变压器换位导线股间短路点的查找与排除

随着变压器向体积小、质量轻、容量大的方向发展，变压器线圈越来越多地使用换位导线和组合导线。

换位导线以绝缘强度高，绝缘厚度薄的特点起到缩小铁窗尺寸，减轻变压器质量，降低涡流损耗的作用。但在变压器的制造过程中，经常发现换位导线和组合导线有股间短路现象。因为股间短路会造成变压器在运行时的质量隐患，所以在生产时一旦发现有股间短路现象，必须将短路点查找出来并且排除掉。如何合理地选择故障测试设备和方法，准确、快速地查找股间短路点，缩短变压器制造周期，成为变压器制造业人员非常关心的问题。

1原因分析造成绕组的股间短路原因可归结为材质和施工操作等。现从以下几点进行具体分析。

导线材质不好。扁铜线存在尖角和毛刺，经绕制时的弯折和加压整形，导线的线绝缘被刺破而发生股间短路。

换位导线（组合导线）技术不过关。如在单股线上漆膜有破损，易形成股间短路。

由于施工不当，造成线绝缘损坏。例如在绕组绕制过程中，换位弯折不当使线绝缘损伤，在对绕组加压整形时，次压紧力过大使导线匝绝缘受伤。

导线接头焊接质量不好。例如接头没锉平，有尖角刺破线绝缘。

2短路点的查找方法2.1出头弯折处短路点的确定换位导线和组合导线在出头弯折处较易出现短路现象。所以，当发现线圈有股间短路现象后，在检查时，应首先检查出头弯折处有无短路点。一般用500V兆欧表的两接头与短路的两根导线的一端连接（如的A，B端），另一端（C，D端）必须分开，不能相接触。

抓住引线摇动出头弯折处或用木锤轻敲出头弯折处，同时观察500V兆欧表的指针有无变化，以此来判断出头弯折处是否有短路点。如果在摇动或敲打出头弯折处的过程中兆欧表的指针有大幅度摆动，则说明出头弯折处有短路点。

2.2非出头弯折处股间短路点的确定如果短路点不在出头弯折处而在线圈线匝上，处理起来就比较麻烦，查找短路点也比较困难，一般可使用以下几种方法。

2.2.1电桥测电阻法用500V兆欧表测量短路的电阻很低，几乎为零，则可用电桥法测得短路点。如所示，短路点F电阻值，所以要由这几个值求出短路点的位置。导线的电阻与导线长度成正比，所以要知道短路点F在导线AC之间的哪一位置，只需求得R.与导线AC的电阻R的比值即可求得其长度比。设短路点的电阻为Rf，则由以上三式可推出：由此可推出：阻值，然后将数值代入公式（5）中，即可算出从A点到F点的匝数。从而大致确定出短路点的位置。

去年我厂有1台SS9改型机车主变压器内牵引线圈在制造过程中发现有两根导线之间存在股间短路现象。该线圈平均直径为！375mm，共有30匝，线规为（2.12×6.31）9/12.5×13.65.用QJ-23型电桥测量得到如下数据：Ra*注意回路中电流表的读数，电流值不得超过换位导线内每根导线的额定电流，一般取每根导线额定电流值的一半即可。通电一段时间（一般为20~30min）后，关掉电源，将A，B两端接地放电，然后用手摸导线的表面，F点（短路点）之前的导线因有大电流通过，温度会比F点之后的温度高（短路点的温度高），这样也可大致判断短路点的位置。如有条件，可使用红外点温，根据导线红外辐射强度的分布可确定其表面温差并进而判断短路点的位置。这种方法具有局限性，只适合于短路点在整个线圈的表面，如有其他的线圈层覆盖住此线圈则很难测到导线的温度。使用这种方法要注意：用手触摸导线前一定要将短路的两根导线接地放电，否则会有危险。

2.2.3电感负载串联法以上两种方法都是针对于短路点电阻很小的情况。由于某种原因，并联导线间存在“半短路”状态，短路电阻很大（几百欧以上），这样由电桥法是无法测量和计算的，只能用电感负载串联法进行。方法如下：用8kVA碰焊机，将调电压的插头拆开，然后将成半短路状态的两根导线串进去，将二次线圈输出端子用一根截面较大的导线短接（见）。按动碰焊机启动开关，反复给电、停电，利用碰焊机一次线圈感应较大的感应电流能量，将半短路点击穿，并使短路点处发热冒烟。发热冒烟处就是我们要确定的短路点。

2.2.4采用电缆故障测试技术借助电力电缆故障测试技术来查找线圈股间短路点，一般采用电缆探测。电缆探测根据原理分有许多种，如低压脉冲反射法、声磁同步法、音频感应法等。

1970年以前，通常采用电桥法及低压脉冲反射法测试电力电缆故障，两者对低阻故障很准确，但对高阻故障不适用。其后出现了直流闪测法和冲击闪测法，分别测试间歇故障及高阻故障，两者均可分为电流和电压闪测法。电压法可测率高，波形清晰易判，盲区比直流法少一倍，但接线复杂，分压过大时对人及器有危险；电流法则相反。目前这两种方法是国产高阻故障测试仪的主流方法，基本上解决了电缆高阻故障测试问题。

但仪器有盲区，且波形有时不够明显，需人为判断，仪器误差相对较大。

1990年，国外发明二次脉冲法，即结合高压发生器冲击闪络技术，在故障点起弧的瞬间通过内部装置触发发射一低压脉冲，此脉冲在故障点闪络处（电弧的电阻很低）发生短路反射，并记忆在仪器中，电弧熄灭后，复发一测量脉冲通过故障处直达电缆末端并发生开路反射，比较两次低压脉冲波形可非常容易地判断故障点（短路点）位置。这是目前先进的基础测试法，这种方法判断精度可达0.4（。

目前国内一般采用音频感应法测故障（短路）点。

音频感应法用于电阻小于10！的低阻故障定点。其原理如下：向两短路的线芯施加音频电流，用电感探头接收信号，并将其送入接收机进行放大，再用耳机或指示仪表鉴别信号的变化。沿电缆线路，直至测到信号的后一个峰值的突发终端处，即可判断出短路点所在的位置。其具体方法如下：将音频信号发生器（路径仪）的输出端接在被测电缆（导线）的两故障相上（即中的A，B两端），音频电流从一芯通过短路点传到另一线芯，并回到音频信号源，然后用接收线圈（探棒），采用音峰法沿被测导线的路径，接收音频信号电流的电磁波信号，根据耳机中音量的高低（或指示仪指针偏转角的大小）来确定短路点的位置。音频电流沿导线一芯通过故障点，并经过另一线芯回到音频信号源时，沿途各点的电磁效应由于音频电流“来”和“去”的方向相反而趋于抵消，在短路点由于短路电流的磁通相同不能抵消，所以接收到的信号大。后，测得的信号大值处即为短路点。过了短路点（1.5m）由于导线中只有杂散电流而无音频信号电流，所以接收到的信号几乎为零，且振幅不变。

采用电缆探测仪器有两种弊端：一是成本比较昂贵，目前我厂尚未购买这种仪器，只是借助导线供货商的售后服务使用过几次，效果还比较明显；二是有些电缆探测仪使用起来有条件限制，例如导线必须是直的才能准确判断，使用时必须把变压器绕组从撑模上退下来，将导线弄直。这就需要借助于其他方法（如电桥测电阻法）来初步判断短路点的大致位置，然后将短路点距线圈出头近的一端导线从撑模上退下来弄直，再用探测仪沿直导线探测方可准确地找到短路点。

3短路点的排除方法若短路点在出头部位，用拉紧布带把正常线段绑紧，打开出头，用肉眼寻找短路点，并用聚酰亚胺薄膜或Nome/纸将其绝缘补包好。若短路点在线段内部，则需从短路点距出头较短的一端将线匝退下来，用空线盘将退下来的导线卷好，退到短路点时用拉紧布带将正常线段绑紧，然后拆开导线外的绝缘纸，用聚酰亚胺薄膜或Nome/纸将短路点包扎好，然后将退下来的线匝重新绕到撑架上。如短路点有毛刺则需先用锉刀或砂纸将毛刺磨平后再包扎绝缘。如果是用电感负载串联法查找到短路点，则短路点附近的绝缘会被烧焦，必须先去除炭化的绝缘层再进行绝缘包扎。包扎好绝缘后用500V兆欧表测量，看此两根导线是否仍短路，如仍短路则说明有多点短路，需继续查找短路点并包扎好绝缘，如导线不再短路则处理完毕。

4结束语以上介绍的几种短路点查找方法在生产中都实用可行，能有效地查找到短路点。但是线圈的股间短路点有各种不同的情况，而且线圈本身的结构也不一样，所以在使用时要根据实际情况选择方便的一种方法。

有时候线圈结构复杂，可以几种方法一起使用，以便更准确地找到短路点并加以排除。