变压器铁芯如何进行损耗检测

一、变压器出厂 / 新造阶段：铁芯损耗精密定量检测

本阶段检测为实验室级精密测试，核心通过空载试验测定铁芯损耗，同时包含硅钢片原材料的铁损预检测，数据作为变压器出厂合格判定的核心指标，符合《GB/T 1094.2 电力变压器 第 2 部分：液浸式变压器的温升》要求。

硅钢片原材料铁损预检

铁芯制作前，先对所用硅钢片（取向 / 无取向）进行原材料铁损检测，采用硅钢片铁损测试仪，按《GB/T 2521 冷轧晶粒取向、无取向磁性钢带（片）》裁取标准试样，在额定频率（50Hz/60Hz）、额定磁通密度下，直接测定单片硅钢片的比铁损，剔除铁损超标的原材料，从源头把控铁芯基础损耗。

铁芯装配后空载试验（核心铁损检测）

变压器整体装配完成后，开展绕组开路的空载试验，此方法测定的空载损耗扣除少量空载杂散损耗后，即为铁芯的实际总损耗。

① 试验准备：将变压器副边所有绕组开路，原边绕组接入额定频率的交流电源，检查变压器铁芯接地是否可靠（单点接地）、铁芯夹件紧固是否到位，排除装配缺陷对损耗的影响；

② 加压测试：通过调压器向原边绕组逐级施加电压，直至达到额定相电压 / 线电压，稳定电压后，采用精密功率分析仪、空载试验台测定变压器的空载功率（空载损耗）和空载电流；

③ 数据修正与计算：空载损耗中包含铁芯损耗和少量绕组铜损、结构件杂散损耗，需按国标公式扣除非铁芯损耗部分，得到纯铁芯损耗值，同时记录不同磁通密度下的铁损数据，绘制铁损 - 磁通密度曲线；

④ 结果判定：将实测铁芯损耗与设计值、国标限值对比，若实测值超差，需排查硅钢片拼接间隙过大、片间绝缘破损、铁芯叠压不实等装配问题。

铁芯单件（未装配）损耗检测

若需单独检测铁芯本体（未绕制绕组）的损耗，采用铁芯损耗专用测试台，在铁芯窗口绕制临时励磁绕组，通入额定频率的励磁电流，使铁芯达到额定磁通密度，通过测试励磁回路的输入功率，直接测定铁芯本体损耗，适用于铁芯装配后的单独质量验证。

二、变压器在役阶段：铁芯损耗现场非拆解检测

在役变压器无法拆解，检测核心为空载损耗复测和损耗异常关联检测，侧重对比出厂数据判断铁芯损耗是否增大，结合辅助测试定位损耗异常的原因（如铁芯多点接地、片间绝缘老化、铁芯局部短路等），检测均为停电非拆解操作，适用于变电站现场预防性试验、故障排查。

现场空载损耗复测

① 试验准备：变压器断电并做好安全隔离，拆除高低压侧母线连接，将副边绕组全部开路，清理变压器周边电磁干扰源（如相邻运行设备），采用屏蔽线连接测试仪器，减少现场干扰对数据的影响；

② 加压测试：因现场电源容量限制，可采用低电压空载试验（施加额定电压的 10%~50%）或额定电压空载试验，通过便携式变频电源、精密功率计测定空载损耗和空载电流，低电压测试需按磁损与磁通密度的平方成正比的规律，换算至额定磁通密度下的铁芯损耗；

③ 数据对比分析：将实测换算后的铁芯损耗与出厂试验数据、历年试验数据对比，若损耗增幅超过 10%~15%，判定为铁芯损耗异常，需进一步排查缺陷。

铁芯损耗异常的辅助定位检测

空载损耗复测发现异常后，通过以下专项测试定位铁芯缺陷，间接验证损耗增大的原因，是现场检测的核心配套手段：

① 铁芯接地电流测试：采用钳形电流表、铁芯接地电流测试仪，测量铁芯接地引下线的电流，正常运行时铁芯单点接地电流一般＜100mA，若电流＞1A，说明铁芯存在多点接地，导致片间形成环流，产生额外涡流损耗，是铁芯损耗增大的最常见原因；

② 铁芯绝缘电阻测试：采用兆欧表（2500V），测量铁芯与夹件、铁芯与油箱之间的绝缘电阻，若绝缘电阻＜100MΩ，说明铁芯片间绝缘老化、破损或铁芯受潮，导致片间短路，产生局部涡流损耗；

③ 局部漏磁检测：采用便携式漏磁检测仪，在变压器油箱外壁对应铁芯的位置扫描，若检测到局部漏磁异常增大，说明该位置铁芯存在局部短路、叠压不实，产生局部损耗集中；

④ 油色谱分析：结合变压器油色谱检测，若油中甲烷、乙烷等烃类气体含量异常升高，且无绕组过热特征，可佐证铁芯局部过热、损耗增大的故障。

现场检测注意事项

① 现场检测需在变压器完全断电、充分放电后进行，做好接地保护，防止触电；

② 若现场存在强电磁干扰，需采用变频电源施加试验电压，或增加滤波装置，避免干扰导致损耗测量数据失真；

③ 低电压换算的铁芯损耗为估算值，若需精准判定，建议将变压器返厂做额定电压下的空载试验。

三、铁芯损耗的在线监测（在役变压器常态化损耗监控）

对于大型电力变压器（220kV 及以上），可采用在线监测系统实现铁芯损耗的常态化监控，无需停电，实时掌握损耗变化：

通过安装在变压器高低压侧的电压互感器、电流互感器，实时采集电压、电流信号，通过后台算法计算空载损耗（铁芯损耗）；

同步监测铁芯接地电流、油箱表面温度、油中溶解气体等参数，构建多维度数据模型，当铁芯损耗、接地电流等指标超出阈值时，系统自动报警，及时发现铁芯损耗异常趋势；

在线监测数据可与变电站综自系统联动，为变压器状态检修提供数据支撑，避免因铁芯损耗异常发展为铁芯过热、绝缘击穿等严重故障。