变压器温升测试

二． 热平衡系数
为了进行变压器的热计算，先假设铁芯（磁芯）和线包之间绝热，两者之间无热交 换。铁耗、磁耗所产生的热量由铁芯（磁芯）所吸收及散发；铜耗则由线包吸收及散发。这 样得出的温升在次称为初始温升，分别用△τc′和△τm′来表示。
△τc′=Pc/αc.Fc
； △τm′=Pm/αm.Fm
上述式子中，Pc、Pm 分别为铁耗（磁耗）、铜耗（W），αc、αm 为铁芯（磁芯）以 及线包的散热系数（W/cm2.℃），Fc、Fm 为铁芯（磁芯）以及线包的散热表面积（cm2）。
布点：首先确定变压器的关键件（骨架、铁芯或磁芯、线包），布点个数（靠近线 包一侧骨架、靠近铁芯或磁芯一侧骨架、靠线包一侧铁芯或磁芯、靠铁芯或磁芯一侧线包）。
五． 选用测试仪器
我院目前采用的温升测试系统为 DR030 温度巡回测试仪和 DH18357 静态应变测试系 统；由于 DH18357 静态应变测试系统能显示温升曲线，能正确把握热平衡状态，故测量温升 时推荐使用 DH18357 静态应变测试系统。
整机类产品中变压器的温升及测试方法
江苏省电子信息产品质量监督检验研究院 史勇强
前言：变压器是用来传递电压及功率的一种元件，被广泛应用于家电、电子产品及信息 类产品中，因此对于变压器安全性能的考核变得尤为重要。这里所说的变压器温升测试是考 核变压器安全性能的一个方面，在整机类产品中，我们通常采用热电偶法测试变压器温升。
△ τm=(Pm+Pc)/ αm.Fm.(1+1.5β/k),其中β=Fc/Fm；
四． 变压器温升的布点
从上面的公式可知，当 k>1 时，线包中将有一部分热量传递给铁芯（磁芯），当 k<1 时，铁芯（磁芯）中将有一部分热量传递给线包，当 k=1 时，铁芯（磁芯）与线包之间无热 交换。
由于我们无法先知在一只在试变压器 k 值的大小，所以在进行温升测试布点时应考 虑铁芯（磁芯）与线包热交换的两个方向。
我们知道，铁芯（磁芯）的功率损耗 Pc 首先为铁芯（磁芯）所吸收而发热，使铁 芯（磁芯）温度升高；同样铜耗 Pm 使线包温度升高。因铁芯（磁芯）和线包紧靠在一起， 当两者有温差时，将产生热交换。如线包温度高于铁芯（磁芯），则有一部分热量从线包传 向铁芯（磁芯），铁芯（磁芯）将帮助线包散热，使线包温度下降。反之亦然。但是，由于 铁芯（磁芯）和线包之间的热交换是通过骨架来实现的，骨架的导热性能比较差，热量通过 时会有一部分温度降落。因此，在达到热平衡时，铁芯（磁芯）和线包之间仍然存在温差。
铁芯（磁芯）比线包的散热能力强，经测定αc=1.5αm,故
△ τc′/ △τm′=1.5Fc.Pm/Fm.Pc 称为热平衡系数 k。
k=△τm/△τc 下为热平衡系数曲线图。
热平衡系数 k 曲线图
三． 线包温升计算
我们知道当△τm′>△τc′时，线包中将有一部分热量传递铁芯（磁芯），
△ τm=（Pm-△Pm）/αm.Fm 计算得到:
42.9
44.4
44.9
53#（靠近线包一侧骨架） 30.4
43.7
45.2
45.3
56#(靠近引线脚骨架) 29.0
39.4
43.9
44.3
54#（靠铁芯一侧线包） 39.7
59.5
61.3
61.6
55#（铁芯中间线包表面） 37.9
57.4
59.5
59.8
58#（靠线包一侧铁芯） 34.3
44.7
47.8
48.0
59#（铁芯外表面）
30.1
43.9
46.4
46.6
环境温度
t1：15.9℃;
t2:16.3℃
从以上数据可以看出,52#、53#比 56#达到热平衡的时间要少些，温度要高些；同样 54#
和 55#、58#和 59#相比也是如此。 对以上结果的简要说明：由于使用变压器的整机产品种类繁多，所以上述结果有它的局
从以上数据可以看出,52#、53#比 56#达到热平衡的时间要少些，温度要高些；同样 54# 和 55#、58#和 59#相比也是如此。
B．PTS-1001 型 10 寸黑白监视器中的电源变压器为例，设备工作电压 242V,见表 2：
表2
温升测试点
1h （℃）
2h （℃）
3h （℃）
4h （℃）
52#（靠近铁芯骨架） 29.7
于变压器的热平衡系数的大小以及骨架的导热性能。 D． 在进行变压器温升测试时，要兼顾变压器所用线包与铁芯（磁芯）之间的热交
换方向，同时布点要尽量布与线包、骨架以及铁芯（磁芯）的接触面或接触面 边缘。
引用文献：1.GB8898-2001 音频、视频及类似设备 安全要求 2.《机电元件》 上海科学技术出版社出版
限性、片面性；其实在试验中我们不难发现，变压器达到热平衡的时间以及关键部件的温升 还跟设备的散热的空间有关，同时从热平衡系数曲线图可以看出，K 值的大小也将影响热平 衡的时间以及关键部件的温升。
七． 结束语
A． 变压器的温升是由铁耗(磁耗)以及铜耗产生的。 B． 变压器的温升取决于变压器所用关键件、散热空间、变压器自身的工作状态。 C． 在达到热平衡时，变压器所用关键件之间仍然存在温差，温差的大小主要取决
39.7
43.2
42.9
架)
54#（靠磁芯一侧线 38.7
52.5
53.3
53.3
包）
55#（磁芯中间线包 32.9
45.9
51.5
50.4
表面）
58#（靠线包一侧磁 31.8
48.9
49.6
49ห้องสมุดไป่ตู้8
芯）
59#（磁芯外表面） 30.5
42.9
48.4
48.2
环境温度
t1：15.1℃;
t2:15.3℃
六． 试验结果比对
A．以 HM29239 型寸黑白监视器中的开关电源变压器为例，设备工作电压 264V,见表 1：
表1
温升测试点
1h
2h
3h
4h
（℃）
（℃）
（℃）
（℃）
52# （ 靠 近 磁 芯 骨 29.7
43.8
44.1
44.0
架）
53#（靠近线包一侧 30.9
46.9
47.2
47.3
骨架）
56#(靠近引线脚骨 29.1
关键词：温升、热平衡系数、散热系数、功率损耗、导热性能、热交换。
一． 变压器的温升
变压器工作过程中的功率损耗所产生的热量一部分为铁芯（磁芯）及线包所吸收， 使铁芯（磁芯）及线包的温度升高；另一部分热量则通过变压器的表面以辐射、对流及传导 等方式散发到周围介质中，最终达到热平衡。
热平衡时，铁芯（磁芯）及线包的温度超出环境温度的量称为铁芯（磁芯）及线包 的温升。这里我分别用△τc 及△τm 来表示。