CN106443317A - 一种变压器铜包铝绕组检测仪及检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种变压器铜包铝绕组检测仪及检测方法，所述的检测仪包括一连接变压器绕组并对变压器绕组产生正弦波信号的低频信号发生器，所述的低频信号发生器以及变压器绕组的引线端分别通过同一频率采样单元连接一信号处理单元，而在所述变压器绕组的引线端还连接有能够采集取样信号的电压电流采样单元；所述的信号处理单元进行信号整合以及计算后将各频率下的交流电阻斜率输出至连接的图像显示单元，同时信号处理单元根据采集的频率计算出各频率下纯铜的交流电阻斜率输出至连接图像显示单元；所述的检测方法是根据交流电流趋肤效应的原理进行的，即交流频率越高，电流的趋肤深度越浅，所测得的交流电阻就越大；从而有效的检测出导线是否为铜包铝线圈。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种变压器铜包铝绕组检测仪及检测方法，属于变压器电气试验技术领域。
背景技术
现有技术一般都是采用破坏性方法检测变压器绕组，主要有：1）“断面抛光测量法”，具体的步骤是：从样品一端截取适当长度的导线试样，将导体横截面研磨、抛光后如果截面上有部分发白的（铝的色彩）就可以识别为铜包铝；2)“外径质量法”，具体步骤是：通过测量一定长度导线质量和外径数据，将质量及外径数据代入计算通式，经过简单计算得到导线的质量，与等径纯铜导线质量比较就可以识别是否为铜包铝；3)“X射线检测法”，具体步骤是：利用X光机对变压器导线进行拍照，根据底面成像进行判别。前两种方法都需要采用截断的方式，不适合整体组装后的变压器；第3种方法受环境影响较大，绕组线径较细以及采用多股绕组等原因都会对成像结果产生很大影响。
由于变压器结构的特殊性，不能采用截取试样等有损检测手段，同时国内至今也尚无有效的无损检测手段。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构组成合理，使用操作方便，利用交流电流趋肤效应的原理进行无损检测的变压器铜包铝绕组检测仪及检测方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种变压器铜包铝绕组检测仪，它包括一连接变压器绕组并对变压器绕组产生频率为50Hz~35kHz的正弦波信号的低频信号发生器，所述的低频信号发生器以及变压器绕组的引线端分别通过同一频率采样单元连接一信号处理单元，而在所述变压器绕组的引线端还连接有能够采集取样信号的电压电流采样单元；所述的信号处理单元进行信号整合以及计算后将各频率下的交流电阻斜率输出至连接的图像显示单元，同时信号处理单元根据采集的频率计算出各频率下纯铜的交流电阻斜率输出至连接图像显示单元。
一种利用所述的变压器铜包铝绕组检测仪进行检测方法，所述的检测方法是根据交流电流趋肤效应的原理进行的，即交流频率越高，电流的趋肤深度越浅，所测得的交流电阻就越大；
根据计算当交流频率达到50Hz时趋肤深度估计为10mm，250Hz时趋肤深度估计为5mm，15kHz时趋肤深度估计为0.5mm，35kHz时趋肤深度估计为0.353mm；
如知道导线直径，则由趋肤深度公式计算出其趋肤深度刚好变压器线圈截面的1/2时的最低检测频率；如未提供导线直径也可以根据交流电阻发生变化时的频率作为最低检测频率，然后逐步提高检测频率至35kHz，在此范围内均匀的取至少10个点的交流电阻，并取其斜率；
若导线为铜包铝，其斜率与单一铜或铝材料的斜率在图像显示单元中不能重合，斜率曲线中部会出现明显的拐点；从而有效的检测出导线是否为铜包铝线圈。
本发明具有结构组成合理，使用操作方便，利用交流电流趋肤效应的原理进行无损检测等特点。
附图说明
图1是本发明所述检测仪的结构组成框图。
图2是本发明所述的三种导线在不同趋肤深度下交流电阻斜率图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明所述的一种变压器铜包铝绕组检测仪，它包括一连接变压器绕组1并对变压器绕组产生频率为50Hz~35kHz的正弦波信号的低频信号发生器2，所述的低频信号发生器2以及变压器绕组1的引线端分别通过同一频率采样单元3连接一信号处理单元4，而在所述变压器绕组1的引线端还连接有能够采集取样信号的电压电流采样单元5；所述的信号处理单元4进行信号整合以及计算后将各频率下的交流电阻斜率输出至连接的图像显示单元6，同时信号处理单元4根据采集的频率计算出各频率下纯铜的交流电阻斜率输出至连接图像显示单元6。
图2所示，一种利用所述的变压器铜包铝绕组检测仪进行检测方法，所述的检测方法是根据交流电流趋肤效应的原理进行的，即交流频率越高，电流的趋肤深度越浅，所测得的交流电阻就越大；
根据计算当交流频率达到50Hz时趋肤深度估计为10mm，250Hz时趋肤深度估计为5mm，15kHz时趋肤深度估计为0.5mm，35kHz时趋肤深度估计为0.353mm；
如知道导线直径，则由趋肤深度公式计算出其趋肤深度刚好变压器线圈截面的1/2时的最低检测频率；如未提供导线直径也可以根据交流电阻发生变化时的频率作为最低检测频率，然后逐步提高检测频率至35kHz，在此范围内均匀的取至少10个点的交流电阻，并取其斜率；
若导线为铜包铝，其斜率与单一铜或铝材料的斜率在图像显示单元中不能重合，斜率曲线中部会出现明显的拐点；本发明最后由图像显示单元以图形的形式进行显示，根据图像显示单元显示的波形与标准纯铜的波形进行比对，可以非常明显的显示出绕组材料是否为铜包铝合成材料。
Claims (2)
1.一种变压器铜包铝绕组检测仪，它包括一连接变压器绕组并对变压器绕组产生频率为50Hz~35kHz的正弦波信号的低频信号发生器，其特征在于所述的低频信号发生器以及变压器绕组的引线端分别通过同一频率采样单元连接一信号处理单元，而在所述变压器绕组的引线端还连接有能够采集取样信号的电压电流采样单元；所述的信号处理单元进行信号整合以及计算后将各频率下的交流电阻斜率输出至连接的图像显示单元，同时信号处理单元根据采集的频率计算出各频率下纯铜的交流电阻斜率输出至连接图像显示单元。
2.一种利用权利要求1所述的变压器铜包铝绕组检测仪进行检测方法，其特征在于所述的检测方法是根据交流电流趋肤效应的原理进行的，即交流频率越高，电流的趋肤深度越浅，所测得的交流电阻就越大；
根据计算当交流频率达到50Hz时趋肤深度估计为10mm，250Hz时趋肤深度估计为5mm，15kHz时趋肤深度估计为0.5mm，35kHz时趋肤深度估计为0.353mm；
如知道导线直径，则由趋肤深度公式计算出其趋肤深度刚好变压器线圈截面的1/2时的最低检测频率；如未提供导线直径也可以根据交流电阻发生变化时的频率作为最低检测频率，然后逐步提高检测频率至35kHz，在此范围内均匀的取至少10个点的交流电阻，并取其斜率；
若导线为铜包铝，其斜率与单一铜或铝材料的斜率在图像显示单元中不能重合，斜率曲线中部会出现明显的拐点；从而有效的检测出导线是否为铜包铝线圈。
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