本發(fā)明涉及一種絕緣材料，具體是一種用于立式水輪發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒引線(xiàn)絕緣盒的柔性堵套及其裝配方法。

背景技術(shù)：

2014年水電提供了世界約16%的電力，我國(guó)水電裝機(jī)容量突破3億千瓦，約占全球水電裝機(jī)總量的1/4。

大中型水輪發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈絕大多數(shù)都采用條式線(xiàn)棒，定子上下層線(xiàn)棒下線(xiàn)后，線(xiàn)棒引線(xiàn)連接部位需要進(jìn)行絕緣處理。最早國(guó)內(nèi)外采用繞包絕緣帶的方式進(jìn)行端絕緣，由于線(xiàn)棒端部空間有限，繞包絕緣帶的工藝勞動(dòng)強(qiáng)度大、而且工藝分散性大、絕緣整體性差、產(chǎn)品外觀(guān)不美觀(guān)。隨著發(fā)電設(shè)備制造技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外制造廠(chǎng)先后研發(fā)并采用了新的端部引線(xiàn)絕緣工藝----絕緣盒工藝，即通過(guò)在絕緣盒內(nèi)灌注絕緣膠的方法來(lái)替代繞包絕緣帶方法。

大中型水輪發(fā)電機(jī)絕大部分都為立式機(jī)組，上下層定子線(xiàn)棒下入定子槽內(nèi)后，先經(jīng)端部綁扎，槽內(nèi)打入槽楔并通過(guò)電壓試驗(yàn)，然后進(jìn)行上下層線(xiàn)棒引線(xiàn)的并頭釬焊，釬焊后再進(jìn)行絕緣盒澆灌，即將絕緣樹(shù)脂膠注入到絕緣盒里。線(xiàn)棒下線(xiàn)后有上端和下端之分，絕緣盒也有上端絕緣盒和下端絕緣盒之分。下端絕緣盒灌注絕緣膠相對(duì)容易：由下往上將絕緣盒套入釬焊后的引線(xiàn)頭，下面用支撐將絕緣盒固定，在絕緣盒內(nèi)加入一定量的絕緣膠，并按要求蓋住線(xiàn)棒一定部位的主絕緣，待絕緣膠固化、并確認(rèn)絕緣盒不發(fā)空后，取下支撐件即完成下端絕緣盒澆灌。如果使用同樣的辦法對(duì)上端絕緣盒進(jìn)行灌注，則需要對(duì)定子吊起翻身。

隨著水電機(jī)組容量越來(lái)越大，分瓣運(yùn)輸也已不太可能，水輪發(fā)電機(jī)定子機(jī)座工地疊片下線(xiàn)已成主流。事實(shí)證明，整圓疊片下線(xiàn)工藝與分瓣疊片下線(xiàn)工藝相比，發(fā)電機(jī)性能有很大提高。工地下線(xiàn)不可能將下線(xiàn)后的定子起吊翻身，其上端絕緣盒澆灌在國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀是：上下層線(xiàn)棒下入定子槽內(nèi)、經(jīng)耐電壓試驗(yàn)通過(guò)、并頭塊釬焊并檢查合格，將上端絕緣盒套入，用很稠的環(huán)氧型膩?zhàn)訉⒔^緣盒底部開(kāi)口封堵，封堵是手工操作，由于線(xiàn)棒一個(gè)緊挨一個(gè)，定子端部空間位置非常有限，操作時(shí)難免有遺漏和膩?zhàn)犹莸目赡?，封堵后要等待膩?zhàn)庸袒ㄒ话阈枰?到6個(gè)小時(shí)），固化后還要先少量試澆注，確認(rèn)封堵成功才能進(jìn)行批量澆注，若試澆注出現(xiàn)滴漏，還要對(duì)膩?zhàn)舆M(jìn)行補(bǔ)漏。所以存在勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低、一次封堵成功率不高的問(wèn)題。

專(zhuān)利號(hào)為201310525251.7，名稱(chēng)為“一種發(fā)電機(jī)端部絕緣盒灌膠方法”的中國(guó)專(zhuān)利中使用云母絕緣盒和工裝將接頭封閉，并用環(huán)氧膩?zhàn)訉⒃颇附^緣盒與工裝接縫處密封，云母絕緣盒預(yù)先開(kāi)注膠孔，使用灌注膠設(shè)備，將環(huán)氧灌注膠注入注膠孔，并使環(huán)氧灌注膠在室溫下固化，拆除工裝后，云母絕緣盒與環(huán)氧灌注膠形成。上述方式的缺陷是：1）需要加工固定絕緣盒的工裝；2）由于線(xiàn)棒間的空間非常狹小，工裝的安裝和拆卸很麻煩；3）由于線(xiàn)棒間的空間狹小，在絕緣盒底部涂敷膩?zhàn)雍茈y一次封堵成功；4）灌膠需分兩部進(jìn)行，必須先驗(yàn)證封堵效果，才能批量灌膠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種能提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度的用于立式水輪發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒引線(xiàn)絕緣盒的柔性堵套及其裝配方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：該用于立式水輪發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒引線(xiàn)絕緣盒的柔性堵套，采用硅橡膠制成，其特征在于：所述的柔性堵套包括連為一體的腰部和腿部，腰部和腿部均開(kāi)有內(nèi)孔，腰部?jī)?nèi)孔與各腿部?jī)?nèi)孔連通，柔性堵套的腰部截面形狀與絕緣盒底部截面形狀一致，柔性堵套的腿部截面形狀與線(xiàn)棒端部截面形狀一致。上述技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是：1）無(wú)需加工工裝；2）由于堵套為彈性固體件，封堵成功率100%；3）施工勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高，現(xiàn)場(chǎng)整潔。

本發(fā)明所述的柔性堵套腰部?jī)?nèi)孔長(zhǎng)度比絕緣盒底部外沿長(zhǎng)度小20mm以?xún)?nèi)，柔性堵套腰部?jī)?nèi)孔寬度比絕緣盒底部外沿寬度小20mm以?xún)?nèi)。上述技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是：1）可以通過(guò)拉伸堵套腰部使腰部擴(kuò)張包住絕緣盒底端口；2）硅橡膠材料的張緊力不僅可以保證端部的密封性而且腰部與絕緣盒外壁的摩擦力可以承載絕緣盒內(nèi)灌膠的重量（一般在1KG左右）。

本發(fā)明所述的柔性堵套腿部?jī)?nèi)孔長(zhǎng)度比線(xiàn)棒端部外沿長(zhǎng)度小20mm以?xún)?nèi)，柔性堵套腿部?jī)?nèi)孔寬度比線(xiàn)棒端部外沿寬度小20mm以?xún)?nèi)。上述技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是堵套腿部套在線(xiàn)棒時(shí)已經(jīng)發(fā)生了一定的擴(kuò)張，硅橡膠材料的張力使堵套腿部固定在線(xiàn)棒上，形成對(duì)絕緣盒底部（或堵套腰部截面）的支撐；該支撐力可以達(dá)到5KG左右，在絕緣盒內(nèi)的絕緣膠固化前可以支撐絕緣盒（一般重200g左右）和絕緣膠（一般重1KG左右）的重量。

本發(fā)明所述的柔性堵套包括腰部和兩個(gè)腿部，腰部與兩個(gè)腿部連為一體，腰部和腿部均開(kāi)有內(nèi)孔，腰部?jī)?nèi)孔與各腿部?jī)?nèi)孔連通，柔性堵套的腰部截面形狀與絕緣盒底部截面形狀一致，柔性堵套的腿部截面形狀與線(xiàn)棒端部截面形狀一致，柔性堵套腰部?jī)?nèi)孔的長(zhǎng)度比絕緣盒底部外沿長(zhǎng)度小8mm，腰部?jī)?nèi)孔的寬度比絕緣盒外沿寬度小6mm，柔性堵套腿部?jī)?nèi)孔長(zhǎng)度比線(xiàn)棒端部外沿長(zhǎng)度小6mm，腿部?jī)?nèi)孔寬度比線(xiàn)棒端部外沿寬度小4mm。上述技術(shù)方案適用于所有采用兩層線(xiàn)棒結(jié)構(gòu)下線(xiàn)，線(xiàn)棒端部通過(guò)并頭、釬焊后再使用絕緣盒灌膠絕緣的機(jī)型。柔性堵套的各尺寸優(yōu)點(diǎn)是：1）堵套腰部和腿部在裝配時(shí)受到來(lái)自絕緣盒底部和線(xiàn)棒的擴(kuò)張，硅橡膠材料可以依靠受到的張力將自身固定在線(xiàn)棒和絕緣盒上，形成對(duì)絕緣盒和盒內(nèi)灌膠的支撐；2）堵套腰部和腿部受到的張力適中，安裝順暢。

本發(fā)明所述的用于立式水輪發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒引線(xiàn)絕緣盒的柔性堵套的裝配方法，其特征在于包括以下步驟：1）柔性堵套通過(guò)其腿部?jī)?nèi)孔套裝在未焊接的線(xiàn)棒上；2）釬焊線(xiàn)棒端部的銅并頭塊；3）安裝絕緣盒，將柔性堵套移動(dòng)到絕緣盒開(kāi)口端部，拉開(kāi)柔性堵套的腰部，將絕緣盒開(kāi)口包住。上述技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是：1）不需要使用工裝；2）灌膠不需分兩部進(jìn)行；3)工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明開(kāi)發(fā)一種能配合大中型水輪發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒引線(xiàn)絕緣盒使用的柔性堵套，可以使定子線(xiàn)棒引線(xiàn)端部灌膠工藝變得更加簡(jiǎn)單、可靠，從而提高大中型水輪發(fā)電機(jī)組的生產(chǎn)效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。所述的柔性堵套采用絕緣材料，灌膠工藝完成后，該柔性堵套可以不用取下。柔性堵套結(jié)構(gòu)能有效的封堵住絕緣盒的開(kāi)口端，并且保證當(dāng)絕緣盒中灌注絕緣膠時(shí),不會(huì)因?yàn)槭艿浇^緣膠重力的壓力而脫落。且柔性堵套具備良好的耐熱性，使得其不會(huì)因?yàn)榫€(xiàn)棒端部釬焊時(shí)的傳導(dǎo)熱而破壞。堵套材料具備合理的彈性，使得其對(duì)上下層線(xiàn)棒的包覆和對(duì)絕緣盒盒體的包覆緊密。堵套材料具備合理的挺度，以方便堵套的儲(chǔ)運(yùn)和安裝。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述柔性堵套結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中A向視圖。

圖3為本發(fā)明所述絕緣盒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明所述絕緣盒底部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明所述線(xiàn)棒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5中B-B截面示意圖。

圖7、圖8、圖9為本發(fā)明所述柔性堵套裝配方法示意圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1～圖6，本發(fā)明所述的柔性堵套采用硅橡膠制成，材料的主要性能參數(shù)如下，工作溫度范圍：-50℃～250 ℃；斷裂伸長(zhǎng)率：≥200% (DIN 53504-S1)；硫化后紹爾A硬度：45～60（ DIN 53505）；拉伸強(qiáng)度：≥6.5N/mm2 （DIN 53 504 S2）；撕裂強(qiáng)度：≥40N/mm(ASTM D 624 die B)。

柔性堵套的尺寸需要與特定機(jī)型的線(xiàn)棒結(jié)構(gòu)、尺寸以及絕緣盒的尺寸特點(diǎn)相匹配，以保證堵套自身的強(qiáng)度以及和堵套與線(xiàn)棒、絕緣盒體之間足夠的包覆力。本實(shí)施例所述柔性堵套適用于所有立式水輪發(fā)電機(jī)，水輪發(fā)電機(jī)的槽數(shù)越多，采用柔性堵套所體現(xiàn)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的提高越明顯。

柔性堵套包括腰部1，腰部1上設(shè)置有兩個(gè)腿部2，腰部1與腿部2連為一體，類(lèi)似于褲子的形狀。腰部1上開(kāi)有腰部?jī)?nèi)孔11，每個(gè)腿部2上開(kāi)有腿部?jī)?nèi)孔21，腰部?jī)?nèi)孔11與各腿部?jī)?nèi)孔21連通。柔性堵套的腰部1截面形狀與絕緣盒3底部截面形狀一致，柔性堵套的腿部2截面形狀與線(xiàn)棒4端部截面形狀一致。柔性堵套腰部?jī)?nèi)孔11的長(zhǎng)度c比絕緣盒底部外沿長(zhǎng)度n小8mm，腰部?jī)?nèi)孔11的寬度d比絕緣盒外沿寬度w小6mm，上述尺寸一般控制在小20mm以?xún)?nèi)。柔性堵套腿部?jī)?nèi)孔21長(zhǎng)度a比線(xiàn)棒端部外沿長(zhǎng)度y小6mm，腿部?jī)?nèi)孔21寬度b比線(xiàn)棒端部外沿寬度z小4mm，上述尺寸一般控制在小20mm以?xún)?nèi)。

柔性堵套采用模壓方法制造，主要設(shè)備為硅橡膠混煉機(jī)和平板硫化機(jī)。其工藝步驟如下：

第一步，煉膠。將滿(mǎn)足技術(shù)條件的硅橡膠原料混煉成可供模壓的膠料。

第二步，稱(chēng)量。稱(chēng)取重量合適的膠料。

第三步，填模。將稱(chēng)好的膠料放入固定于平板硫化機(jī)上的模具中。

第四步，合模。平板硫化機(jī)在液壓的作用下使上下模閉合，膠料在模腔內(nèi)流動(dòng)并填滿(mǎn)膜腔。

第五步，硫化。膠料在模具中受熱，保持一段時(shí)間直至完全硫化。

第六步，脫模。開(kāi)模，取出堵套

第七步，冷卻。堵套自然冷卻至室溫。

參見(jiàn)圖7～圖 9，本發(fā)明所述柔性堵套的裝配方法：1）柔性堵套1通過(guò)其腿部?jī)?nèi)孔21套裝在未焊接的線(xiàn)棒4上；2）釬焊線(xiàn)棒4端部的銅并頭塊5；3）安裝絕緣盒3，將柔性堵套1移動(dòng)到絕緣盒3開(kāi)口端部，拉伸柔性堵套的腰部1，將絕緣盒3開(kāi)口包住。以本實(shí)施例中108槽的SFW1250-20/1730機(jī)型為例，用根據(jù)本發(fā)明所生產(chǎn)的柔性堵套，單機(jī)生產(chǎn)工時(shí)可以節(jié)省48到56小時(shí)，而材料成本并不增加。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，比如設(shè)置在腰部上的腿部最佳方案為兩個(gè)，但也可以設(shè)置多個(gè)，任何熟悉該項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)所作的更動(dòng)與潤(rùn)飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。