发电机定子线棒并头套拆除专用工具的研制与应用

发电机定子线棒并头套拆除专用工具的研制与应用

陈海伟

（国网浙江省电力公司紧水滩水力发电厂浙江丽水323000）

摘要：介绍了水电厂发电机定子线棒金属连接头套（我们通常称之为“并头套”）的构造特点和作用以及检修时传统的拆除方法和使用工具。指出了传统拆除方法存在的问题，进而引入一组全新的作业工具--------发电机定子线棒金属连接头套拆除专用工具。本文介绍了新工具的特点以及使用后带给我们的显著效果，阐述了新工具的研发过程，该组新工具的研发成功，为发电机组定子的检修解决了一项重大难题，明显提高了设备检修的工作效率，保障了人身与设备的安全。

关键词：发电机检修；定子线棒；专用拆除器；并头套拆除

发电机定子主要由基座、矽钢片和定子线圈组成。其中定子线圈是发电机的电流载体，它由很多安装在定子槽楔内的铜线棒组成，这些线棒通过定子并头套连接在一起形成导通的线圈。

定子并头套是铜质材料做的，表层搪锡呈银灰色。它的作用是将定子线棒的端部接头套住并焊接在一起，从而将线棒能够串连起来。

1定子线棒接头并头套传统拆除方法和过程

无论是更换定子线棒，还是处理线棒接头连接导通不良等问题，都必须先将线棒接头的并头部分拆除。并头部分包括外层的环氧绝缘盒和内层的铜质并头套。

传统方法拆除铜质金属并头套时，是先对它高温加热使它与线棒之间的锡焊粘连部分溶化，然后再用榔头与扁铲锤击，并辅用大力钳抽拔方式将并头套打出的方法来实现，如下图1所示。

图2一筹莫展的拆头工人图3传统方法拆除导致线棒头受伤

3新工具研制

3.1新工具的研制要求

并头套传统的拆除方式存在的问题一直困扰着从事检修一线的职工，为了解决这个问题，我们一直在想办法改进。通过现场多次勘察，我们电气人员在广泛调研的基础上，本着消除检修人员和设备的安全隐患，提高发电机定子线棒接头并头套的拆除效率为目的，决定研制一组针对发电机定子线棒上部和下部接头并头套拆除的专用工具。研制的专用工具应该符合下述两点要求：

3.1.1能够有效防止人身烫伤和线棒受损变形。

3.1.2明显提高工作效率，工作时间缩短50%。

3.2发电机定子线棒上并头套拆除器制作

国网紧水滩水力发电厂的发电机定子线棒上并头套四周没的任何坚固的着力点，并且并头套之间的间隙很小（只有4个厘米）.在这样的情形下，如何才能研制出一台高交省力，并且能实现单人操作的专用拆除工具呢。我们通过严密的分析和探讨，发现实现这个想法并不是很难，因为并头套和线棒接头之间虽然卡得很紧，但并头套自身并不重，并且它两侧底部又厚又平的沿口极为对称，并且尺寸统一。这就给我们的拆除工作提供了理想的着力点。同时，我们给研制的专用工具两个全新的发力理念：

3.2.1“U”型喇叭状开口卡槽头。它能够均匀接收专用工具锤击时产生的拉力并能将拉力平均分配到并头套两侧底部的沿口，从而顺得将并头套可靠拔出，并且不会伤及并头套和线棒接头；

3.2.2带导向轴的动力臂锤和锤击平台。它们完全改变了传统的用力方式。不使用榔头，而是用套在导向轴外的动力臂锤打击锤击平台，锤击力能可靠传递给卡槽头，方向准确，拆除可靠。

3.2.3上部工具的制作（详见图4）。

3.2.3.1根据作用力大小，我们确定锤击平台的材质为10mm厚、直径为70mm的圆形铁块。

3.2.3.2将上部工具导向轴设计为36mm直径厚壁金属圆管，将它焊接在卡槽操作头和锤击平台之间，既是运动臂锤的运动轨道，又是锤击力的传递通道，它的长度为330mm。

3.2.3.3上部工具卡槽操作头，由6.3号槽钢制作，底部为正中竖开的卡槽，开口处做成喇叭口状，长度160mm，宽度14mm。卡槽操作头同时又具备盛放槽功能（其外侧装有一块挡板，与槽钢侧壁等高，强化了“阻挡”的功能）。

图5定子线棒上并头套专用拆除器三维效果图

3.4新工具的技术特点

3.4.1专用工具的关键数据：

3.4.1.1上并头套拆除工具：

3.4.1.1.1卡槽间距为14mm、长度100mm。

3.4.1.1.2导向轴高度330mm，运动臂锤质量1.5KG。

3.4.1.2下并头套拆除工具：

3.4.1.2.1卡槽间距为14mm、长度160mm。

3.4.1.2.2导向轴高度330mm，运动臂锤质量1.5KG。

3.4.2专用工具的制作：

3.4.2.1按照三维效果图根据进行加工，我们工具所有关键尺寸、技术参数和操作舒适度做了彻底的修正与完善：

①经抽检，绝大多数并头套卡涩强度在50牛～150牛之间（以国网浙江省电斩公司紧水滩水电厂发电机组为例）。由此确定上、下部工具运动臂锤质量为1.5KG，有效行程为18mm，锤击力在这个行程下刚好合适，可以轻松操作。

②上部工具的锤击平台，根据作用力大小，我们确定其材质为10mm厚、直径为70mm的圆形铁块。

③将上部工具导向轴设计为36mm直径厚壁金属圆管，将它焊接在卡槽操作头和锤击平台之间，既是运动臂锤的运动轨道，又是锤击力的传递通道，它的长度为330mm。

④上部工具卡槽操作头，由6.3号槽钢制作，底部为正中竖开的卡槽，开口处做成喇叭口状，长度160mm，宽度14mm。卡槽操作头同时又具备盛放槽功能（其外侧装有一块挡板，与槽钢侧壁等高，强化了“阻挡”的功能）。

⑤下部工具顶部是带限位片的薄壁金属圆管导向轴，焊接在锤击平台正中央，它是运动臂锤的运动轨道，直径为36mm，长度为330mm。

⑥下部工具的锤击平台焊接在卡槽操作头上方外侧，直接将锤击力经卡槽本体传递给卡槽。材质为10mm厚的U型长方形铁块。

⑦下部工具卡槽操作头由6.3号槽钢制作，上部为正中竖开的卡槽，开口处做成喇叭口状，长度160mm，宽度14mm。底部安装了薄壁（0.2mm）不锈钢材质的并头套盛放槽，盛放槽前后各有一片档板（前档板较矮为10mm，以保证卡入通道畅通，方便并头套卡入）。

⑧上、下部工具的操作手柄均套装方便工作人员可靠操控工具和克服震动的软胶手柄套。

3.4.2.2按照三维效果图加工完成的专用工具实物（详见图6）：

3.4.2.3专用工具的技术特点：

①一个工作人员就能完成并头套拆除工作的所有环节。

②具备了传统并头套拆除方法所需的所有工作要素，且操作更加轻松便捷，发力更加可靠平稳。

③卡槽所在的工具操作头部的还拥有“盛放”和“阻挡”的功能，能够可靠盛放拆落的高温并头套和挡住高温熔焊渣外溅，确保人身与设备安全。

④工具操作头部的卡槽开口处设计成喇叭口状，卡入时方向无需重复矫正就能轻松卡入，省时省力。

⑤运动臂锤被限定在导向轴的长度和位置内动作，不会出现发力过猛和用力方向跑偏现象。

⑥运动臂锤除了具备“击打”的功能外，它还具备“把手”功能，它和工具手柄完美配合，让工作人员操作时两手分别握住这两个部位进行合理分工协作，从而实现对工具操控准确无误，轻松自如。

4.1.2下并头套拆除专用工具操作流程图

4.2效果与数据

4.2.2安全性能：在使作专用工具进行拆除的过程中，人体与高温的并头套保持了足够的距离和安全角度，并将拆下的高温并头套稳定地留在工具盛放槽内，避免了人身烫伤；锤击力通过工具传递后，稳定作用在并头套上，使其受力可靠均匀，从而保护了线棒接头。综上所述，我们研制的工具达到了预设的安全目标。

5结束语

定子线棒并头套专用拆除工具研制的成功，提高了工作效率，消除了工作中的危险因素，确保了发电机定子线棒接头并头套拆除工作的顺利用进行且安全可靠。在电力系统检修工作中，我们要勇于创新，不断地去探索、研发新的工具和装置。只有不断地创新，才能持续推进我们的电力检修工作，才能使我们的电力事业更上一个台阶。

参考文献：

[1]《水轮发电机组安装与检修》作者：单文培出版：中国电力出版社

[2]《机电设备检修技术》作者：张永革出版：人民交通出版社

[3]《钳工技术手册》作者：刘森出版：金盾出版社

作者简介：

陈海伟（1971.11～），男，电力工程师，变电检修技师，从事水力发电行业变电检修工作。