1试验前准备
(1)试验仪器:带电绕组温升检测仪(型号RDC2012)、交流电子负载(型号3250)、变压器感应耐压检测机(型号AN96803)、数显游标卡尺(型号0~150 mm)及交流变频电源(型号6210)。
(2)试验环境:环境温度25 ℃。
(3)被测设备:需企业提供网电源变压器的结构图、电气图和电气参数,其中电气参数包括输入端的电压值、输出的电压值、输入端或输出端的熔断器的相关参数及输出端 各个次级的额定电流值,并需明确变压器绝缘材料的等级。
(4)其他准备:依据变压器的次级数量、过温保护装置是否能够恢复来确定试验次数,在试验前将被测设备在环境实验室放置1h。
2试验方法
(1)短路
将交流变频电源(为被测设备供电)、带电绕组温升检测仪(测量温升)、被测设备连接。在短路试验中不用交流电子负载,交流变频电源分别设置成输出电压为被测设备供电电压的 90%、110%,如设备初级供电电压为 220V时,交流变频电源分别设置为198、242V。带电绕组温升检测仪连接,其电源入(ACINPUT)与交流变频电源的电源输出端相连,测量端(MEAS)用夹子线夹住样机的输入端口,注意在进入热态电阻测量时先按面板上的热态键即“hot”键,使设备处于热态测量状态,再将检测电源即开关K合上,也就是交流变频电源的检测电源输出。带电绕组温升检测仪检测时, 轮流短路每一个次级绕组,除初级绕组外的其他各绕组均按正常使用加载。试验判定标准:在超出最高温度之前,次级绕组的保护装置应动作或在热稳态下,初级保护装置未动作时应不超过最高温度。
(2)过载
网电源变压器在规定的额定参数范围内进行工作,将交流变频电源、带电绕组温升检测仪、被测设备、交流电 子负载连接。交流变频电源分别设置成输出 电压为被测设备供电电压的 90%、110%,如设备初级供电电压为 220V时,交流变频电源输出电压分别设置为 198、242V。带电绕组温升检测仪连接,其电源输入 (ACINPUT)与交流变频电源的电源输出端相连,测量端(MEAS)与被测变压器的初级相连。注意在进入热态电阻测量时先按热态键即“hot”键,再将检测电源即开关K合上。通过交流电子负载与被测变压器的次级相连,轮流对每一绕组或抽头段进行过载试验,去掉变压器的熔断装置,通过交流电子负载的设置使该路径的电流值符合,其他绕组或抽头段通过交流电子负载的其他模块单元正常加载。试验判定标准:被测设备工作达到热稳态,其温度不高于规定的限值,在最高温度被超出之前,保护装置应动作或在热稳态下,初级保护装置未动作时应不超过最高温度。 此外,对于部分变压器的过热防护措施设计在外侧的情况应考虑其他部件不工作时其仍能起到防热的作用。
(3)电介质强度
网电源变压器初级绕组和其他绕组、屏蔽及铁芯之间的电气绝缘,若在组装的设备中已按GB9706.1-2007中第 20章规定进行过电介质强度试验,则不应重复该试验。 网电源变压器初级和次级绕组的匝间和层间绝缘的电介 质强度, 应在潮湿预处理后,通过下列试验:对于变压器输入端的额定电压小于500V,耐压试验电压要给到其电压的5倍,对于变压器的试验频率要给到其频率的5倍,如对于供电电压220V、频率50Hz的变压器,试验电压应为1100V,试验频率应为250Hz[3]。试验判定标准:试验时,任何绝缘部分不应发 生闪络或击穿;试验后,不应有可觉察到的变压器损坏现 象;当试验电压暂时降低到比基准电压(U)高的较低值时,如果在变压器的电介质强度试验过程中出现了不明显的放电又立即消失的现象,可判定为通过试验。
3结构
(1)级间隔离
对于初级绕组与对应用部分或未保护接地的可接触金 属部分有导电连接的次级绕组之间的隔离,应通过下列方 式来实现:绕在分开的绕线管筒或是绕在线圈架上;绕在同一个线管筒或线圈架上,线圈之间应该用无孔隙的绝缘 层隔开;同心地绕在同一个绕线管筒或线圈架上,线圈之间应该用无孔隙的、厚度不低于0.13mm的保护铜来进行屏蔽;有些变压器的结构是初级线圈和次级线圈是都缠在了一个绕芯,则对于这种结构初级线圈和次级线圈之间应该采取绝缘措施分离开,对此项目,需要将变压器的线圈解剖开,来检查验证。
4 其他结构项目
(1)端部线匝的固定要求为,应有防止端部线匝移动到绕组间绝缘之外的措施。
(2)屏蔽层的绝缘:若保护接地屏蔽只有一匝,则其应有不小于3mm长的绝缘重叠,屏蔽的宽度应至少等于初(3)初级和次级绕组之间的绝缘:初级和次级绕组之间绝缘应是总厚度至少为1mm 的绝缘层或总厚度至少不低于0.3mm 的两层绝缘或三层绝缘,因此,必须通过耐高压试验来验证每层之间的绝缘是否满足以上要求。级绕组的轴向长度。
(4)爬电距离:用游标卡尺或钢直尺测量样品的输入端和输出端之间的爬电距离,其限值是GB 9706.1-2007 中的 57.10 条款表16A-e的要求,因大部分变压器的表面为浸漆,所以爬电距离测量时可以认为浸漆的部分为1 mm 的长度。
(5)环形铁芯变压器引线: 环形铁芯变压器内部绕组的导线引出线,应有两层符合双重绝缘要求的总厚度至少为0.3mm 的套管,并伸出绕组外至少 20mm。
5试验中的典型问题
在上述试验中,过热项目是变压器检测不合格概率最高的项目,影响变压器过热检测项目不合规格的一个重要 因素是过热保护装置的安装位置。在短路和过载状态下, 变压器温度会升高,当变压器的温度高于热保护装置的允 许值时,热保护装置会动作,断开电路,从而起到保护的作用,但是部分变压器在进行短路和过载试验时,其温度超过表 1 所规定的温度限值后,热保护装置仍然有动作,即没有断开电路。造成以上现象的一个重要原因是热保护装置的安装位置不合理。热保护装置安装在变压器绕组的外层会造成变压器内部温度已经超过热保护装置的额定温度,但是热保护装置所在位置并未达到额定温度,这就造成了热保护装置未动作致使变压器温度过高,过热项目不合格的情况。因此,应合理考虑变压器热保护装置的安装位置,规范做法是应将保护装置安装在绕组的内层。
结语:医用电气设备网电源变压器的检测项目较多,检测方法复杂,因此本文对医用电气设备网电源变压器检测项目试验方法进行了详细地论述,为医用电气设备,尤其是对具有网电源变压器的医用电气设备的监管、检测提供了有效的依据,提高了对网电源变压器检测试验的效率。
参考文献:
[1]耿燕,杜胜利,王月英.医用电气设备网电源变压器的检测方法[J].医疗装备,2020,34(19):56-57+60.
[2]徐恒,许锋.GB 9706.1—2020修订要点解读及对医用电气设备管理的启示[J].医疗卫生装备,2020,42(07):69-72.