杨振华

（国家能源集团准格尔能源有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯010300）

WK35 电铲适用于3 000 万t 级别的大型露天矿的剥离和采装作业，标准斗容35 m3，生产效率可达4 200 m3/h，是国家能源准能集团黑岱沟、哈尔乌素两露天矿区的主要煤炭采掘设备。多年来由于露天矿区产量的不断增加，WK35 电铲使用率提高，电铲上各类电气绝缘的不断老化，新的电气问题不断出现，其中WK35 电铲电抗器相间放电、绝缘层损坏、线圈烧毁等现象不断地出现，严重影响了露天矿区WK35 电铲的日常作业任务。

WK35 电铲电抗器拉紧螺杆绝缘垫，采用的是聚四氟乙烯T 型垫，但是长时间处在高温、抖动等环境下，老化极其严重，大部分以出现断裂现象。电抗器在绝缘老化、空气中存在粉末碳的情况下，极易发生电气故障，最常见的就是相间放电，通过检修人员对电抗器的不断研究探索，对WK35 电铲电抗器拉紧螺杆绝缘层进行加强改造，极大地提高了拉紧螺杆绝缘等级，提高了WK35 电铲电抗器的使用寿命，节约了大量的维修成本，同时也提高了WK35 电铲的出动率。

1 WK35 电铲电抗器结构特点及故障

1.1 WK35 电铲电抗器结构

WK35 电铲电抗器主要为三相铁心干式电抗器，WK35 电铲电抗器正面和侧面结构图如图1。

WK35 电铲电抗器结构图中H 电抗器高度为760 mm，电抗器宽度L 为530 mm，左、右两侧铁芯的表示距离L0为250 mm，电抗器线圈两接线端子的距离R 为370 mm，电抗器底座两安装孔间的距离R0为250 mm。

图1 WK35 电铲电抗器正面和侧面结构图

1.2 WK35 电铲电抗器特点

电抗器为三相铁芯干式电抗器；铁芯采用的是优质低损耗进口冷轧取向硅钢片，铁芯柱是由多个气隙分成均匀小段，气隙采用环氧层玻璃布板作间隔，以保证电抗气隙在运行过程中不发生变化；线圈采用H 级漆包扁铜线绕制，排列紧密且均匀具有极佳的美感且有较好的散热性能；电抗器芯柱部分紧固件采用无磁性材料，确保电抗器具有较高的品质因数和较低的温升，确保具有较好的滤波效果；外部部件都采取了防腐蚀的处理，接线端子采用的是铜质端子；该电抗器与同类电抗器相比较具有体积小、质量轻、外观美等特点[1]。

WK35 电铲电抗器拉紧螺杆的作用是保证电抗器运行时上下铁轭与铁芯稳定的气隙，即保证电抗器在运行过程中的结构稳定性；作为整个电抗器的连接组件，起到承受电抗器整体质量和装配过程中紧固各部件的作用。

1.3 WK35 电铲电抗器故障

WK35 电铲电抗器由于运行年限的增长，设备受其运行环境的影响，电抗器的电气绝缘强度降低，在负载运行高电流的情况下，发生线圈匝间、相间放电现象，甚至还会发生绝缘高温烧毁现象[2]。现有的电抗器拉紧螺杆的T 型绝缘垫在电铲运行过程中发生经常出现破损现象，在检修过程中还发现：电抗器拉紧螺杆在拧紧过程中，在还没有达到规定扭矩值时，就极易发生碎裂现象，使得电抗器加剧了损耗，严重影响了电产电抗器运行的稳定性。

2 WK35 电铲电抗器改造工艺

2．1 WK35 电铲电抗器分解

WK35 电铲电抗器分解步骤：①使用型号为3/4扳手与套筒，将电抗器上下拉紧螺栓拆卸，共计4 根拉紧螺栓，将螺栓、螺母、垫片放置在指定的配件盒内；②使用吊钩和天车，将上层的铁轭吊运下，注意调运过程中垂直吊下，避免调运过程中将铁轭玻璃布板固定槽损坏[3]；③将其余电抗器吊运到烘干箱内，温度调至100 ℃，加热时间为6 h，随时观察温度变化，防止温度升高损坏电抗器的铁芯绝缘，加热过程中软化电抗器内的浸渍漆，为拆卸电抗器内玻璃丝固定签做准备；④加热完成后将电抗器吊运出烘干箱，使用钳子、手锤、垫木打棒等工具，将电抗器内线圈的玻璃丝固定签的卡口依次拆卸下来，再将线圈的玻璃丝固定签拆卸下来，拆卸过程中做好位置的标记，拆卸过程中避免线圈和铁芯的损伤[4]；⑤将电抗器线圈整体吊运出来，这样拆卸电抗器能够在极大的程度上保护线圈的绝缘和铁芯的完整性，避免后期检修工作量的增加。

2．2 WK35 电铲电抗器线圈试验

对WK35 电铲电抗器线圈进行试验，WK35 电铲电抗器线圈试验项目和试验结果见表1。

表1 WK35 电铲电抗器线圈试验项目和试验结果

2．3 WK35 电铲电抗器拉紧螺杆绝缘改造

WK35 电铲电抗器拉紧螺杆绝缘改造工艺：①使用3/4 英寸扳手与套筒，将电抗器铁轭上的6 根拉紧螺栓拆卸，使用剃刀、砂纸将螺栓上的绝缘残留处理干净，做到螺杆表面清洁无残留；②使用环氧树脂为粘接材料，均匀的涂抹在铁轭拉紧螺杆上[5]；③使用裁纸刀将聚四氟乙烯薄板裁剪成长190 mm、宽41 mm 的长方形形状6 块，将6 块裁好的聚四氟乙烯薄板卷在6 根拉紧螺栓上；④使用φ1 mm 的铜丝，由螺栓的一端起头，均匀缠绕在聚四氟乙烯薄板上，起到固定聚四氟乙烯薄板的作用；⑤常温下使环氧树脂凝结后，将聚四氟乙烯薄板上的铜丝拆卸下来。

WK35 电铲电抗器拉紧螺杆绝缘垫片制作：选用厚度为1 mm 的聚四氟乙烯薄板，裁剪成内径为15 mm、外径为34 mm 的同心圆垫片24 个，2 个为1 组使用环氧树脂进行粘接，待环氧凝结后，新的绝缘垫片就制作完成，共计12 个聚四氟乙烯垫片。WK35 电铲电抗器拉紧螺杆绝缘改造所需材料:①3092 环氧树脂100 g；②厚1 mm、宽50 mm 聚四氟乙烯薄板2.3 m；③φ1 mm 铜丝2 m。

WK35 电铲电抗器拉紧螺杆绝缘改造使用美国生产的3092 型环氧树脂，分为2 个瓶装部分混合使用，使用时将第2 部分瓶装材料混合在第1 部分瓶内，使用前搅拌使其充分混合，并且温度要保持在16 ℃以上，以便环氧树脂的固化。环氧树脂材料的特性：①环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的黏附力，环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度；②固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料；③固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性；④固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。

聚四氟乙烯材料的特性：①聚四氟乙烯在-196～260 ℃的较广温度范围内均保持优良的力学性能；②具有极高的耐化学腐蚀性能；③具有优异的电气绝缘性能，是理想的C 级绝缘材料，报纸厚的一层就能阻挡1 500 V 的高压[6]。

2．4 WK35 电铲电抗器组装

WK35 电铲电抗器组装步骤：①将电抗器铁轭上的6 根拉紧螺栓穿入铁轭的螺栓孔内，穿入前、后每1 个螺栓都垫好聚四氟乙烯垫片，使用3/4 英寸扳手与套筒将螺母拧紧；②将线圈放入烘干箱内加热100℃，加热时间6 h，加热完成后，将线圈吊运至电抗铁芯上，安装时注意避免线圈与铁芯磕碰，造成线圈绝缘损伤；③将拆卸下的玻璃丝固定签表面使用砂纸打磨干净，避免表面毛刺、漆块，在装入的过程中将线圈绝缘层损伤；④按照拆卸时玻璃丝固定签的位置，使用手锤、钳子等工具将玻璃丝固定签装入线圈内，再依次将玻璃丝固定签的卡口安装好；⑤使用吊钩和天车，将上层的铁轭吊运至铁芯上方，注意调运过程中垂直下落，放置在铁轭玻璃布板固定槽内，调运过程中要注意铁轭玻璃布板固定槽，避免损坏；⑥使用3/4 英寸扳手与套筒，将电抗器上下拉紧螺栓安装固定好。整个安装的过程中随时观察铁芯是否存在错位，如发现铁芯存在错位现象，立即使用工具进行修整，避免真空浸漆后，铁芯难以修复。

2．5 WK35 电铲电抗器真空浸漆

WK35 电铲电抗器真空浸漆对浸渍漆的选用要求：①浸渍漆的黏度要适中，固定物含量要高；②浸渍漆表面固化快，干燥性好，有弹性；③浸渍漆要有较高的电气性能；④浸渍漆必须化学稳定性好，对导体和其他材料具有较好的相容性[7]。

使用天车将装配好的WK35 电铲电抗器放入烘干箱内，温度调节为100 ℃，加热的时间为4 h，目的是为了将电抗器线圈内部的潮气和水分加热散发出去。待达到调节好的时间后，将电抗器再次吊运出去，放置在检修场地的铁盘上，待电抗器自然冷却至表面的温度达到60 ℃左右后，浸漆前先用空压机风管将电抗器表面和内部吹干净，做到电抗器无灰尘、杂质，避免浸漆后灰尘和杂质附着在电抗器上，影响电抗器的性能。

将电抗器吊运至专用的浸漆筐内，用天车将浸漆筐吊入打开的浸漆罐内，关闭浸漆罐盖，打开输漆罐与浸漆罐间阀门，输漆罐加压，将浸渍漆压入浸漆罐内，输漆完成后，关闭输漆罐与浸漆罐间阀门，打开浸漆罐上真空阀与真空泵，浸漆罐内进行抽取真空，抽真空成后保持浸漆罐内真空状态30 min，打开输气阀，再对浸漆罐进行输气加压，保持压力表的数值为0.5 MPa 左右，压力保持时间为2 h，以保证浸渍漆压入线圈与铁芯上。

以上的浸漆工作完成后，打开输气阀使浸漆罐内气压恢复为正常大气压，打开浸漆罐盖，然后使用天车将电抗器浸漆筐吊出，在浸漆罐上方保持控漆15 min，控漆过程中要注意通风，保持周围空气通畅，避免发生人员浸渍漆中毒事件。

将浸漆筐放入烘干箱内，调节好温度为100 ℃，加热时长6 h。加热工作结束后对电抗器进行二次浸漆，第2 次浸漆的时间为2 h，第2 次浸漆完成后继续吊运浸漆筐放入100 ℃烘干箱内加热，二次加热时间变为10 h，更好的固化电抗器内的浸渍漆。

2．6 WK35 电铲电抗器试验

对WK35 电铲电抗器进行整体试验，WK35 电铲电抗器试验项目和试验结果见表2[8]。

表2 WK35 电铲电抗器试验项目和试验结果

经过表1 和表2 的试验项目和试验结果对比，发现WK35 电铲电抗器的各项试验数据都得到了非常大的提升，表明在WK35 电铲电抗器拉紧螺杆绝缘改造技术上取得了成功，极大地提升了WK35 电铲电抗器的绝缘等级。

3 结 语

为了解决WK35 电铲电抗器拉紧螺杆T 型绝缘垫年久损坏、相间放电的问题，研究出新的T 型绝缘垫改进工艺，解决了WK35 电铲电抗器拉紧螺杆T型绝缘垫年久失修的问题。不仅增加了WK35 电铲电抗器的使用寿命，降低了维修成本，而且提高了露天矿WK35 电铲的出动率，为黑岱沟露天矿和哈尔乌素露天矿创造了良好的经济效益。