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變壓器繞組變形測(cè)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：yuli-esco.com 更新時(shí)間：2020-07-30

MERB-I變壓器繞組變形測(cè)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(yùn)輸途中劇烈地碰撞，二是發(fā)生近區(qū)短路時(shí)電磁力的破壞作用。但并非所有的變形都會(huì)立即危及運(yùn)行，所以必須對(duì)變形的種類及變形面積、變形位置、變形程度進(jìn)行一定的估計(jì)和分析，作為綜合判斷的手段之一。
變壓器繞組變形測(cè)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(yùn)輸過程中的震動(dòng)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(duì)移動(dòng)。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(duì)地電容。所以其頻譜圖上各諧振峰點(diǎn)都存在，只是都向高頻方向平移。另外在受電動(dòng)力時(shí)，如有幾根撐條受力移動(dòng)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(shí)由于電動(dòng)力造成內(nèi)線圈收縮或外線圈擴(kuò)張，高低壓線圈之間的距離改變，對(duì)地電容減小，使諧振頻率均向高頻方向移動(dòng)。諧振頻率的改變量在較小的變化時(shí)與變形量成正比。其頻譜圖上的zui大特征是，各諧頻率峰都對(duì)應(yīng)存在，只是平移。這種變形一般引線都分別被牽動(dòng)，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(huì)出現(xiàn)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(shí)使線圈餅間的電容增加。在對(duì)應(yīng)的頻譜圖上，變形相曲線將出現(xiàn)第一個(gè)諧峰向低頻方向移動(dòng)；同時(shí)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(xiàn)固定壓板松動(dòng)、墊塊失落等情況時(shí)，會(huì)出現(xiàn)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(shí)使線圈餅間的電容下降。在對(duì)應(yīng)的頻譜圖上，變形相曲線將出現(xiàn)第一個(gè)諧峰向高頻方向移動(dòng)；同時(shí)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(fā)生改變，或等效直徑和線圈厚度尚未出現(xiàn)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(xiàn)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(gè)諧振峰點(diǎn)處將重合，隨著部分變形面積的大小，對(duì)應(yīng)的后續(xù)幾個(gè)諧振峰將發(fā)生位移。
局部壓縮和拉開變形：這種變形一般認(rèn)為是由于電磁作用力造成的，由于同方向的電流產(chǎn)生的斥力，在線圈兩端被壓緊時(shí)，這種斥力會(huì)將個(gè)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(dòng)的條件下，一般不會(huì)牽動(dòng)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(xiàn)在并聯(lián)電感上的電容（餅間電容）的改變上。引線未被牽動(dòng)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(dòng)，并伴隨著峰值下降；而有部分諧振峰向低頻方向移動(dòng)，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(diǎn)明顯移動(dòng)所處的位置（第幾個(gè)峰），及諧振峰的移動(dòng)量來估計(jì)分析。變形繞組所對(duì)應(yīng)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(qū)別。局部壓縮和拉開變形程度較大時(shí)，低頻與中頻段有些諧振峰會(huì)重疊，個(gè)別峰會(huì)消失，有些諧振峰幅值升高。
匝間短路：如果線圈發(fā)生金屬性匝間短路，線圈的整體電感將會(huì)明顯下降，線圈對(duì)信號(hào)的阻礙大大減小。對(duì)應(yīng)到頻譜圖，其低頻端的諧振峰將會(huì)明顯的向高頻方向移動(dòng)，對(duì)應(yīng)的第一諧振峰消失。同時(shí)由于阻礙減小，頻響曲線在低頻段將會(huì)向衰減減小的方向移動(dòng)，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(shí)，線圈的整體電感將會(huì)略有增大。對(duì)應(yīng)到頻譜圖，其低頻端的諧振峰將會(huì)向低頻方向略有移動(dòng)，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(duì)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(dòng)，中高頻部分曲線的幅值將有所升高。
引線位移：引線發(fā)生位移時(shí)，不影響電感，所以頻譜曲線的低頻段應(yīng)完全重合，只在200~500kHz部分的曲線發(fā)生改變，主要是衰減幅值方面的變化。引線向外殼方向移動(dòng)則頻譜曲線的高頻部分向衰減增大方向移動(dòng)，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(dòng)，曲線上移。
軸向扭曲：軸向扭曲是在電動(dòng)力作用下，線圈向兩端頂出，在受到兩端壓迫時(shí)，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(dòng)，所以只改變了部分餅間電容和部分對(duì)地電容。餅間電容和對(duì)地電容都將減小，所以頻譜曲線上將發(fā)生諧振峰向高頻方向移動(dòng)，低頻附近的諧振峰值略下降，中頻附近的諧振峰點(diǎn)頻率略有上升，而且300kHz~500kHz的頻譜曲線基本上保持原趨勢(shì)。
線圈輻向變形：在電動(dòng)力作用下，一般內(nèi)線圈是向內(nèi)收縮，由于內(nèi)撐條的限制，線圈可能發(fā)生輻向變形，其邊緣呈現(xiàn)鋸齒狀，這種變形將使電感略有減小，對(duì)地電容也略有改變，所以在整個(gè)頻率范圍內(nèi)的諧振峰均向高頻方向略移動(dòng)。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(nèi)外線圈間的距離增大，線餅對(duì)地電容減小。所以頻譜曲線上第一個(gè)諧振峰和谷將向低頻方向移動(dòng)，后面的各峰谷都將向高頻方向移動(dòng)。內(nèi)線圈發(fā)生幅向收縮時(shí)，對(duì)應(yīng)圖譜曲線的第一諧振峰將向高頻方向移動(dòng)，并伴隨著幅值升高。
分接開關(guān)燒蝕（各檔位檢查）：帶有分接開關(guān)的線圈，如果觸點(diǎn)燒蝕面較大，在高頻小電流通過時(shí)，由于油膜的影響，會(huì)出現(xiàn)小電流下的接觸問題，其開關(guān)等值電路可以認(rèn)為是一個(gè)低阻值電阻和一個(gè)電容的并聯(lián)，這個(gè)電路插在電感電路上時(shí)，與各支路電感電容諧振，會(huì)產(chǎn)生很多的諧振峰。由于電阻的存在，無(wú)法形成大的諧振，使諧振曲線上產(chǎn)生很多毛刺，特別曲線在40dB以下時(shí)。諧振曲線的總輪廓與正常曲線基本重合。