CN103837792A - 一种变压器线圈短路环检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变压器线圈故障检测技术领域，尤其涉及一种变压器线圈短路环检测装置及其检测方法。该检测装置包括电源、调压器、励磁变压器和感应变压器，电源与调压器输入端连接，所述励磁变压器和感应变压器均采用由骨架、线圈和开口铁芯组成的磁路可调式变压器，调压器的输出端与励磁变压器的线圈两端连接，感应变压器的线圈两端连接一万用表的两接线端。本发明在线圈绕制过程中即可分段检测是否出现匝间、段间、层间短路故障，可准确定位短路点，对有短路问题的线圈进行部分处理，在线圈成品或半成品时提前发现短路问题，避免在器身工序阶段发现短路问题后再进行返修返工。

Description

一种变压器线圈短路环检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及变压器线圈故障检测技术领域，尤其涉及一种变压器线圈短路环检测装置及其检测方法。

背景技术

超特高压电力变压器高压线圈经常采用纠结线圈，纠结线圈在绕制时每个纠结单元均需要焊接纠线，经常会出现焊接错误而导致出现短路环，如果S弯部位处理不好会存在因“切弯”造成的匝间短路。目前，在变压器行业中变压器线圈的绕制还需靠人工，在变压器制造过程中，特别是变压器纠结式线圈的绕制，比较复杂，稍有不慎就有可能发生绕错的情况，造成绕组局部短路，形成短路环，并且大多数变压器绕组为饼式绕组，在绕组套装时也可能会碰到绕组匝间、饼间或层间绝缘损坏形成绕组内部短路环的情况。变压器在运行过程中，由于受潮等原因，也会造成局部绝缘击穿形成短路环。上述情况在线圈成品或半成品时缺乏有效手段检测是否存在匝间短路情况，在器身工序发现时返修、返工处理需要大量的人力、物力资源。绕制或绝缘损坏会发生绕组匝间、饼间、层间或绕组间短路。国内外大多数变压器生产厂家处理绕组短路的方法仍然是吊开绕组，通过目视检查，发现短路点，对短路点进行绝缘处理。但目视检查往往很难检测出发生绝缘破坏的位置。对目视检测不到绝缘破坏的线圈，往往采取报废处理，浪费了大量资金。

发明内容

    为解决上述问题，本发明提供了一种变压器线圈短路环检测装置，利用电磁感应原理，通过测量感应电流判断是否存在短路环，可在目视检查无法检查到短路点的情况下，较为准确地确定短路环的位置。

本发明的技术方案为：一种变压器线圈短路环检测装置，包括电源、调压器、励磁变压器和感应变压器，电源与调压器输入端连接，所述励磁变压器和感应变压器均采用由骨架、线圈和开口铁芯组成的磁路可调式变压器，线圈缠绕在骨架外，开口铁芯穿过骨架上的通孔后两端悬空，形成方向可调节的磁路；调压器的输出端与励磁变压器的线圈两端连接，感应变压器的线圈两端连接一万用表的两接线端。

所述励磁变压器的线圈回路中接有一万用表，用于检测励磁电流值。

    应用上述检测装置检测线圈短路环的方法，具体步骤为：将励磁变压器和感应变压器两者的开口铁芯两端均跨在被测线圈的上下侧，磁通通过铁芯-气隙-铁芯与被测线圈匝链；启动电源，调节调压器的输出电压，给励磁变压器施加一定交流电压，读取感应变压器外接的万用表读数，根据读数判断被测线圈是否短路，读数为零，则该段线圈无故障，读数非零，则该段线圈中有短路环。

上述检测过程在变压器线圈绕制时进行，选取部分空心状态的线圈作为被测线圈，分段检测被测线圈中是否存在短路环。

本发明利用电磁感应特性，在励磁变压器上施加安全电压，通过励磁变压器、线圈和感应变压器之间的匝链，将励磁变压器电流通过带气隙的磁路进行耦合，励磁电流的变化会在开口铁芯处产生一个变化的磁场，如果线圈中存在短路环，则线圈就是闭合线圈，闭合线圈轴向放于开口铁芯两端之间，变化的磁场穿过闭合线圈，线圈上就会产生感应电流，感应电流通过感应变压器的磁路进行耦合，感应变压器线圈中就产生感应电流。若线圈中不存在短路环，该回路是断开的，感应变压器感应不到电流，即电流为0。因此，通过检测感应变压器侧是否存在感应电流，可判断线圈是否存在短路故障。

本发明在线圈绕制过程中即可分段检测是否出现匝间、段间、层间短路故障，可准确定位短路点，对有短路问题的线圈进行部分处理，在线圈成品或半成品时提前发现短路问题，避免在器身工序阶段发现短路问题后再进行返修返工，该方法可减小线圈报废的概率，大大降低生产成本，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是磁路可调式变压器的主视图；

图3是图2的俯视图；

图中，1、电源，2、调压器，3、励磁变压器，4、万用表A，5、被测线圈，6、感应变压器，7、万用表B，8、线圈，9、骨架，10、开口铁芯。

具体实施方式

一种变压器线圈短路环检测装置，如图1所示，包括电源1、调压器2、励磁变压器3和感应变压器6，电源1与调压器2输入端连接，所述励磁变压器3和感应变压器6均采用由骨架9、线圈8和开口铁芯10组成的磁路可调式变压器，骨架9为绝缘材质，线圈8缠绕在骨架9外，开口铁芯10穿过骨架上的通孔后两端悬空，形成方向可调节的磁路；调压器2的输出端与励磁变压器3的线圈两端连接，励磁变压器线圈回路中还接有万用表A4，感应变压器的线圈两端连接万用表B7的两接线端。    

应用上述检测装置检测线圈短路环时，需在变压器线圈绕制时进行，将绕制好的变压器线圈分为若干段，逐段进行检测，将励磁变压器和感应变压器两者的开口铁芯两端跨在被测线圈的上下侧，磁通通过铁芯-气隙-铁芯与被测线圈匝链；启动电源，调节调压器的输出电压，给励磁变压器施加一定交流电压，读取感应变压器外接的万用表B的读数，根据读数判断被测线圈是否短路，读数为零，则该段线圈无故障，读数非零，则该段线圈中有短路环。

下面结合一具体例子来说明该检测方法的可行性：

在某变压器半成品试验的过程中，发现变压器一个柱的变比数据异常。然后，对变压器单柱进行低电压空载试验，发现两柱试验数据存在很大差异。

该故障的主要现象表现为：

1.     柱1变比、直阻正常，低电压空载试验电压507V，空载损耗1.9W；

2.     柱2变比测不出来，线圈的网侧直阻稍小，低电压空载试验电压只能施加200V，空载损耗5.21W。

因此，通过该现象，我们可以诊断出：

1.   柱1正常；

2.   柱2 在排除了阀线圈、调压线圈和铁芯磁路后，确定柱2网侧线圈插纠段有短路环。

然后，利用本发明所述检测装置对线圈插纠段进行短路检测（只检测1-36插纠段，其中12-13段换线，连续段不检测，表中数值为电压有效值或电流有效值）

从上数段号	励磁电压（V）	励磁电流（A）	感应电流（mA）	故障诊断	线规
						1-10段	11	5.26	0	无故障	轴向4组合
11段	11	5.26	0.58	有短路环	轴向4组合
						12段	11	5.26	0.73	有短路环	轴向4组合
13-36段	11	5.26	0	无故障	辐向2组合

最后，由绕指车间工作人员在指定段进行检查，与试验结果一致，从实际上证明了该技术的可行性。

 本发明已经通过实验并应用在生产中，检测灵敏度能够满足实际需要，与设计预期一致。

Claims (4)

1. 一种变压器线圈短路环检测装置，其特征在于：包括电源（1）、调压器（2）、励磁变压器（3）和感应变压器（6），电源（1）与调压器（2）输入端连接，所述励磁变压器（3）和感应变压器（6）均采用由骨架（10）、线圈（8）和开口铁芯（9）组成的磁路可调式变压器，线圈（8）缠绕在骨架（10）外，开口铁芯（9）穿过骨架上的通孔后两端悬空，形成方向可调节的磁路；调压器（2）的输出端与励磁变压器（3）的线圈两端连接，感应变压器（6）的线圈两端连接一万用表的两接线端。

2.根据权利要求1所述的变压器线圈短路环检测装置，其特征在于：所述励磁变压器的线圈回路中接有一万用表。

3.一种应用权利要求1所述变压器线圈短路环检测装置检测线圈短路环的方法，其特征在于：将励磁变压器和感应变压器两者的开口铁芯两端均跨在被测线圈的上下侧，磁通通过铁芯-气隙-铁芯与被测线圈匝链；启动电源，调节调压器的输出电压，给励磁变压器施加一定交流电压，读取感应变压器外接的万用表读数，根据读数判断被测线圈是否短路，读数为零，则该段线圈无故障，读数非零，则该段线圈中有短路环。

4.根据权利要求3所述的检测线圈短路环的方法，其特征在于：上述检测过程在变压器线圈绕制时进行，选取部分空心状态的线圈作为被测线圈，分段检测被测线圈中是否存在短路环。

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