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變壓器繞組變形測試儀線圈變形種類以及變形在等值電路中的等效改變

來源：jinlitieyi.com.cn 更新時間：2020-07-30

MERB-I變壓器繞組變形測試儀線圈變形種類以及變形在等值電路中的等效改變
我們知道線圈變形的原因主要有兩種。一是運輸途中劇烈地碰撞，二是發生近區短路時電磁力的破壞作用。但并非所有的變形都會立即危及運行，所以必須對變形的種類及變形面積、變形位置、變形程度進行一定的估計和分析，作為綜合判斷的手段之一。
變壓器繞組變形測試儀變形種類

線圈變形主要有以下幾種形式：
整體變形
整體位移：這種變形是常見運輸過程中的震動沖擊力造成的，這種變形一般整體情況良好，只是線圈之間相對移動。這種變形一般不改變線圈的電感量和餅間電容，只改變線圈對地電容。所以其頻譜圖上各諧振峰點都存在，只是都向高頻方向平移。另外在受電動力時，如有幾根撐條受力移動位置或脫落，在受力消失后，則在原來的壓緊力的作用下向一邊偏芯，同時由于電動力造成內線圈收縮或外線圈擴張，高低壓線圈之間的距離改變，對地電容減小，使諧振頻率均向高頻方向移動。諧振頻率的改變量在較小的變化時與變形量成正比。其頻譜圖上的最大特征是，各諧頻率峰都對應存在，只是平移。這種變形一般引線都分別被牽動，300kHz以上將有一定的改變。
整體壓縮：線圈在電磁力或制造工藝的原因，會出現高度尺寸上的壓縮。線圈在高度上的減小，將使線圈的總電感增加；同時使線圈餅間的電容增加。在對應的頻譜圖上，變形相曲線將出現第一個諧峰向低頻方向移動；同時第一諧峰還將伴隨著幅值升高；中高頻部分的曲線與正常相的頻譜曲線相同。
整體拉伸：線圈在出現固定壓板松動、墊塊失落等情況時，會出現高度尺寸上的拉伸。線圈在高度上的增加，將使線圈的總電感減小；同時使線圈餅間的電容下降。在對應的頻譜圖上，變形相曲線將出現第一個諧峰向高頻方向移動；同時第一諧振峰還將伴隨著幅值下降；中高頻部分的曲線與正常相的頻譜曲線相同。
局部變形
局部變形是指線圈的總高度未發生改變，或等效直徑和線圈厚度尚未出現大面積的改變；只是部分線圈的尺寸分布均勻度改變，或部分線餅出現小程度等效直徑的改變，線圈的總電感基本不變，所以故障相和非故障的頻譜曲線在低頻段的第一個諧振峰點處將重合，隨著部分變形面積的大小，對應的后續幾個諧振峰將發生位移。
局部壓縮和拉開變形：這種變形一般認為是由于電磁作用力造成的，由于同方向的電流產生的斥力，在線圈兩端被壓緊時，這種斥力會將個別墊塊擠出，造成部分被擠壓，而部分被拉開。這種變形在兩端壓釘未動的條件下，一般不會牽動引線；這種變形一般只改變餅間的距離（軸向），在等值電路中體現在并聯電感上的電容（餅間電容）的改變上。引線未被牽動的條件下，頻譜的高頻部分將變化很小。線圈整體并未被壓縮，只有部分餅間距離拉開；部分餅間距離壓縮。頻率圖上可以看到，有部分諧峰向高頻方向移動，并伴隨著峰值下降；而有部分諧振峰向低頻方向移動，并伴隨著峰值升高。變形面積和變形程度可以通過比較諧振峰點明顯移動所處的位置（第幾個峰），及諧振峰的移動量來估計分析。變形繞組所對應的圖譜中，其諧振峰之間的頻率差的均勻性變差，可以用此特征來區別。局部壓縮和拉開變形程度較大時，低頻與中頻段有些諧振峰會重疊，個別峰會消失，有些諧振峰幅值升高。
匝間短路：如果線圈發生金屬性匝間短路，線圈的整體電感將會明顯下降，線圈對信號的阻礙大大減小。對應到頻譜圖，其低頻端的諧振峰將會明顯的向高頻方向移動，對應的第一諧振峰消失。同時由于阻礙減小，頻響曲線在低頻段將會向衰減減小的方向移動，即曲線上移10—20db以上；另外由于Q值下降，頻譜曲線上諧振峰谷之間的差異將減少。中頻和高頻段的頻譜曲線與正常線圈的圖譜重合。
線圈斷股：線圈斷股時，線圈的整體電感將會略有增大。對應到頻譜圖，其低頻端的諧振峰將會向低頻方向略有移動，幅值上的衰減基本不變；中頻和高頻段的頻譜曲線與正常線圈的圖譜重合。
金屬異物：在正常線圈中，如果在線餅中存在金屬異物，雖然對低頻總電感影響不大，但餅間電容將增大。頻譜曲線的低頻部分諧振峰將向低頻方向移動，中高頻部分曲線的幅值將有所升高。
引線位移：引線發生位移時，不影響電感，所以頻譜曲線的低頻段應完全重合，只在200~500kHz部分的曲線發生改變，主要是衰減幅值方面的變化。引線向外殼方向移動則頻譜曲線的高頻部分向衰減增大方向移動，曲線下移；引線向線圈靠攏，則頻譜曲線的高頻部分向衰減減小方向移動，曲線上移。
軸向扭曲：軸向扭曲是在電動力作用下，線圈向兩端頂出，在受到兩端壓迫時，被迫從中部變形，若原變壓器的裝配間隙較大或有撐條受迫移位，則線圈在軸向扭成S狀；這種變形由于兩端未變動，所以只改變了部分餅間電容和部分對地電容。餅間電容和對地電容都將減小，所以頻譜曲線上將發生諧振峰向高頻方向移動，低頻附近的諧振峰值略下降，中頻附近的諧振峰點頻率略有上升，而且300kHz~500kHz的頻譜曲線基本上保持原趨勢。
線圈輻向變形：在電動力作用下，一般內線圈是向內收縮，由于內撐條的限制，線圈可能發生輻向變形，其邊緣呈現鋸齒狀，這種變形將使電感略有減小，對地電容也略有改變，所以在整個頻率范圍內的諧振峰均向高頻方向略移動。外線圈的輻向變形主要是向外膨脹，變形線圈總電感將增加，但內外線圈間的距離增大，線餅對地電容減小。所以頻譜曲線上第一個諧振峰和谷將向低頻方向移動，后面的各峰谷都將向高頻方向移動。內線圈發生幅向收縮時，對應圖譜曲線的第一諧振峰將向高頻方向移動，并伴隨著幅值升高。
分接開關燒蝕（各檔位檢查）：帶有分接開關的線圈，如果觸點燒蝕面較大，在高頻小電流通過時，由于油膜的影響，會出現小電流下的接觸問題，其開關等值電路可以認為是一個低阻值電阻和一個電容的并聯，這個電路插在電感電路上時，與各支路電感電容諧振，會產生很多的諧振峰。由于電阻的存在，無法形成大的諧振，使諧振曲線上產生很多毛刺，特別曲線在40dB以下時。諧振曲線的總輪廓與正常曲線基本重合。