一、新型搭頭結(jié)構(gòu)非晶鐵芯

　　傳統(tǒng)的非晶鐵芯由于受剪切設(shè)備、帶材成卷方式等因素的影響，非晶鐵芯搭頭結(jié)構(gòu)基本為每組30 片疊片，相應(yīng)的搭頭區(qū)域縫隙較大，存在漏磁現(xiàn)象，致使非晶鐵芯的空載電流和激磁功率較大，影響變壓器性能。隨著市場對非晶合金變壓器的損耗和噪音提出了更高的要求，常規(guī)結(jié)構(gòu)的鐵芯已經(jīng)無法滿足不斷改變的現(xiàn)狀，通過軟件升級、設(shè)計(jì)優(yōu)化、設(shè)備改造等途徑開發(fā)了新型搭頭結(jié)構(gòu)的非晶鐵芯。它的主要特征為降低每組的帶材片數(shù)，即由原先的30 片/ 組改為15 片/ 組，進(jìn)而增大搭接區(qū)域接觸面積、減小搭接縫隙，使鐵芯搭接部位的磁

　　阻變小，減少勵(lì)磁時(shí)的漏磁現(xiàn)象。

　　表l 列出7200kVA 規(guī)格非晶鐵芯不同組片方式的電磁性能，從中可以看出降低帶材片數(shù)后，該批次鐵芯損耗平均值由0.16W/kg 下降到0.15W/kg，激磁平均值下降幅度更為明顯，由0.29VA/kg 下降到0.22VA/kg，改善幅度達(dá)到24%。同時(shí)，從損耗與激磁性能的最大值最小值來看，采用新型搭頭結(jié)構(gòu)鐵芯后性能波動范圍也變小，可見降低鐵芯每組的帶材片數(shù)可以有效改善鐵芯性能，建議結(jié)合鐵芯的加工效率實(shí)際情況可以采用10 片/ 組或5 片/ 組的搭頭結(jié)構(gòu)。

　　二、新型端面結(jié)構(gòu)非晶鐵芯

　　由于非晶合金帶材硬度高，厚度薄，且經(jīng)熱處理后非晶片變脆，所以無論是在生產(chǎn)裝配，還是非晶合金變壓器的使用過程中，都會不可避免的產(chǎn)生一些碎片，若不加以控制，則在變壓器運(yùn)行時(shí)，隨變壓器油絕緣散熱循環(huán)流動的非晶碎片就有可能導(dǎo)致線圈短路等問題并燒壞變壓器，對非晶變壓器本身的性能及可靠性都有較大的影響。

　　為了固定非晶鐵芯的形狀及防止非晶碎片落入變壓器線圈中導(dǎo)致短路故障，常規(guī)非晶鐵芯，一般都在兩側(cè)端面涂覆一層厚度約1 毫米的軟性膠水。但由于軟性膠水粘結(jié)強(qiáng)度弱，在鐵芯成型拆除模板后，非晶片間易造成開裂;同時(shí)運(yùn)輸過程中，易使鐵芯窗口變形;在變壓器器身裝配時(shí)，由于鐵芯較軟，使得裝配操作較為困難，而且鐵芯搭接部位打開后，鐵芯芯柱有開裂的風(fēng)險(xiǎn)。

　　為了改善上述問題，開發(fā)了一種新型端面結(jié)構(gòu)的非晶鐵芯，在非晶鐵芯搭頭部位以上u 型區(qū)域涂覆環(huán)氧樹脂和軟性膠水形成混合端面結(jié)構(gòu)。采用混合型端面涂層結(jié)構(gòu)的鐵芯，可以增強(qiáng)非晶片問的粘結(jié)強(qiáng)度，防止拆除模板后的開裂，同時(shí)可以保證鐵芯在運(yùn)輸過程中不變形，保持良好的矩形窗口，從而有利于產(chǎn)品性能的穩(wěn)定：同時(shí)靠近鐵芯搭接區(qū)域的薄環(huán)氧樹脂涂層確保了器身裝配的便捷性，避免芯柱開裂，提高器身裝配效率。

　　三、表面包覆非晶鐵芯

　　非晶合金的磁致伸縮系數(shù)比硅鋼片高約10%，由磁致伸縮引起的非晶鐵芯振動所受的約束比較小，振動量級相對較大，相應(yīng)產(chǎn)生的噪聲也較大，尤其是對于干式非晶合金變壓器，由于缺少了變壓器油箱的噪聲阻隔措施，噪音相對較高;因此，隨著人們對友好環(huán)境的要求愈來愈高，變壓器設(shè)計(jì)人員一直在尋求各種降低非晶合金變壓器噪聲的途徑與措施，其中對非晶鐵芯進(jìn)行外圍表面包覆就是～種比較有效的方法。由于隔音毛氈為化纖成分，易與變壓器油發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對變壓器油介損產(chǎn)生負(fù)面影響，因此它不再適用于油浸式變壓器。還有一種用于油浸式變壓器的消音紙包覆鐵芯結(jié)構(gòu)，其基本特征為在鐵芯主體搭頭結(jié)構(gòu)以外區(qū)域的端面與側(cè)面均勻齊整地包裹一層消音紙。由于特定成分的消音膜層阻斷了噪聲的傳播路徑，可在一定程度上改善變壓器的噪音。

　　其操作優(yōu)點(diǎn)是鐵芯退火冷卻后端面無需涂覆環(huán)氧樹脂，省去了雙面環(huán)氧涂覆、翻身及環(huán)氧固化的時(shí)間，減少了工序。不足之處在于與毛氈包覆鐵芯相比，要在鐵芯端面、側(cè)面均包裹消音紙，操作過程需要處理的棱角較多，加工效率相對較低，同時(shí)還要考慮消音紙的成本問題。

                               圖1 非晶鐵芯的空載損耗變化曲線

                              圖2    非晶鐵芯的空載損耗變化曲線

　　四、高飽和磁密非晶鐵芯

　　圖1給出的是某規(guī)格變壓器寬窗1：3HBlM 非晶鐵芯的空載損耗變化曲線，同時(shí)與SAl 非晶鐵芯性能做了對比。從中可以看出，不同磁密下兩種鐵芯的空載損耗變化趨勢是一致的，且SAl 非晶鐵芯性能略優(yōu)于HBlM，在1.46T 磁密下SAI 非晶鐵芯空載損耗為0.242W/kg，HBlM 非晶鐵芯空載損耗為0.244W/kg，兩者基本接近，也完全滿足變壓器的設(shè)計(jì)要求。相同鐵芯的激磁功率變化曲線如圖2 所示，從中可以看到，在設(shè)計(jì)磁密小于1.35T 時(shí)，兩種型號的鐵芯激磁功率基本處于相同水平，超過1.45T 后，SAl 型鐵芯性能急劇惡化，而HBlM鐵芯依然保持較低的水平，性能在超過1.5T 磁密才開始惡化。在1.46T 磁密時(shí)sAl 鐵芯的激磁功率為0.92VA/kg，而HBIM 鐵芯的激磁功率僅為0.43VA/kg，相當(dāng)于在高磁密下具備很低的空載電流。因此，HBlM 型非晶鐵芯與SAl 型相比空載損耗處于相當(dāng)水平，而激磁功率具備明顯優(yōu)勢，因此利用HBIM鐵芯制備的變壓器將會具備很低的空載電流與噪聲水平，同時(shí)具有良好的抗過載能力。

　　結(jié)論

　　總之，節(jié)能減排、低碳環(huán)保已成為國家電力行業(yè)發(fā)展的基本方針，大力推廣高效節(jié)能非晶合金配電變壓器已是大勢所趨。如何研究運(yùn)用其核心部件——非晶合金鐵芯的各種新技術(shù)新結(jié)構(gòu)，必須結(jié)合各自企業(yè)的自身情況靈活掌握，進(jìn)而開發(fā)出更為節(jié)能更為環(huán)保的新一代產(chǎn)品，推動這一高新技術(shù)產(chǎn)品的普及應(yīng)用。