[发明专利]一种防爆变压器电钢片的绝缘涂层新方法

说明书

技术领域

本发明涉及绝缘涂层领域，尤其涉及一种在变压器的电钢片上形成绝缘涂层的方法。 

背景技术

变压器通上交流电时，在电钢片上会产生交变磁场，这个交变磁场会在电钢片周围产生交变电场，这个交变的电场会在电钢片内部产生交变电流，也就是涡流。为了避免或减少涡流，在生产中，将很薄的且互相绝缘的电工钢片叠加在一起，形成一个密集绝缘的电钢片，这样，大回路的涡流就很难形成，而在每一片电钢片中，由于很薄，涡流也很难形成，即使有也极其微弱，可忽略。 

但是，当变压器使用到达一定年限，电钢片表面的绝缘层会逐渐老化，电钢片之间的绝缘性会逐渐下降，如果电钢片表面的绝缘完全被破坏，相当于铁芯是采用了一整块，涡流损耗会变的很大，铁芯中出现较大的涡流电流，不但会造成涡流损耗浪费电力，而引起铁芯发热，严重的可能会烧红，甚至熔掉，随之而来的是，线圈的电流增大，以致烧毁。整个变压器温度上升，变压器因上述超温故障而造成爆炸。 

采用传统绝缘材料还有一个弊病，大量的小作坊将因绝缘层损坏而报 废的变压器进行回收再处理，他们往往使用燃烧的方式将电钢片拆开，电钢片在这个过程中严重受损。这种劣质变压器所使用电钢片的导磁率已经大大下降，这严重影响到许多工业企业用电安全，也因此埋下了隐患，这种隐患，追其根源还是变压器铁心绝缘性能低造成的后果。 

到目前为止，在变压器铁芯电钢片上形成一层绝缘层的技术以及涂料的配方已经有许多。其中主要使用的是铬酸盐和磷酸盐的无机材料，还有使用有机、无机两个主要组分的混合涂层材料。尽管这些材料标注的耐热性能够达到变压器的温升要求，但是变压器长期在满负荷条件下运行或者短暂的超负荷运行的时候，变压器工作电流会达到额定值或超过额定值，从而使线圈一直在高温下运行，铁芯中电钢片的绝缘层受到高温影响，慢慢老化，其绝缘性能逐渐降低，甚至于发生过热现象导致导磁率下降从而使得变压器的电流急剧上升，加快了温度的上升，并最终烧毁。如果绝缘层采用耐高温，高稳定，超薄的绝缘材料，那么即使变压器长期在满负荷条件下运行或者有短暂的超负荷运行，变压器也不会因为高温导致老化，甚至于烧毁。 

因此变压器行业急需一种耐高温，绝缘性能好的新型涂层来取代现有的绝缘涂层。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种新型变压器电钢片绝缘涂层的新工艺，该工艺克服了传统电钢片表面绝缘层高温易损坏，涂层不均匀， 涂层较厚等问题，采用一种纳米陶瓷材料作为绝缘涂层的材料，并采用等离子高温喷涂技术，从而达到耐高温，绝缘性能好，耐老化的能力，确保大容量防爆变压器在满负荷运行情况安全运行。 

该流程工艺主要包括以下几个步骤：喷砂强化，激光冲击喷丸和等离子高温喷涂。 

本发明的工艺步骤所对应的设备如下：喷砂设备，激光冲击喷丸设备，等离子高温喷涂设备三部分组成。 

本发明每一步工艺流程的工作原理如下： 

一、喷砂强化，在密闭的喷砂设备中进行，主要用于去除或清理电钢片外表面氧化物，改善电钢片表面结构，使电钢片表面得到强化，提高电钢片与涂层的结合强度。 

喷砂的作用和原理： 

喷砂是采用压缩空气作为动力，以形成高速喷射束将喷料高速喷射到需要处理的电钢片表面，使电钢片外表面的状态或形状发生变化，由于喷料对电钢片表面的冲击和切削作用，使电钢片的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使电钢片表面的机械性能得到改善，因此提高了电钢片的平整度，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂层的耐久性。我们知道过大的冲击力对电钢片晶格结构是有一定影响的，但是经过反复多次实验掌握一定的喷砂力度，经显微检测，电钢片片的晶格结构没有任何改变；由于采用石英砂粒度较小，电钢片经处理后，其表面的微观坑洼结构大量减少，表面更加平整。 

其中，喷砂过程在喷砂房内完成，喷砂房设有进气压力、喷砂压力显示等，完全实现自动化喷砂，使用过的喷料机械化自动回收。 

喷料优选精制石英砂(SiO₂≥88-99.8％，Fe₂O₃≤0.1-0.005％)，耐火度1450-1800℃，外观颗粒均匀，常用粒度为0.1-0.3mm，粒度270-325目。喷砂所需空气压力固定在0.4MPa。 

二、激光冲击喷丸，在喷砂工艺处理之后进行，在密闭的激光冲击喷丸设备中进行，对喷砂工艺的补充，对电钢片进行特别的硬化，使电钢片得到进一步的细致强化。