特变电工股份有限公司新疆变压器厂 新疆昌吉 831100
摘要：文章针对电阻法测试绕组温升的方法进行探讨。确定影响其不确定度的因素，其不确定度来自冷态电阻、热态电阻、试验开始时环境温度和试验结束时环境温度，由A类和B类不确定度合成。重点分析了拟合曲线对绕组温升测试结果值评判的影响。
关键词：电阻法；绕组；温升；不确定度；拟合曲线
引言
变压器绕组温升测试是家用电器、电动工具、电子信息产品等含变压器部件的一项重要的安全测试。该项测试决定了相关电器产品或其零部件的发热是否满足相应的标准要求。该项目可用于评估电器产品元器件和绝缘材料的质量，有效保障电器安全，从而防止火灾的蔓延。绕组是变压器中实现电压转换的关键部件。变压器绕组的铁损和铜损共同导致变压器的温升。当电流通过绕组，由电阻引起的功率损耗，称为铜损。铁心在交变磁场中产生涡流从而引起的功率损耗，称为铁损。不管是铜损还是铁损，均会以热量的形式散发出去，从而导致绕组的发热。若绕组温度过高，绝缘材料将会快速发生老化，导致绝缘性能失效，引起严重的安全事故。有多种方法可用于绕组温升的测试，如：热电偶法、电阻法、在线绕组温升测试仪等。电阻法不像热电偶法局限于样品表面的温度测试，比在线绕组温升测试仪更利于自主设计，能够精确测试绕组内部的温升，因而作为标准方法被列入多项国家标准中。本文探讨了电阻法测试绕组温升的方法，确定影响其不确定度的因素，重点分析了拟合曲线对绕组温升测试结果值评判的影响。
1测试概况
电气安全测试中的温升测试比较常见。由于其绕组特性，变压器在运行过程中温度很高，影响变压器的安全。测量绕组的温升通常是热电偶方法和电阻方法。嵌入式热电偶比较复杂，某一点的温度不能代表整个绕组的高度。因此，该标准规定，除非绕组不平整或难以进行必要的连接，否则只能采用热电偶方法，一般采用电阻法测量绕组的直流电阻，然后将其转换为温升。
绕组温升的原理是：铜，铝等金属，由于其电阻随温度变化，会有特定的规律性变化。在实验之前，样品和环境需要进行预处理，以使它们都达到热平衡状态。根据电阻法公式，有必要测量试验开始时的电阻，室温，试验结束时室温下的电阻，并确定k的值。由于在关闭电源的瞬间测量结束时测量电阻是不可能的，因此在开关关闭之后，需要以很短的间隔测量多次电阻值，并使用反转矩来拟合曲线或绘图等，以确定在开关断开时的热量。国家阻力值。
由于电阻温升试验可以在样品处理，检测方法和环境控制能力等几个方面测量实验室的能力，因此常用于跨实验室能力验证比较。而且由于不同的实验室在测试技术，样品制备和实施过程，甚至一些偶然因素等方面都会影响测试结果，一些能力测试组织者需要提供测试结果并且还需要提供不确定性。和不确定性要求。
2变压器绕组温升要求
根据GB/T19212.1-2016《电力变压器、电源、电抗器和类似产品的安全第1部分：通用要求和试验》，包括变压器绕组在内的零部件正常使用时温度存在限值。绕组正常使用时的最高温度值见表1。
表1 绕组正常使用时的最高温度值
5拟合曲线对测试的影响
温升试验中，零秒电阻值的准确判定是绕组温升测试过程中的关键因素，直接关系到温升测试的准确度。因零秒的热态电阻无法直接用仪表进行测量，比较科学的是使用拟合曲线法求得。温升测试使用的误差较小的拟合曲线有线性、指数型、多项式型。温升测试断电后，采集10组左右电阻数据，一个电阻值对应一个时间值，X轴取时间值，Y轴为电阻值，进行曲线绘制，使用拟合曲线求得零秒时的电阻值。下面以一组实际测试数据为例，分析不同曲线拟合对零秒电阻值的影响（见表2）。
使用指数、线性、二项式等不同的拟合方式进行曲线拟合，求得零秒的电阻值。拟合曲线图如图1所示。
图1 零秒电阻曲线拟合图
从上图的拟合曲线可知，二项式拟合效果明显优于指数拟合和线性拟合，R平方值可达0.999。使用不同级数的二项式拟合，差异很小，图中三级二项式和二级二项式的误差值约为0.07%。以二项式拟合值为标准值，指数拟合、线性拟合与之误差约为0.2%。由此可见，不同的拟合曲线对零秒电阻的判定存在一定影响。
结语
本文探讨了电阻法测试绕组温升的方法。确定影响其不确定度的因素，其不确定度来自冷态电阻、热态电阻、试验开始时环境温度和试验结束时环境温度，由A类和B类不确定度合成。重点分析了拟合曲线对绕组温升测试结果值评判的影响，二项式拟合方式存在明显的优势。
参考文献
[1]余元骏，周平，陈海燕.简析电阻法测量变压器绕组温升[J].电子科技，2013（6）.
[2]许昌，金荣泰.带电绕组温升测试仪的设计[J].自动化仪表，2002（7）.
[3]GB/T19212.1-2016变压器、电抗器、电源装置及其组合的安全第1部分：通用要求和试验[S].
[4]王贵虎.基于不确定度分析对电阻法测量温升的研究[J].可靠性分析与研究，2006（7）.
[5]牛香玉，刘嘉，朱玮.绕组温升检测及影响检测结果原因分析[J].计量技术，2016（7）.
论文作者:张平文
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/3
标签：绕组论文; 电阻论文; 测试论文; 曲线论文; 变压器论文; 不确定论文; 测量论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;