摘要：随着电力事业的发展，变压器产品的生产和用途也越来越广泛。越来越多变压器在贮藏、运输和使用过程中遇到环境复杂、严酷的情况。对于使用在寒冷地区的变压器，很容易因为贮藏、运输温度过低，通电使用时瞬间线圈发热膨胀而导致变压器损坏。而气候试验，正是对变压器这方面进行的严格考核的特殊试验。因此本文以2022年10月实施的GB/T 1094.11-2022中新增的C3级试验等级为例，从试验方法、试验重点和试验中出现问题的解决方法三个方面对气候试验进行研究与分析，希望可以对相关的检测工作者提供有效的参考价值和建议。 关键词：干式变压器、气候试验方法
1气候试验的概述
气候试验，也称为热冲击试验。就是模拟干式变压器在寒冷环境下，施加更为严格的2倍的额定电流使其发热，验证干式变压器的绕组会不会因为发热而导致开裂或者影响变压器整体的绝缘性能，确保变压器在寒冷的恶劣环境下，能正常使用。是衡量用于寒冷地区的干 式变压器质量的重要因素之一。GB/T 1094.11-2022中气候试验有三种试验方法，一为直流电源试验法，二为交流电源试验法，三为另一种交流电源试验法。本次试验使用直流电源试验法。那么，针对气候试验基本特点，详细阐述如下：一是，绕组温度层面呈现升高快特点。2倍电流热的冲击试验实施过程，绕组温度持续提升速度快，2h~3h内便可达到所规定相应温度值；二是，不同绕组之间温度差相对较大特点。2倍电流现场调试及热冲击相关试验当中，因绕组电阻、散热条件、材料及其质量等存在差异性，不同绕组可能会呈大温度差现象；三是，热冲击时候外部表现存在差异性特点。绕组温度持续升高之下，可能样品散发刺激性的气体。针对以上三点，生产方在生产产品的过程中往往需考虑防止导电体与绝缘体有变形、脱落、开裂各种情况出现，充分考虑到因绕组绕制不同方式所致绕组局部产生过热现象，且确保绝缘材料总体环保性。 2气候试验的方法
镀铬工艺
本次气候试验以一台容量为100kVA的三相铝绕组干式隔离变压器为试验样品，样品的额定电压为690/400V，额定电流为84/143A，额定频率为50Hz，联结组别为Dyn11，绝缘系统耐热等级为180级（H）。试验用到的设备：1.直流电阻测试仪、2.步入式高低温湿热试验室（后文简称试验室）、3.数据采集仪、4.直流电源2台、5.功率分析仪、6.电流互感器。
喷粉流水线
试验分3个阶段：
全自动探针台1、贮藏试验阶段：将样品串联一二次侧串联（串联后一次侧额定电流为48.5A），放置在高低温试验室内，并使用数据采集仪在样品线圈和四周布置温度测量点，并测得一次侧冷态电阻为0.2892Ω、二次侧冷态电阻为0.02972Ω。然后，在8小时内，逐渐将试验室的温度降至贮藏环境温度(SAT)-40℃，保持16小时，接着在4小时内逐渐将试验室的温度升高至通电环境温度(EAT)-25℃，保持22小时。
彩铃加加2、通电热冲击阶段：贮藏试验阶段结束后，停止试验室工作。对样品一二次侧同时施加2倍额定电流进行热冲击试验，直到绕组平均温度达到样品绕组平均温升限值加上40℃，即为165℃。实际施加电流为一次侧98.52A、二次侧286.6A，通过JB/T 501-2021中4.14.3.3的公式37计算得出，165℃下一次侧热态电阻为0.4508Ω、二次侧热态电阻为0.02969Ω，因此通过伏安法得出，165℃时一次侧得电压为44.41V，二次侧为8.493V。最终试验结束时一次侧监测电压为44.44V、二次侧为8.517V。计算得出一次侧的绕组平均温度为165.3℃，二次侧的绕组平均温度为165.3℃。
3、绝缘例行试验阶段：热冲击试验后，使样品在试验室内静置12小时，样品平均温度恢
复至24.8℃，进行外施耐压试验、感应耐压试验、局部放电测量。绝缘例行试验合格后观察样品，绕组无裂缝或开裂即为试验通过。
3气候试验的重点
1.进行冷态电阻测量时，必须在高低温试验室内静置足够长的时间使样品实际绕组温度和高低温试验室环境温度接近一致，方可进行测量，建议最少6个小时。如果运输过程或者样品在室外放置时被太阳暴晒，则需延长此静置时间。测量时可以通过直流电阻测试仪的测量和施加低电流的伏安法测量进行比对，进一步确认冷态电阻。如果测量冷态电阻时对应的绕组温度出现偏差，会导致计算最终目标温度时的热态电阻不准确，影响试验结果。
mao sugiyama2.金属化膜贮藏环境温度（SAT）和通电环境温度（EAT）的持续时间是“至少”12小时，目的是让样品的平均温度达到稳定状态。可以通过提前布置的样品上的温度测量点，加上足够长的持续时间去确定。
3.热冲击试验结束后，必须静置足够长的时间使样品恢复至25±10℃方可进入下一个阶段。如果试验地点的环境温度达不到此要求，则可以通过设置试验室的温度从而使样品达到此温度。
4气候试验过程中遇到的问题
在本次试验中，发现了一个问题。对于直流电源法。一次侧、二次侧两个绕组热冲击试验时绕组温度上升的速度是不一致的。一次侧在通电2小时27分钟的时候，已经达到165.3℃。此时，二次侧的测量电压为7.993V，对应的绕组平均温度为141.3℃。停止一次侧电源供电后，发现二次侧的温度趋向稳定。通过与英国ASTA认证的检测工程师讨论，得出解决方法有三个：
1.由于标准没有实际意义上对于“两个绕组”都要达到165℃的明确规定，可以理解为一个绕组达到了165℃，另一个没达到反而稳定了，则认为试验结束。但是由于没有明确规定，各个人的理解不一样，此方法得出的试验结果会存在争议。因此不建议使用此方法。
2.经委托方同意，可以不管温度高的绕组，直到温度较低的绕组达到165℃。此方法对于样品的考核非常苛刻，由于制造工艺等因素的影响，可能会导致温度较高的绕组达到一个非常高的温度。标准对于直流电源法无明确要求是否允许过热，如果由此引起的绕组开裂，是否判定为不合格，此为一个争议点。如果制造方考虑到这个因素去生产样品，会导致制造方的制造成本加高，因此也不建议使用此方法。
3.通过观察电压的变化，调节温度已经达到165℃绕组的电流，使该绕组在不超过165℃的情况下，持续发热，从而使较低温度的绕组继续升温，最终达到165℃。本次试验使用的即为此方法。此方法则需要耗费一定的时间，去通过不停的调节电流和计算温度，但对于此问题仍为最优解决方案。
5总结
综上所述，气候试验，其往往有着绕组温度层面呈现升高快、高低压的绕组之间温度差相对较大、热冲击时候外部表现存在差异性等特点，为确保高效落实针对干式变压器的气候试验，则应当以充分把握其各层面特点为基础，严格依照着现行各项标准及要求等，规范化实施贮藏试验、通电热冲击、绝缘例行试验等操作，并且，应当充分把握各试验操作各项重点，对气候试验实操过程当中的各种问题均予以高度重视起来，结合具体情况予以有效把控及处理，便于达到对干式变压器高效化实施气候试验操作的目的，获取更具精准可靠性的试验结果。可以说，气候试验能够为使用于寒冷地区的干式变压器的一个重要的试验。试验结果可以为该地区的购买方提供重要的质量保证。
参考文献：
[1]GB/T 1094.11-2022《电力变压器第11部分：干式变压器》
[2]JB/T 501-2021《电力变压器试验导则》
[3]张元海,段佩怡,张栓柱.干式变压器热平衡温度影响因素的实验研究[J].机电工程技术,2022,051(008):74～77.
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