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电力配电变压器铜铝线圈材质如何检测
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电力配电变压器铜铝线圈材质如何检测
* 来源 : * 作者 : mfxmqh * 发表时间 : 2024-03-16 * 浏览 : 17

用铝线圈或铜包铝线圈代替铜线圈,是电力配电变压器设备招标、物资检测领域一个非常棘手的问题。

近些年,主要的设备采购方都会通报几批不良供应商,却依旧没有有效杜绝这类问题的发生。

究其原因,一是超额的利润,二是没有方便有效的检测手段,致使这种欺诈行为很难被发现。

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说来检测也很容易,拆开变压器线圈就一目了然了。有没有既实用又有效的方法检测呢?


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基于电阻率温度特性的检测方法


金属材料的电阻值随着温度上升而升高,工程上常用的铜铝两种材质电阻值随温度变化折算的公式见下表。


铜材质

R2=R1(235+T2)/(235+T1)

铝材质

R2=R1(225+T2)/(225+T1)

假设铜线圈和线圈配电变压器绕组直阻,0摄氏度时均为20毫欧。其电阻值与温度换算曲线如下图所示,图中横坐标为温度,纵坐标为电阻值。


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图中可见,随着温度的升高,铜线圈和铝线圈绕组电阻值有明显的的偏差。鉴别实验中,将需要测试的配电变压器置于恒温箱中,当整个变压器达到热平衡后进行直阻测试。根据电阻温度曲线的不同,即可辨别出绕组材质的不同。


基于集肤效应的检测方法


集肤效应是指,当导体中有交流电或者交变电磁场时,导体内部的电流分布不均匀,电流集中在导体的“皮肤”部分,也就是说电流集中在导体外表的薄层,越靠近导体表面,电流密度越大,导体内部实际上电流较小。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。


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基于这种原理,可以对变压器绕组施加工频到几十kHz的正弦波信号,并测量在不同频率点的电阻。根据网络数据,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。如果是铜包铝线圈,其频率电阻曲线会与纯铜或纯铝线圈的曲线明显不同,下图为示意图(图片来自网络),从而能够有效甄别。


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第一种方法对于纯铝线圈的鉴别比较适用,而对于铜包铝线圈,第二种方法则更加有效。