h,隨時觀察溫度變化,防止溫度升高損壞電抗器的鐵芯絕緣,加熱過程中軟化電抗器內(nèi)的浸漬漆,為拆卸電抗器內(nèi)玻璃絲固定簽做準備;④加熱完成后將電抗器吊運出烘干箱,使用鉗子、手錘、墊木打棒等工具,將電抗器內(nèi)線圈的玻璃絲固定簽的卡口依次拆卸下來,再將線圈的玻璃絲固定簽拆卸下來,拆卸過程中做好位置的標記,拆卸過程中避免線圈和鐵芯的損傷[4];⑤將電抗器線圈整體吊運出來,這樣拆卸電抗器能夠在極大的程度上保護線圈的絕緣和鐵芯的完整性,避免后期檢修工作量的增加。

        2.2 WK35 電鏟電抗器線圈試驗

        對WK35 電鏟電抗器線圈進行試驗,WK35 電鏟電抗器線圈試驗項目和試驗結(jié)果見表1。

        表1 WK35 電鏟電抗器線圈試驗項目和試驗結(jié)果

        2.3 WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣改造

        WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣改造工藝:①使用3/4 英寸扳手與套筒,將電抗器鐵軛上的6 根拉緊螺栓拆卸,使用剃刀、砂紙將螺栓上的絕緣殘留處理干凈,做到螺桿表面清潔無殘留;②使用環(huán)氧樹脂為粘接材料,均勻的涂抹在鐵軛拉緊螺桿上[5];③使用裁紙刀將聚四氟乙烯薄板裁剪成長190 mm、寬41 mm 的長方形形狀6 塊,將6 塊裁好的聚四氟乙烯薄板卷在6 根拉緊螺栓上;④使用φ1 mm 的銅絲,由螺栓的一端起頭,均勻纏繞在聚四氟乙烯薄板上,起到固定聚四氟乙烯薄板的作用;⑤常溫下使環(huán)氧樹脂凝結(jié)后,將聚四氟乙烯薄板上的銅絲拆卸下來。

        WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣墊片制作:選用厚度為1 mm 的聚四氟乙烯薄板,裁剪成內(nèi)徑為15 mm、外徑為34 mm 的同心圓墊片24 個,2 個為1 組使用環(huán)氧樹脂進行粘接,待環(huán)氧凝結(jié)后,新的絕緣墊片就制作完成,共計12 個聚四氟乙烯墊片。WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣改造所需材料:①3092 環(huán)氧樹脂100 g;②厚1 mm、寬50 mm 聚四氟乙烯薄板2.3 m;③φ1 mm 銅絲2 m。

        WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣改造使用美國生產(chǎn)的3092 型環(huán)氧樹脂,分為2 個瓶裝部分混合使用,使用時將第2 部分瓶裝材料混合在第1 部分瓶內(nèi),使用前攪拌使其充分混合,并且溫度要保持在16 ℃以上,以便環(huán)氧樹脂的固化。環(huán)氧樹脂材料的特性:①環(huán)氧樹脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在,使其對各種物質(zhì)具有很高的黏附力,環(huán)氧樹脂固化時的收縮性低,產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小,這也有助于提高粘附強度;②固化后的環(huán)氧樹脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優(yōu)良絕緣材料;③固化后的環(huán)氧樹脂體系具有優(yōu)良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性;④固化后的環(huán)氧樹脂體系具有優(yōu)良的力學(xué)性能。

        聚四氟乙烯材料的特性:①聚四氟乙烯在-196~260 ℃的較廣溫度范圍內(nèi)均保持優(yōu)良的力學(xué)性能;②具有極高的耐化學(xué)腐蝕性能;③具有優(yōu)異的電氣絕緣性能,是理想的C 級絕緣材料,報紙厚的一層就能阻擋1 500 V 的高壓[6]。

        2.4 WK35 電鏟電抗器組裝

        WK35 電鏟電抗器組裝步驟:①將電抗器鐵軛上的6 根拉緊螺栓穿入鐵軛的螺栓孔內(nèi),穿入前、后每1 個螺栓都墊好聚四氟乙烯墊片,使用3/4 英寸扳手與套筒將螺母擰緊;②將線圈放入烘干箱內(nèi)加熱100℃,加熱時間6 h,加熱完成后,將線圈吊運至電抗鐵芯上,安裝時注意避免線圈與鐵芯磕碰,造成線圈絕緣損傷;③將拆卸下的玻璃絲固定簽表面使用砂紙打磨干凈,避免表面毛刺、漆塊,在裝入的過程中將線圈絕緣層損傷;④按照拆卸時玻璃絲固定簽的位置,使用手錘、鉗子等工具將玻璃絲固定簽裝入線圈內(nèi),再依次將玻璃絲固定簽的卡口安裝好;⑤使用吊鉤和天車,將上層的鐵軛吊運至鐵芯上方,注意調(diào)運過程中垂直下落,放置在鐵軛玻璃布板固定槽內(nèi),調(diào)運過程中要注意鐵軛玻璃布板固定槽,避免損壞;⑥使用3/4 英寸扳手與套筒,將電抗器上下拉緊螺栓安裝固定好。整個安裝的過程中隨時觀察鐵芯是否存在錯位,如發(fā)現(xiàn)鐵芯存在錯位現(xiàn)象,立即使用工具進行修整,避免真空浸漆后,鐵芯難以修復(fù)。

        2.5 WK35 電鏟電抗器真空浸漆

        WK35 電鏟電抗器真空浸漆對浸漬漆的選用要求:①浸漬漆的黏度要適中,固定物含量要高;②浸漬漆表面固化快,干燥性好,有彈性;③浸漬漆要有較高的電氣性能;④浸漬漆必須化學(xué)穩(wěn)定性好,對導(dǎo)體和其他材料具有較好的相容性[7]。

        使用天車將裝配好的WK35 電鏟電抗器放入烘干箱內(nèi),溫度調(diào)節(jié)為100 ℃,加熱的時間為4 h,目的是為了將電抗器線圈內(nèi)部的潮氣和水分加熱散發(fā)出去。待達到調(diào)節(jié)好的時間后,將電抗器再次吊運出去,放置在檢修場地的鐵盤上,待電抗器自然冷卻至表面的溫度達到60 ℃左右后,浸漆前先用空壓機風(fēng)管將電抗器表面和內(nèi)部吹干凈,做到電抗器無灰塵、雜質(zhì),避免浸漆后灰塵和雜質(zhì)附著在電抗器上,影響電抗器的性能。

        將電抗器吊運至專用的浸漆筐內(nèi),用天車將浸漆筐吊入打開的浸漆罐內(nèi),關(guān)閉浸漆罐蓋,打開輸漆罐與浸漆罐間閥門,輸漆罐加壓,將浸漬漆壓入浸漆罐內(nèi),輸漆完成后,關(guān)閉輸漆罐與浸漆罐間閥門,打開浸漆罐上真空閥與真空泵,浸漆罐內(nèi)進行抽取真空,抽真空成后保持浸漆罐內(nèi)真空狀態(tài)30 min,打開輸氣閥,再對浸漆罐進行輸氣加壓,保持壓力表的數(shù)值為0.5 MPa 左右,壓力保持時間為2 h,以保證浸漬漆壓入線圈與鐵芯上。

        以上的浸漆工作完成后,打開輸氣閥使浸漆罐內(nèi)氣壓恢復(fù)為正常大氣壓,打開浸漆罐蓋,然后使用天車將電抗器浸漆筐吊出,在浸漆罐上方保持控漆15 min,控漆過程中要注意通風(fēng),保持周圍空氣通暢,避免發(fā)生人員浸漬漆中毒事件。

        將浸漆筐放入烘干箱內(nèi),調(diào)節(jié)好溫度為100 ℃,加熱時長6 h。加熱工作結(jié)束后對電抗器進行二次浸漆,第2 次浸漆的時間為2 h,第2 次浸漆完成后繼續(xù)吊運浸漆筐放入100 ℃烘干箱內(nèi)加熱,二次加熱時間變?yōu)?0 h,更好的固化電抗器內(nèi)的浸漬漆。

        2.6 WK35 電鏟電抗器試驗

        對WK35 電鏟電抗器進行整體試驗,WK35 電鏟電抗器試驗項目和試驗結(jié)果見表2[8]。

        表2 WK35 電鏟電抗器試驗項目和試驗結(jié)果

        經(jīng)過表1 和表2 的試驗項目和試驗結(jié)果對比,發(fā)現(xiàn)WK35 電鏟電抗器的各項試驗數(shù)據(jù)都得到了非常大的提升,表明在WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿絕緣改造技術(shù)上取得了成功,極大地提升了WK35 電鏟電抗器的絕緣等級。

        3 結(jié) 語

        為了解決WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿T 型絕緣墊年久損壞、相間放電的問題,研究出新的T 型絕緣墊改進工藝,解決了WK35 電鏟電抗器拉緊螺桿T型絕緣墊年久失修的問題。不僅增加了WK35 電鏟電抗器的使用壽命,降低了維修成本,而且提高了露天礦WK35 電鏟的出動率,為黑岱溝露天礦和哈爾烏素露天礦創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。

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