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干式变压器试验原理 适用于金盘电气干变试验 -作者：陈冠林 目录 一、标准 二、使用条件 三、试验项目 四、电压比测量及联结组别标号检定 五、绕组直流电阻测量 六、空载试验 七、负载试验 八、绝缘电阻 九、工频耐压测试 十、感应耐压测试 十一、局部放电测试 十二、温升试验 十三、雷电冲击试验 十四、噪声试验 十五、气候试验C1、C2 十六、环境试验E0、E1、E2 十七、燃烧性能试验 十八、承受短路能力 一、标准 GB1094.1 总则 GB1094.2 温升 GB1094.3 绝缘水平和绝缘试验 GB1094.4 电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作试 验导则 GB1094.5 承受短路的能力 GB1094.10 声级测定 GB1094.11 干式变压器(GB6450) IEC60076.11干式变压器 IEEE.C57.12.01 干式配电和电力变压器通用要求，包 括固体干式和环氧树脂浇注线圈 (电气和电子工程师协会 ) 二、使用条件 1、海拔 海拔不超过1000m 2、冷却空气温度 最高温度 40 最热月平均温度 30 最高年平均温度 20 最低温度 -25（适用于户外式变压器） 最低温度 -5（适用于户内式变压器） 3、电源电压波形 电源电压波形应近似于正弦波。 4、多相电源电压对称 对于三相变压器，其三相电源电压应近似对称 5、湿度 周围空气的相对湿度应低于93%。线圈表面不应出现水滴 。 6、特殊使用条件 环境温度的上限或下限超过了规定的限值； 通风受到限制； 海拔超过中规定的限值； 有害性烟雾和蒸气； 水蒸气； 湿度超过中规定的限值； 水滴； 盐雾； 过量的和有腐蚀性的灰尘； 负载电流中有较高的谐波含量； 电源电压波形畸变； 瞬变过电压峰值超过了规定的限值； 修正相关功率因数和限制涌流的电容器投入方式： 叠加的直流电流； 要求在设计中进行特殊考虑的地震条件； 巨大的机械冲击和振动； 7、运输和贮存条件 所有的变压器均应能在环境温度低至-25，适于运输和 贮存。 变压器在抵达安装现场的运输过程中，预计会受到的强烈 冲击、振动和倾斜应预先告知制造单位。 8 、额定容量 应规定变压器每个绕组的额定容量并将其标志在铭牌上。 当变压器带外壳供货时，它应具有100%额定容量。额定容 量是指在连续负载下的值。它是负载损耗、温升及短路阻 抗保证值和测试值的依据。 注： 双绕组变压器只有一个额定容量，且两个绕组的额 定容量相同。当变压器一次绕组施加额定电压并通过额定 电流时，变压器两个绕组吸取了相应的额定容量。 额定容量是与连续负载工况相对应的。然而，符合本部分 的干式变压器，可允许在过负载下运行， 有关其过负载运行的导则。 9、高于额定电压时的运行 在m的规定值内，且在电压与频率之比大于额定电压与 额定频率之比，但不大于5%的过励磁条件下，变压器应能 无故障地运行。 注： 本要求并不意味着在正常运行中会经常出现。因为在这种情况下，铁心损耗的增 加会产生不利的影响，故要限制这种运行的持续时间。这种情况应该仅限于比较少见 的且运行时间有限的负载场合，如急救负载或特高峰值负载。 10、 风机冷却时的运行 当变压器装有风机进行辅助冷却时，其有、无风机时的标 称额定容量应由供、需双方协商确定。 铭牌上应标出无风机冷却时的额定容量和有风机冷却时的 最大额定容量 11、冷却方式 空气 A、自然循环 N、强迫循环F 12、铭牌 每台变压器均应装有一块铭牌，铭牌的材料应不受气候影 响，并应固定在明显可见的位置。铭牌上所标志的内容应 永久保持清晰（可采用蚀刻、雕刻、打印或光化学处理等 方式）。下述各项内容应标志在铭牌上。 a) 干式变压器； b) 本部分代号； c) 制造单位名称； d) 出厂序号； e) 制造年月； f) 每个绕组的绝缘系统温度。第一个字母代表高压绕组 ，第二个字母代表低压绕组。当有多个绕组时，则字母应 按从高压绕组到低压绕组的顺序依次排列； 注 1：当各绕组的绝缘系统温度相同时，可只标注一个字母； 注 2：当无法用字母标注时，可改用温度（绝缘系统温度的摄氏度） 标注。 g) 相数； h) 每种冷却方式的额定容量； i) 额定频率； j) 额定电压，包括各分接电压（如果有）； k) 每种冷却方式的额定电流； l) 联结组标号； m) 在额定电流及相应参考温度下的短路阻抗； n) 冷却方式； o) 总重量； p) 绝缘水平（铭牌上应标出所有绕组的额定耐受电压， 其标志的原则见GB 1094.3）； q) 防护等级； r) 环境等级； s) 气候等级； t) 燃烧性能等级 三、试验项目 1、例行试验：（每台变压器都要承受的试验） 电压比测量和联结组别标号检定 绕组直流电阻测量 空载试验 负载试验 绝缘电阻 工频耐压试验 感应耐压试验 局部放电试验 2、型式试验（在一台有代表性的变压器上所进行的试验验 ，以证明被代表的变压器也符合规定要求） 温升试验，冲击试验 3.特殊试验（除型 式 试 验和例行试验外，按制造厂和用 户协议所进行的试验） 声级试验，突发短路，零序阻抗试验，空载电流谐波测 量，绕组对地或绕组间的电容测定，环境试验，气候试验 ，燃烧性能试验 四、电压比测量及联结组别标号检定 1、电压比测量目的 （1）、保证绕组各个分接的电压比在标准或合同技术要 求的电压比允许范围之内。 （2）、确定并联线圈或线段（例如分接线段）的匝数相 同。（短路、断路） （3）、判定绕组各分接的引线和分接开关的连接是否正 确 2、联结组别 如用户无其他规定，变压器的联结组建议用钟时序数为5 或11 的Dyn 联结组别，中性点的连接应能承载额定相电 流 3、额定电压比 一个绕组的额定电压与另一个具有较低或相等额定电压的 绕组的额定电压之比。 4、有载调压、无载调压 5、变压器并联运行条件 （1）、比值相同 （2）、联结组别 （3）、S1：S2 1：3 （4）、阻抗相近 6、分接 5%，每级为2.5%（5 个分接位置）； 5%（3 个分接位置）。 五、绕组直流电阻测量 1、绕组直流电阻测量目的 （1）、绕组导线连接处的焊接或机械连接是否良好，有 无焊接或连接不良的现象 （2）、引线与套管、引线与分接开关的连接是否良好 （3）、引线与引线的焊接或机械连接是否良好 （4）、导线的规格，电阻率是否符合要求 （5）、各相绕组的电阻是否平衡 （6）、变压器绕组的温升是根椐绕组在温升试验前的冷 态电阻和温升试验后断开电源瞬间的热态电阻计算得到的 ，所以温升试验需要测量电阻。 2、测量条件 （1）、应记录被试绕组温度及绕组端子间的电阻，且应 使用直流进行测量 （2）、在测量中，应注意将自感效应的影响降到最小程 度 （3）、测量前，变压器在恒定的环境温度下静止的时间 ，不应少于3h （4）、绕组的温度应与绕组电阻同一时间测量 3、检验标准 a线%2% a相%4%（SN1600KVA） a%=（Rmax-Rmin）/R平*100% 4、测量结果计算 （1）、R0=Rm*(235+T1)/(235+T2) 铜235 铝225 （2）、线相电阻转换 接 Y接 5、测量过程中应注意事项 （1）、测量直流电阴所用的电流应取2%10%的额定电流 ，不要大于20%的额定电流，避免因电流引起的绕组发热 温度升高带来的误差。 （2）、直流回路中有电流I时，变压器铁心磁场，断开时 会产生高电压，可能危及人身安全和损坏仪表，所以需要 用放电回路使电流由I通过电阻上的损耗慢慢下聊，待电 流很小时再断开线路 六、空载试验 1、定义 空载损耗是将额定频率下正弦波形的额定电压（主分 接）施加选定绕组，其余绕组开路，测量输入到变压器中 的有功功率叫空载损耗，空载损耗大部分发生在铁心内， 是由于磁通在硅钢片内以交流频率变化而产生的损耗，它 以热的形式散出。此外由于空载电流流经绕组，会在绕组 内产生空载电流的电阻损耗I20R，但损耗I20R通常很小， 一般忽略不计。 2、分类 变压器的空载电流产生磁势及磁通，由于磁通主要在铁心 中通过，因此在铁心硅钢片中产生一定的损耗，即空载损 耗；也称铁损。此损耗包括两个方面，一方面是磁滞损耗 ，当交流通过变压器时，通过变压器硅钢片的磁力线其方 向和大小随之变化，使得硅钢片内部分子相互磨擦放出热 能，从而损耗了一部分电能。另一方面是涡流损耗，当变 压器工作时铁芯中有磁力线穿过，在与磁力线垂直的平面 上就会产生感应电流，由于此电流自成闭合回路形成环流 ，且成旋涡状，故称涡流，涡流的存在使铁芯发热，消耗 能量。 3、要求 三相绕组变压器绕组容量不等时，空载电流基数无论由哪 个绕组供电，均应换算到最大容量。损耗允许偏差15%， 空载电流偏差30% 。 4、公式 P0=Pm/（P1+（U/U1）2P2） P0=Um*（U/U1） 5、变压器不对称磁路情况 在空载试验时，变压器的阻抗是空载阻抗，因为磁路三相 不对称，因此三相阻抗是不对称的，V相磁路最短，所需 励磁电流小，阻抗最大；V相和W相励磁电流大，阻抗小。 七、负载损耗 1、定义 负载损耗Up是在变压器的一对绕组中，一侧绕短路，另一 侧绕组施加电压，通过额定电流时测到的损耗。 2、分类 （1）、直流电阻损耗I2R （2）、附加损耗 、绕组导线内的涡流损耗 、绕组内并联导线中不平衡电流损耗 、铁心内的附加损耗 、夹件等结构件内的附加损耗 3、短路阻抗（电阻+漏阻） 在变压器一侧绕组中通过额定频率、正弦波形的额定电流 ，另一侧绕组短路时的阻抗称为变压器的短路阻抗，一般 用相对于某一参考阻抗的百分数表示。在变压器负载试验 中，同时测定变压器的负载损耗和变压器的短路电抗。 4、公式 P直=1.5*(R线*I21n+r线*I22n) P附加=Pat-P直 Pat=(I额/I测)2*P测 Ukt=（I额/I测）*U测 5、短路阻抗 在额定频率和参考温度下一对绕组中某一绕组端子之间的 等效串联阻抗Z=R+jX，确定此值时另一绕组的端子短路而 其他绕组(如果有)开路 对于三相变压器表示为每相的阻抗(等值星形联结)，对于 带分接绕组的变压器是指指定分接位置上的如无另外规定 是指主分接。 注此参数可用无量纲的相对值来表示即表示为该对绕组中 同一绕组的参考阻抗Zref的分数值z 若用百分数表示则有 z=100Z/Zref Zarf=U2/Sr 式中U 、Z 和Zarf 所属的绕组的电压(额定电压或分接电压) Sr 额定容量基准值 (上述公式对三相变压器和单相变压器都适用) 此相对值也等于短路试验中为产生相应额定电流(或分接 电流)时所施加的电压与额定电压(或分接电压)之比此电压 称为该对绕组的短路电压通常用百分数表示 6、零序阻抗(三相绕组的) 额定频率下三相星形或曲折形联结绕组中连接在一起的线 路端子与其中性点端子之 间的以每相欧姆数表示的阻抗 注由于零序阻抗还取决于其他绕组的连接方法和负载因而 零序阻抗可有几个值 零序阻抗可随电流和温度变化特别是在没有任何三角形联 结绕组的变压器中 零序阻抗也可用与(正序)短路阻抗同样的方法表示为相对 值 八、绝缘电阻 1、目的 在变压器制造过程中，用来确定绝缘的质量状态及发现生 产中可能出现的局部或整体缺陷，并作为产品是否可以继 续进行绝缘强度试验的一个辅助判断手段。 2、定义 绝缘电阻是外施电压U除以全电流I后的值。由于电流I是 随时间变化的量，所以绝缘电阻也是随时间变化的量，只 有当时间很长，全电流I衰减到泄漏电流I1时，绝缘电阻 才达到稳定值。这种绝缘电阻随施加电压时间的变化称介 质吸收现象。绝缘电阻与施加电压时间的关系曲线，称为 介质吸收曲线 3、试验现象 在对绝缘施加直流电压时，流过绝缘介质的电流是随着时 间和增加而减小，并续渐趋于稳定值，这个电流是三种电 流之和，它们分别是位移电流Id(t)、吸收电流Ia及泄漏 电流I c。 4、吸收比，极化指数 吸收比R60/R15，极化指数R10/R1 5、注意事项 1、完成接地放电，判定 2、与温度有关 九、耐压试验 1、方法（主要考验外部绝缘） 外施耐压试验应采用不小于80%额定频率的任一合适的频 率，且波形尽可能接近于正弦波的单相交流电压进行。 应测量电压的峰值，试验电压值应是测量电压的峰值除以 根号2试验 应 从 不大于规定试验值的1/3的电压开始， 并与测量相配合尽快地增加到试验值。试验完了，应将电 压迅速地降低到试验值的1/3以下，然后切断电源。对于 分级绝缘的绕组，本试验仅按中性点端子规定的试验电压 进行。 全电压试验值应施加于被试绕组的所有连接在一起的端子 与地之间，加压时间60s 。试验时，其余绕组的所有端子 、铁心、夹件、箱壳等连在一起可接地。 如果试验电压不出现突然下降、放电击穿，则试验合格。 1、绝缘水平 标称系统电压 额定雷电冲击耐受电压（峰值） （方均根值） 设备最高电压，Um（方均根值） 额定短时外施耐受电压（方均根值） 组 组 1 1.1 3 3 3.6 10 20 40 6 7.2 20 40 60 10 12 35 60 75 15 17.5 38 75 95 20 24 50 95 125 35 40.5 70 145 170 2、高海拔处运行的变压器 当变压器被规定为在海拔为1000m3000m 之间运行，而其 试验却是在正常海拔处进行时，其额定短时外施耐受电压 值，应根据安装地点的海拔超过1000m 的部分，以每100m 增加1%的方式来提高。至于在海拔超过3000m 运行时，其 绝缘水平应由供、需双方协商而确定。 十、感应耐压 1、方法（主要考验纵绝缘：层间、匝间、 段间等内部绝缘；主绝缘：气道、端部、 绝缘） 耐受电压应等于两倍的额定电压。 在变 压 器 一个绕组的端子上施加交流电压，其波形应尽 可能接近正弦波。为了防止试验时励磁电流过大，试验时 的频率应适当大于额定频率。当试验频率等于或小于两倍 额定频率时，耐压时间应为60s。当试验频率超过两倍额 定频率时，其耐压时间应为： 120 s*额定频率/试验频率，但不小于15s 十一、局部放电 十二、温升试验 所考虑部位的温度与外部冷却介质温度之 差 1、冷却介质 空气（自冷，强迫风冷）、水 2、绕组温升限值 绝缘系统温度 额定电流下的绕组平均温升限值K 105（A） 60 120（E） 75 130（B） 80 155（F） 100 180（H） 125 200 135 220 150 3、高海拔处的温升修正 当所设计的变压器是在海拔超过1000m处运行，而其试验 却是在正常海拔处进行时，如果制造单位与用户间无另外 协议，则按所给的温升限值应根据运行地点的海拔超过 1000m的部分，以每500m 为一级，按下列数值相应降低： 对于自冷式变压器：2.5%； 对于风冷式变压器：5%； 如果变压器的试验是在海拔高于1000m处进行，而安装现 场的海拔却低于1000m 时，则温升限值要作相应的逆修正 4、试验方法 1、三相变压器的温升试验应使用三相电源进行。 2、 施加负载的房间 制造单位可从下述几种放假中任选其一来进行温升试验。 模拟负载法 本方法适用于非封闭式、封闭式或全封闭式干式自冷或风 冷变压器。温升值是通过短路试验（ 提供负载损耗） 和 空载试验（ 提供负载损耗） 的组合来确定的。 试验开始时， 变压器的温度应与试验室的环境温度一样 稳定， 应测量高、低压绕组各自的电阻值， 这些测量值 将作为计算这两个绕组温升值的基准值。试验室的环境温 度也应被测量并记录下来。对于三相变压器， 其电阻测 量应在中间与相与一个边相绕组的线端之间进行。 各温度测量点（ 即： 测量环境温度的温度计和变 压器上的传感器（ 如果有） ） 的位置， 不论是 参考测量还是最终测量， 均应相同。 绕组短路试验应是在一个绕组流过额定电流而另 一个绕组短路下进行的，且持续到绕组和铁心温 度都达到稳态时为止，用电阻法或跌价法缺点各 绕组的温升 c。 在额定频率和额定电压下的空载试验， 应持续到 绕组和铁心温度都达到稳态 时为止， 然后应测出各自绕组的温升 e 先进行绕组短路试验，直到铁心和绕组温度达到 稳定为止，然后进行空载试验，直到铁心和和绕 组温度达到稳定为止；或先进行空载试验，直到 铁心和绕组温度达到稳定为止，然后进行绕组短 路试验，直到铁心和绕组温度达到稳定为止。 在绕组通过额定电流和铁心为额定励磁下，每个 绕组的总温升c用下式来计算： c 绕组总温升 c 短路试验下的绕组温升 e 空载试验下的绕组温升 K1 对于自冷式为0.8； 对于风冷式为0.9。 相互负载（ 如果在绕组通过试验电流前， 先对铁心励磁 一段时间（ 最好不小于12h），则可缩短试验时间。） 如果有两台同样的变压器，且试验室具有必需的试验设备 时， 采用本方法是合适的。它适用于封闭式或非封闭式 干式自冷或风冷变压器。 试验开始时，变压器温度应与试验室的环境温度一样稳定 。应测量高、低压绕组各自的电阻值，这些测量值将作为 计算这两个绕组温升值的基准值。试验室的环境温度也应 被测量记录下来。 各温度测量电的位置，不论是参考测量还是最终测量， 均应相同。 对于三相变压器，其电阻测量应在中间相与一个边相绕组 的线端之间进行。 对于绕组为星形联结的三相变压器，最好是在中间心柱的 绕组上进行测量。 将两台变压器并联连接，其中一台为被试 变压器，且最好是对这两台变压器的内部 绕组以被试变压器的额定电压进行励磁。 利用两台变压器的电压比不同或输入某一 电压的方法，使被试变压器绕组中通过额 定电流，直到铁心和绕组温度达到稳定时 为止 直接负载法（ 如果在绕组通过试验电流前，先对铁心励磁一段时间（ 最好不小于12h） ， 则可缩短试验时间。） 本方法只适用于小变压器。 将变压器的一个绕组， 最好是内部绕组在额定电压下励磁， 另一个 绕组连接适当的负载， 以使两个绕组都通过额定电流。 23.3降低电流下的绕组温升校正 当输入的试验电流It 地狱额定电流IN， 但不低于90% IN 时， 待铁 心和绕组温度均达到稳定后， 应用电阻法测得绕组温升 t， 并按 下式将其校正到额定负载下的温升 r； 稳态条件的确定 当温升值不在变化， 即每小时的温升变化值不超 过1K 时， 则认为温升已达到最终值。 为了确定已达到稳定温升时的条件，应将热电偶 或温度计置于如下表面处； 对于各类变压器，为上铁轭中心处且尽可能紧靠 最内部的低压绕组顶部处的导线。对于三相变压 器，此测量应在中间的心柱上进行。 冷却空气温度 冷却 空 气 温度的变化应尽量小，特别是在试验 后期接近稳态时，更应注意冷却空气的变化应 采取适当的措施，防止由空气湍流而引起剧烈的 温度变化（如：为温度传感器配备时间常数适当 的吸热容器）。试验中至少应有3个温度传感器， 以其平均值对试验进行评估。每隔一定时间记录 读数，或者采用自动连续记录。 温度 传 感 器应沿油箱四周分布，距油箱或冷却 器1m -2m ，避免直接受热辐射的影响在自冷 式变压器周围的温度传感器应放置在冷却面高度 约一半的位置处。 对于风冷式变压器，温度传感器放置的位置，应 能显示进入冷却器的实际空气温度，还应注意热 空气的再循环试品应放置在适当的位置。尽量 减少空气的阻力，以便提供稳定的环境条件。 温升测量方法 十三、雷电冲击试验 规定以下两种燃烧性能等级： F0级：无须特别考虑火灾危险。除变压器设计中所固有的 特性外，不采取特殊的措施来限制其可 燃性。不过，应使其在燃烧时所逸出的有毒物质和不透明 烟雾降至最低程度。 F1级：变压器易遭受火灾危险，要求限制其可燃性。应使 其在燃烧时所逸出的有毒物质和不透明烟雾降至最低程度 。 变压器在经过按第28章所述程序进行的特殊试验后，应表 明其能否符合F1级的要求。 注： 按第28章进行的测量，会产生不大于10K的标准偏差 。 十四、噪声试验 变压器所发出的可听到的噪声是由铁心的磁滞伸缩变形和 绕组、及磁屏蔽内的电磁力引起的。 从历史上看一直认为磁场诱发铁心叠片沿纵向振动所产生 的噪声是变压器噪声的主要成分。振动的幅值与铁心叠片 中的磁通密度及铁心材质的磁性能有关，而与负载电流关 系不大。但随着目前铁心设计的进步及采用较低的磁通密 度，铁心中的噪声已有所降低，于是电磁力所产生的噪声 便成为变压器噪声不可忽视的成分，电流在绕组中通过会 在绕组中产生电磁力。此外，漏磁场也能使结构件产生振 动。电磁力(和振动幅值)与电流的平方成正比，而发射的 声功率与振动幅值的平方成正比。因此，发射的声功率与 负载电流有很明显的关系 对于干式空心并联电抗器或干式空心串联电抗器。作 用于绕组上的电磁力所产生的噪声与上面所述相类似 。这些振动力使电抗器在轴向和幅向上产生振动，且 轴向和幅向的支撑件及制造中的偏差又可能导致除旋 转对称振动外的其他棋式的振动。对于铁心电抗器作 用于铁心中的力还会引起进一步的振动。 声强的定义为单位面积上通过的能量，用瓦/平方米 (W/m,)表示。声强是矢量，而声压是标量，且声压仅 用大小来表征. 声功率是一个用来对声源进行计量和比较用的参数. 它是声源声愉出的一个基本说明用语，故只是声源的 一个绝对的物理特性，而与任何外界因素(如:环境及 其到接收器的距离等)无关。 声功率可 通过测得的声压和声强值来计算。声强测 量与声压测量相比，有如下几个优点;1、声强计仅对 声场的传播部分有反应，而忽略任何非传播部分，如 :对驻波和反射波无反应。2、只要外界声源的声级大 致恒定声强法便可减少外界声源的影响。 声压法是通过对背景噪声和声反射进行修 正来考虑上述这些因素的。 声压P： 有声波时，媒质中的压力与静压的差值。单位为 帕斯卡(Pa), 注1:一般使用时，声压是有效声压的简称整数倍 或长到不影响计算结果的程度 有效声压是在一段时间内瞬时声压的方均根值， 这段时间应为周期的 注2:声压的瞬时值、平均值、峰值、最大值或峰 到峰值等应分别注明为瞬时声压、平均声压、峰 值声压、最大声压或峰到峰值声压。 声压级Lp 声压平方与基准声压(p0 =20 X 10-6Pa)平方 之比的以10为底的对数乘以10。单位为分 贝(dB), 声强I 表示通过某一指定位置处的净声能大小和 方向的矢量。单位为W/m2 。 法向声强In 与测量表面垂直的声强分量。 法向声强级 L, 法向声强与基准声强(I0 =1 X 10-12W/m2)之比的以10为底 的对数乘以10。单位为分贝(dB), 注:当In为负值时，用一X X dB表示。 声功率W 单位时间内通过某一面积的声能。单位为瓦(W), 声功率级Lw 给出的声功率与基准声功率(W0=1X10-12W)之比的以10为 底的对数乘以10。单位为分贝(dB), 距基准发射面0. 3 m处的测量 以平方米 (m2)表示的测量表面面积S，S = 1.25hlm 式 中 : h高度，m。对于无保护外壳的干式变压器，指铁心及 其框架高度 lm 规定轮廓线的周长，m; 1.25考虑试品上部发射声能的经验系数 距基准发射面2m处的测量 以平方米(m2)表示的测量表面面积S，S= (h十2)1m 式中 : h变压器高度或包括风扇在内的冷却设备高度,m ; lm规定轮廓线的周长，m; 2 测量距离，m 距基准发射面lm处的测量 以平方米 (m2)表示的测量表面面积S，S= (h+1)lm h连同框架在内的铁心高度m ; lm规定轮廓线的周长，m; 1 测量距离，m, 十五、气候试验C1、C2 1、分类 C1 级：变压器适合于在不低于-5的环境温度下运行， 但其运输和贮存时的环境温度可低 至-25。 C2 级：变压器适合于在低至-25的环境温度下运行、运 输和贮存。 2、试验的有效性 在一台变压器上得到的气候试验结果，对基于同一设计准则的其它变 压器也有效。这些设计准则为： 设计概念相同（如：绕组是否被固体绝缘封闭、绕组类型、防 护等级等） ； 绕组平均温升相同（ 按表2） ； 导电材料相同； 主要的绝缘材料相同； 3、C1级变压器的气候试验（热冲击试验） 试验方法 试验应在一台不带外壳（ 如果有）的完成变压器（补充解释：按供、 需双方协议，可以对铁心上取出的所有线圈进行本试验，但最终的绝 缘检查宜在这些试验过的线圈重新套装到变压器铁心后进行）上进行 ，被试变压器应置于试验箱内。 0.1m处， 高度在试品的1/2 位置处，取测量点读数的平 均值作为空气温度参考值。 试验程序如下： a） 将试验箱内的空气温度在8h 内逐渐降到（-25 3） ，然后至少保持12h，直到达到稳定状态为止； b）此后将试验箱内的空气温度在4h 内逐渐上升到（-5 3） ，并至少保持12h，直到达到稳定状态为止； c）然后对被试绕组（封闭于固体绝缘内）施加2倍额定电 流以进行热冲击试验。应将此电流维持到被试绕组的实测 平均温度值等于表2中给出的绕组平均温升限值加上40 （ 正常使用条件下的最高环境温度）为止。绕组的平均 温度是根据电阻值的变化来确定。可选择下述方法之一来 进行热冲击试验。 1）直流电源试验法 热冲击试验是在将规定的直流电流施加在 被试绕组上进行的。对于多相变压器，此 试验电流可施加在串联在一起的所有各相 绕组上。 注1：为使各相绕组串联在一起，可能需要 拆开绕组的原有连接。 在试验过程中，绕组平均温度的监测，可 直接用测量试验电流和相应电压降的伏安 法来进行。 2）交流电源试验法 热冲击试验是在将规定的交流电流施加在被试绕 组上进行的，此时，其余绕组短路。对于多相变 压器，宜采用对称电流来进行本试验。在试验过 程中，绕组平均温度的监测，宜采用将直流测量 电流叠加到交流试验电流上的方法或其他等效的 方法来进行。 3）另一种交流电源试验法 在一个绕组短路的情况下，对变压器施加2倍额定 电压，通过固定在绕组顶部和底部表面处的温度 传感器的读数，来监测每个绕组的温度。温度传 感器要通过一种校准试验来进行校准。此校准试 验是在实际热冲击试验前的正常环境温度下，通 过施加2倍额定电流来进行的。 前的正常环境温度下，通过施加2倍额定电流来进行的。 传感器的校准是通过将传感器的读数，与根据绕组电阻值 的变化所测定的绕组温升进行比较来相对应。这样，传感 器的读数便确定为与表2中所给出的绕组平均温升限值加 上40 的值相对应。应在从低环境温度下开始的试验中， 读取同一传感器的读数。 注2： 由于变压器各部分的热暂态特性不同，故要注意防 止某些绕组出现过热现象。 d）热冲击试验后，应将变压器温度恢复到（2510） 。 评价准则 在热冲击试验结束，并至少再经过12h 后，应对变压器进 行绝缘例行试验（外施耐压试验和感应耐压试验），但施 加的试验电压值，按绕组绝缘水平，应降为标准规定值的 80%。 此外，对于包封绕组的变压器，应按第22章进行 局部放电测量试验，但施加的预加试验电压值应 不大于降低的感应耐压试验的试验电压值（160% 额定电压值），所测得的局部放电量应不大于例 行试验中的规定值。 经外观检查，绕组应无可见的异常现象，如裂缝 或开裂。 4、C2级变压器的气候试验（热冲击 试验） 试验方法 除下述修改外，试验方法与上述的规定相同； 取消b）款，以便在-25 下进行热冲击试验。 十六、环境试验E0、E1、E2 干式变压器的环境条件是指湿度、凝露、污秽和环境温度 。 2、分类 E0 级：变压器上没有凝露，且污秽可以被忽略。对于清 洁、干燥的户内式安装，通常可以达到这一等级。 E1 级：变压器上偶尔有凝露（如：当变压器无励磁时） 。可能会出现有限的污秽。 E2 级：变压器上经常有凝露或严重的污秽，或两者同时 都有。 按第26 章的特殊试验来验证变压器能否符合E1 级或E2 级的要求。 变压器应放在温度和湿度可以控制的试验箱内。 试验箱的容积至少为沿变压器外围划线所构成的长方体体 积的五倍，变压器任一部位到箱壁、箱顶和喷嘴之间的距 离应不小于变压器带电部件之间的最小之间距离，且不小 于150mm。 试验箱内的空气温度应确保在变压器上出现凝露。 试验箱内的湿度应保持在93%以上，这可通过定期或连续 地对适量的水进行雾化来实现。 水的电导率应在0.1S/m0.38 S/m范围内。（ 20 时） 机械式雾化器的放置应避免将水直接喷到变压器上。 不应该有水从箱顶滴到被试变压器上。 变压器在无励磁状态下，至少应在空气相对湿度大于93% 的环境中放置6h。 此后，应在5min 内对变压器进行如下的感应电压 试验： 对于拟接到直接接地的电力系统或经低阻抗 接地的电力系统中的变压器，应在1.1 倍额定电 压下励磁15min。 对于拟接到绝缘的电力系统或经高阻抗接地 的电力系统中的变压器，应连续承受三次且每次 为5min 的感应电压试验。试验时每个高压端子应 依次接地，在其它端子与地之间施加1.1倍额定电 压。三相试验也可用单相试验来代替，此时，应 将两个不接地相的端子连接在一起。 上述试验最好是在试验箱内进行。 在施加电压过程中，应无闪络现象发生，且外观 检查应无严重的放电痕迹。 E2级变压器 试验程序包括凝露试验和湿渗透试验，凝露试验 与上述规定相同，但水的电导率应在0.5S/m1.5 S/m范围内。 在湿渗透试验开始时，变压器应为干燥状态。试 验中，变压器在无励磁状态下，置于试验箱内 144h试验箱内的温度应为（ 50 3） ，相对湿 度为（ 905）%。在该试验终了时，将变压器置 于正常环境条件中，最迟经过3h后，应对变压器 进行外施耐压试验和感应耐压试验，但施加的试 验电压值应降到标准规定值的80%。 在绝缘试验中，应无闪络或击穿现象发生，且外 观检查应无严重的放电现象。 十七、燃烧性能试验 规定以下两种燃烧性能等级： F0级：无须特别考虑火灾危险。除变压器设计中所固有的 特性外，不采取特殊的措施来限制其可燃性。不过，应使 其在燃烧时所逸出的有毒物质和不透明烟雾降至最低程度 。 F1级：变压器易遭受火灾危险，要求限制其可燃性。应使 其在燃烧时所逸出的有毒物质和不透明烟雾降至最低程度 。 变压器在经过按所述程序进行的特殊试验后，应表明其能 否符合F1级的要求。 注：按进行的测量，会产生不大于10K的标准偏差。 为使变压器的性能最佳， 必须使其在燃烧时所逸 出的有毒物质和不透明烟雾降至最低程度。因此 ， 要避免使用含有卤化物的材料。应按30.2 检测 其在燃烧时所逸出的腐蚀性和有害气体。 原则上，该试验将能检测出下述这些成分，即： 氯化氢（ HCL ） ，氰化氢（ HCN） 、溴化氢（ HBr） 、氟化氢（ HF） 、二氧化硫（ SO2） 和 甲醛（ HCHO） 。 至于试验程序的细节及可接受的限值，如国家法 规中无规定时，可由供、需双方协商确定。 1、F1级变压器的燃烧性能试验 1 试品 本试验应在变压器一个完整的相上进行， 完整的相应包 括高压（ HV） 线圈、低压（ LV） 线圈、铁心柱和绝缘 件， 但不包括外壳（ 如果有） 。供试验用的铁心柱， 也 可以用与原铁心柱尺寸及热特性类似的材料来代替。不应 考虑铁轭， 将低压引线在该线圈上、下两端面处切去。 被试变压器的圆形线圈外径或非圆形线圈的最大横向尺寸 应介于 400mm500mm之间。 注： 经过协商， 可用尺寸较大或较小的线圈进行本试验 。 试验的有效性 在一台变压器上得到的燃烧试验结果， 对基于同一设计 准则的其它变压器也有效。这些设计准则为： 设计概念相同9如： 绕组是否被固体绝缘封闭、绕 组类型、防护等级等） ； 绕组平均温升相同（ 按表2） 主要绝缘材料相同。 试验箱应装有一个内径约为500mm的烟囱和一个 内径约为350mm的进气管道。试验箱的进气口与 烟囱的出气口之间的高度差约为9m。外界空气从 试验箱底部的网栅（ 400mm 800mm） 进入箱 内， 然后通过一个面积约为0.3m2 的出气口进入 烟囱。 烟囱内应有一段直径为350mm， 且长度至少 600mm的测量段， 它的低端应高于试验箱顶部 1.5m2m。 进气管道应有一段直径为350mm， 且长度至少为 400mm的测量段， 测量段一端距试验箱进气口处 的距离至少为1m， 其另一端与进气管道的进气 口之间的距离至少为1m。 如果不采用强迫气流， 则应在烟囱内和/或在进 气口处安装一个调节阀。试验箱宜如此安装， 以 至于风对进气量的影响可以被忽略。 火源 要热源为在容器内燃烧酒精（ 热量值为27MJ/kg） ， 该 容器可以被若干个同心环分割得更小。该容器的外径至少 应比变压器外线圈的外径大100mm， 其内径至少应比变 压器内线圈的内径小40mm。 容器内酒精的起始液面高度应为（ 30 1） mm， 燃烧 时间大约为20min。 第二个热源为一个垂直放置的电热辐射板， 其高度约为 800mm， 宽度约为500mm， 是由24kW 的发热电阻元件 制成的， 并配有一个可调电源， 以使辐射板的温度保持 在750 。在辐射板的对面， 应放有一个直径900mm、 高为1.2m的半圆筒形金属屏。 注： 当被试线圈的外部尺寸大于500mm时， 此金属屏可 不用。 待测参量和测量装置 温度 应使用热电偶或等效装置来测量下列各部位的温度： 进气口； 出气口； 低压线圈顶部（ 任选） ； 高压线圈顶部（ 任选） ； 铁心柱或其模拟件的底部和顶部（ 任选） ； 铁心和低压线圈间的气道中部（ 任选） ； 高、低压线圈间的气道中部（ 任选） ； 注： 测量传感器在试品上的放置位置如图8所示。