变压器用取向电工钢品种质量及发展趋势

取向电工钢按{110}（001）取向度和磁性能的不同分为普通取向电工钢（CGO）和高磁感取向电工钢（HiB）两类。一般将磁极化强度J800=1.82J/ T的取向电工钢称为一般取向电工钢，将磁极化强度J800=1.88J/T以上的取向电工钢称为高磁感取向电工钢。随着激光刻痕、机械刻痕和腐蚀刻痕技术的发展和应用，高磁感取向电工钢又分为非磁畴细化产品和磁畴细化产品两类。

 

1取向电工钢的品种质量特性

 

1.1主要衡量指标

 

铁心损耗和磁极化强度是衡量电工钢质量优劣的两个重要指标，其中铁心损耗包括磁滞损耗、涡流损耗和反常损耗。磁极化强度是铁心单位截面积上通过的磁力线数，也称磁通密度，代表材料的磁化能力，单位为T。取向电工钢用于变压器设计选用Bm约为1.7-1.8T，接近B8值，因此用B8作为磁感保证值。

 

1.2取向电工钢牌号命名规则

 

取向电工钢的牌号是按照下列给出的次序组成：以mm为单位，材料公称厚度的100倍；特征字符：Q表示取向的“取”字的汉语拼音第一个字母；G表示高磁极化强度的“高”字的汉语拼音第一个字母；H表示“磁畴细化”之“化”字的汉语拼音的第一个字母，该系列为磁畴细化等级冷轧取向电工钢产品；取向电工钢磁极化强度在1.7T和频率在50Hz，以W/kg为单位及相应厚度产品的最大比总损耗值的100倍；

 

例如：30Q130表示公称厚度为0.30mm、最大比总损耗P1.7/50为1.30W/㎏的普通等级冷轧取向电工钢带；30QG110表示公称厚度为0.30mm、最大比总损耗P1.7/50为1.10W/㎏的高磁极化强度等级冷轧取向电工钢带；30QH100表示公称厚度为0.30mm、最大比总损耗P1.7/50为1.00W/㎏的磁畴细化等级冷轧取向电工钢带。

 

1.2取向电工钢质量特性

 

1）表面质量。钢带表面应平整干净，不应有锈蚀。若在厚度公差范围内，且不妨碍材料的正常使用，允许存在分散分布的缺陷，如划痕、气泡、裂纹等。钢带表面的绝缘涂层应牢固地粘附，以使它们在剪切操作中和在制造方推荐的消除应力退火条件下退火时不剥离，涂层颜色应均匀。

 

2）板形质量。公称厚度允许偏差：0.23mm材料不超过公称厚度±0.020mm，其他厚度规格材料不超过公称厚度±0.025mm，焊缝处厚度增加值不应超过0.050mm。钢带的任意2m上纵向厚度偏差不应超过0.025mm。另外，对于宽度大于150mm的材料，在离边部最小30mm处测试的横向厚度偏差不应超过0.015mm。材料的宽度可以在制造方指定的宽度范围内选择，公称宽度一般不超过1050mm。宽度公差：按制造方指定范围内宽度供货的材料，宽度允许偏差应为2mm。取向电工钢镰刀弯的检测只适用于宽度大于150mm的材料。长度为2m材料的镰刀弯应不超过0.90mm。不平度的检测适用于宽度不小于150mm的材料。取向电工钢的不平度应不超过1.5%。用户对残余曲率有要求，并在协议中规定时才进行检验。残余曲率的检验适用于宽度不小于150mm材料。钢片的残余曲率由通过测试钢片的底边和支撑板间的距离确定，应不超过35mm。剪切毛刺高度的测定仅适用于以切边交货的材料，剪切毛刺高度应不超过0.025mm。

 

2取向电工钢使用效果及发展趋势

 

2.1变压器大容量化和小型化要求更低损耗的高磁感电工钢

 

配电变压器作为输配电系统的重要设备，使用量大、应用范围广、运行时间长，节能要求高。卷绕式铁心配电变压器由于其磁路能充分发挥取向电工钢的性能特点，相对于叠片式铁心变压器具有更好的节能效果。制造卷绕式铁心主要采用0.23mm厚度以下规格的高磁感取向电工钢和磁性非晶态合金。取向电工钢在配电变压器的使用上一直受到来自非晶材料的挑战，非晶态磁性合金由于其铁损极低，在制造小型配电变压器时具有空载损耗低的优点，特别适合空载时间长负载率低的地区使用，节能效果突出。但也有噪音高、抗过载能力差、同等容量体积偏大、制造成本高等缺点。特别是在负载率较高时，高磁感取向电工钢则占据优势。

 

2.2变压器的声级水平要求低磁致伸缩的取向电工钢

 

取向电工钢的交流磁致伸缩性能是决定变压器本体噪音的主要因子，开发低磁致伸缩产品可以减少变压器制造过程中用于降噪的填充材料以及减小变压器的壳体，进一步地降低成本，提升居民生活水平。目前国内主要电工钢生产企业均在开展低噪音变压器用取向电工钢的研究开发工作。