小型变压器生产过程中的故障分析

江晓玲

（龙岩学院 福建 龙岩 364012）

1.小型变压器工作原理

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电时，铁芯中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。 小型变压器内部结构图如图1 所示，它由骨架、线材、绝缘胶带、铁芯等组成。

图1 变压器内部结构图

线圈有两个或两个以上的绕组， 其中接电源的绕组叫初级绕组,其余的绕组叫次级绕组。 初级绕组各量用下标1 表示，次级绕组各量用下标2 表示。 初级绕组匝数为N1，次级绕组匝数为N2，结构示意图如图2 所示。

图2 变压器结构示意图

变压器的工作原理就是电磁感应，如有两组线圈，初级加交流电产生磁场，次级绕组在这个磁场作用下，产生感应电动势，接上负载就产生电流。 初级绕组与次级绕组匝数不等所以能够改变电压。 以单相双绕组变压器为例，当一侧绕组上加上电压时，流过电流，在铁芯中就产生交变磁通，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别产生感应电动势[1]。

理想状况下，原绕组加电压u1，产生电流i1，建立磁通Φ，沿铁芯闭合，分别在原副绕组中感应电动势e1和e2。

1．1 电压变换

当一次绕组两端加上交流电压u1时， 绕组中通过交流电流i1，在铁心中将产生既与一次绕组交链，又与二次绕组交链的主磁通Φ。

说明只要改变原、副绕组的匝数比,就能按要求改变电压。

1．2 电流变换

变压器在工作时， 二次电流I2 的大小主要取决于负载阻抗模|Z1|的大小，而一次电流I1 的大小则取决于I2 的大小。

2．小型变压器常见故障

2.1 外观不良

外观不良是通过观察变压器各项功能配件损坏情况，是否运转正常等，主要检查变压器本体、电气连接点等部位，检查项目主要有以下几种：

（1）常见外观不良有：套管是否清洁、有无破损、裂纹、放电痕迹等不良情况；端子焊锡有无短路、焊接口有无裂纹，接地是否良好；端子线头松动、端子松动；线材有无线伤、断线；铁芯绝缘是否不良；查看字样标志是否完好等。

解决方法：检查出有以上任何一种外观不良的变压器，应立即挑出放入不良品区，对其进行二次修正后，确认为合格品再流入测定工程站，防止不良流出。

（2）端子引出线断裂。

引出线端头断裂一般是因线头折弯次数过多、 或线头遇到猛拉、或焊接处焊剂残留过多、或引出线过细等原因造成。

解决方法：可掀开绝缘层，挑出线圈上的断头，焊上新的引出线，再重新包上绝缘就可以。

（3）尺寸不良。

测量绕组各部分尺寸应与设计要求相符，若该项不良，则会导致线圈无法与铁芯进行装配。

解决方法：将绕组拆除，重新进行绕线，保证尺寸合格。

2.2 电气特性不良

2.2.1 电感值L 不良

电感值是电感储存能量能力的指标，若该项不良，可以推断出变压器的铁芯或线圈存在问题。

解决方法:先对变压器进行外观检查，检查铁芯结合处有无缝隙，端子处有无焊锡短路等， 后测量各相绕组的直流电阻并一一进行比较，若差别较大则可判断为线圈出现故障，再用直流电压、直流电流表法测绝缘电阻判断铁芯是否不良，若损坏不大，则可在损坏处涂上漆。

2.2.2 漏感值Le 不良

漏感是电感能量损失的指标，若该项不良，可以推断变压器绕组的卷姿、圈数或绝缘的圈数等出现问题。

解决方法：将变压器进行拆除，对照图纸观查是否是绕组的卷姿、圈数或绝缘的圈数问题，再重新进行绕线组装浸漆。

2.2.3 品质因素Q 不良

品质因素是评价线圈效率的标量，若该项不良，也可以推断变压器的铁芯或线圈存在问题。

解决方法：可参照电感不良方法进行处理。

2.2.4 耐电压不良

耐电压表示线圈不同绕组间能承受的高电压，耐压不良有一次对二次耐压不良、一次二次对铁芯耐压不良和角位耐压不良等。 耐压不良是通过机台测试出的，一般可用7130 进行测试，当测得结果不在耐电压电气特性范围内，则可判断该变压器出现不良，如图3 所示。

图3 7130 机台测试图

解决方法：先外观确认变压器是否有外观上的不良，不良排除后再对其进行解析，在解析的过程中观察绝缘、线材、骨架等是否有问题，依照上述发生耐压不良情况，逐一进行确认，再针对不良原因进行分析，找出生产过程中是哪个工艺流程造成的，及时改正，避免不良发生。

3．小型变压器故障检测

先将变压器进行目视检查，把两个成品进行对照比较，顺时针翻转检查后再观察两侧有无外观上的不良，将不良产品挑出放入不良品区。 外观检查好的成品再进行通电测试，开路检查:用测试仪器测一次侧电流是否正常，二次侧电压是否正常及变压器变比是否正常，并记录相关数据以便查询；电感值和漏感值检查：在流水线最后一工程站，可用机台HP4263B 将不良的电感值和漏感值检测出；绝缘电阻检查：针对一、二次绕组之间，绕组与铁芯之间，绕组匝间三个地方进行绝缘检查。 通电测试主要是检测变压器的电气特性是否有不良，在检测过程中要认真把关，防止不良成品流出。

4.防止小型变压器生产不良措施

在生产过程中， 变压器不良现象相当部分是完全可以避免的，只要做好防护措施，就能将不良消除在萌芽状态中，这样可以大大地降低成品的不良率，提高企业的效益。 主要措施有：原材料入库检查，保证生产材料质量合格，仓库材料出入库遵循先进先出原则；生产车间温湿度要符合生产要求，避免变压器受潮，造成不良发生；在生产过程中要保证作业人员按照规范要求作业，确保变压器电气连接的紧固可靠；要认真做好测试机台日常的点检工作，防止不良成品检测不出，流入市场；严格按照包装要求，避免在运输过程中变压器翻倒造成不良。

5.结束语

综上，针对小型变压器生产中常见故障，特别是耐电压不良，我们需建立一个完善、良好的运行维护措施，通过对变压器常见故障的分析，将有利于在变压器正常维护过程中准确地判断故障原因，采取有效措施，以确保生产的变压器是合格品，提升其运行的质量和效率，减少材料的浪费，降低成本，提高企业经济效益。

［1］张植保.变压器原理与应用[M].北京:化学工业出版社，2007：38-42.

［2］郝岩.小型变压器故障分析[J].科技风，2010(07).

［3］许展豪.变压器的故障分析和处理[J].通讯世界，2015(13).

［4］曹姣赛.变压器次级故障诊断[J].科技情报开发与经济，2006(09).