变压器温升测量方法的深度剖析与比较
在各类电气设备的运行体系中，变压器无疑是至关重要的安全部件。它宛如设备的“心脏”，稳定运行对于整个系统的安全性和可靠性起着决定性作用。当设备处于正常工作状态或者局部出现故障时，变压器的温升情况就成为了一个关键的监测指标。一旦变压器的温升过高，超过了其材料件，如骨架、线包、漆层等所能承受的温度极限，就极有可能导致变压器的绝缘性能失效。而绝缘失效所引发的后果不堪设想，轻则可能造成触电危险，对操作人员的生命安全构成威胁；重则可能引发着火危险，给设备乃至整个场所带来灾难性的损失。因此，对设备中变压器的温升进行精准测量，就显得尤为必要。
目前，在测量变压器温升时，主要采用两种方法，分别是热电偶法和电阻法。接下来，我们将对这两种方法进行详细的阐述。
热电偶法
热电偶法是一种较为常用的测量变压器温升的方法。当前，可借助 DR030 数字温度巡回检测仪来完成这一测量工作。在进行测试时，需要将热电偶丝准确地固定在变压器的被测部位。具体的固定方式有两种，一种是使用胶布粘贴，这种方法操作相对简单，但可能存在粘贴不牢固的问题；另一种是采用涂料（氧化铝 + 溶剂）粘贴，这种方式能够使热电偶丝更紧密地贴合在被测部位，提高测量的准确性。贴好热电偶丝后，给受试变压器加上负载，并接通电源。此时，需要耐心等待，直到变压器达到热稳定状态，或者等待 4 小时后，再对其温升进行测量。这是因为在这段时间内，变压器的温度变化逐渐趋于稳定，测量得到的数据能够更准确地反映其实际温升情况。
电阻法
电阻法的测量过程相对更为复杂一些。首先，在给变压器加负载并接通电源之前，需要使用专业的测量仪器准确测量变压器的冷态电阻 R1。这一步骤至关重要，因为冷态电阻是后续计算温升的基础数据。然后，给变压器加上负载并接通电源，同样等待 4 小时或者直到变压器达到热稳定状态后，迅速断开电源。这里的“迅速”非常关键，因为一旦断开电源，变压器的温度会逐渐下降，为了尽可能准确地测量热态电阻，必须在断开电源后立即进行测量，得到变压器各线包的热态电阻 R2。最后，通过以下公式来计算变压器的温升：
Δt = (R2 - R1) / R1 × (234.5 + t1) - (t2 - t1)
其中，R1 表示试验开始时的阻值（单位：Ω），R2 表示试验结束时的阻值（单位：Ω），t1 表示试验开始时的室温（单位：℃），t2 表示试验结束时的室温（单位：℃）。
从上述两种测试方法中，我们可以清晰地发现它们的测量侧重点有所不同。热电偶法测量的是变压器线包外层的温升，而电阻法测得的是变压器线包的平均温升。在相关的国家标准中，GB4943 规定测量变压器的线包温升允许采用热电偶法，但需要将测得的结果增加 10℃；GB8898 则要求使用电阻法来测量变压器线包的温升。为了深入了解这两种方法的差异，同时探究在测量变压器温升时，测量变压器初级线包还是次级线包更能准确反映变压器温升的实际情况，我们对两种不同结构的电源变压器，即王字形骨架和抽屉式骨架的变压器，进行了温升试验，并根据测量结果进行了详细的比对。
试验结果及分析
|骨架类型|样品编号|电阻法（初级）|电阻法（次级）|热电偶法（初级）|热电偶法（次级）|备注|
|王字形骨架|1#|试前 2.02 kΩ，试后 2.17 kΩ，温升 17.8℃|试前 6.40 Ω，试后 6.74 Ω，温升 13.1℃|16.5℃|14.4℃|1#样品试前、试后温度分别为 t1 = 16.8℃，t2 = 18.1℃；试验时间 2h|
|王字形骨架|2#|试前 2.12 kΩ，试后 2.27 kΩ，温升 16.9℃|试前 6.51 Ω，试后 6.88 Ω，温升 14.1℃|17.6℃|15.1℃|2#样品试前、试后温度分别为 t1 = 18.1℃，t2 = 18.4℃；试验时间 2h|
|王字形骨架|3#|试前 2.07 kΩ，试后 2.21 kΩ，温升 18.0℃|试前 6.53 Ω，试后 6.88 Ω，温升 14.0℃|16.9℃|14.0℃|3#样品试前、试后温度分别为 t1 = 19.6℃，t2 = 19.3℃；试验时间 2h|
|抽屉式骨架|1#|试前 0.52 kΩ，试后 0.56 kΩ，温升 17.6℃|试前 2.30 Ω，试后 2.41 Ω，温升 12.3℃|11.9℃|13.0℃|1#样品试前、试后温度分别为 t1 = 17.6℃，t2 = 18.4℃；试验时间 2h|
|抽屉式骨架|2#|试前 0.52 kΩ，试后 0.56 kΩ，温升 18.7℃|试前 2.28 Ω，试后 2.40 Ω，温升 12.9℃|12.7℃|12.6℃|2#样品试前、试后温度分别为 t1 = 18.4℃，t2 = 19.1℃；试验时间 2h|
|抽屉式骨架|3#|试前 0.52 kΩ，试后 0.57 kΩ，温升 20.1℃|试前 2.28 Ω，试后 2.42 Ω，温升 14.9℃|14.2℃|14.1℃|3#样品试前、试后温度分别为 t1 = 19.5℃，t2 = 19.2℃；试验时间 2h|
通过对测量结果的深入分析，我们可以得出以下几点结论：
1.初级与次级温升差异：无论是采用王字形骨架的变压器还是采用抽屉式骨架的变压器，它们的初级温升都高于次级温升。其中，王字形骨架的变压器初次级温升相差 2 - 4℃，抽屉式骨架的变压器初次级温升相差 5℃左右。这是因为变压器线包的温升主要是由变压器线包的铜耗 Pm 引起的。当变压器工作时，铜耗所产生的热量一部分被线包自身吸收，另一部分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，最终达到热平衡状态。在这个过程中，由于变压器初级线包所产生的铜耗 Pm 较大，所以产生的热量也更多，进而导致其温升要高于次级温升。当然，这一结果并不是绝对的，不同结构的变压器或者变压器在不同的设备中运行时，所产生的温升可能会存在差异。
2.王字形骨架变压器测量结果比较：采用王字形骨架的变压器，使用热电偶法和电阻法测出的变压器温升非常接近。这可能是由于王字形骨架的结构特点，使得线包外层和线包整体的温度分布相对较为均匀，因此两种测量方法得到的结果差异较小。
3.抽屉式骨架变压器测量结果比较：对于采用抽屉式骨架的变压器，用电阻法测出的变压器初级温升要高于用热电偶法测出的变压器初级温升近 6℃左右，而用两种方法测出的变压器次级温升结果则非常接近。这表明在抽屉式骨架变压器中，初级线包的温度分布可能存在较大的不均匀性，电阻法能够更准确地反映初级线包的平均温升情况，而热电偶法测量的外层温升相对较低。
综合以上分析，电阻法测出的变压器线包温升一般要略高于热电偶法测出的温升值，这说明电阻法测出的变压器线包温升值更接近于变压器的实际温升。两种方法测量结果的差异程度，与变压器所采用的材料、变压器的结构以及测量温升时的布点位置（热电偶法）和测量速度等因素密切相关。
测量建议
基于以上的研究和分析，在实际测量变压器温升时，我们给出以下建议：
1.测量方法选择：尽可能采用电阻法来测量变压器的温升，因为电阻法能够更准确地反映变压器线包的平均温升情况，更接近变压器的实际温升。
2.线包选择：在用电阻法测量变压器线包温升时，尽可能选用初级线包。因为初级线包的铜耗较大，温升相对较高，测量初级线包的温升更能及时发现变压器的异常情况。
3.热电偶法测量要点：在用热电偶法测量变压器线包温升时，应将热电偶头尽可能置于变压器外层压敏胶带和外层绕组间，这样可以更准确地测量线包外层的温度，尽量减小测量误差。
4.电阻法测量技巧：在用电阻法测量变压器线包温升时，建议在变压器绕组的引线脚和所选用的测量仪器间加一通断开关。这样可以在断开电源后，在最短的时间内测出变压器线包的直流铜阻值，提高测量的准确性。
通过对变压器温升测量方法的深入研究和比较，我们可以更好地选择合适的测量方法和测量部位，准确掌握变压器的温升情况，为设备的安全运行提供有力的保障。