IEC60310用于铁路机车的变压器和电抗器docx.docx
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IEC60310-2004
用于铁路机车的
变压器和电抗器
、八、•
刖言
1、范围
本标准适用于安装在铁路机车上的牵引变压器和铁路机车上运用于动力和辅助电路的各种形式的电抗器。
包括以下类型的电抗器：
滤波电抗器
平波电抗器
整流电抗器
用于静止功率变流器的保护电抗器
牵引电机的感应分流器
用于抽头切换开关触头转换的电抗器
制动电路电抗器
抑制干扰电抗器
注释：
1、IEC60076的要求适用于与本标准、或者涉及牵引用途的IEC出版物不相冲突的
牵引变压器。
2、用于静止功率变流器的变压器和电抗器，还应参考IEC61287。
10、试验
10．1试验类型
10．1．1总则有三类试验型式试验例型试验研究试验下面是关于每种类型试验的陈述。
10．1．2型式试验型式试验仅在新设计的第一批产品中选择一台产品进行即可。
如果制造商能够适时地签署已经通过型式试验产品的证书，那么结构相同的批量产品可不进行型式试验。
如果合同有特别要求，型式试验将可随时进行。
10．1．3例型试验例型试验应在同一订单中的每台产品上进行。
但在客户与制造商同意的情况下，例型试验可被合同中要求的一些试验所代替。
10．1．4研究试验研究试验是为了获得一些额外的产品信息而在一台产品上进行的特殊试验；该试验仅在当合同有特别要求时进行。
10．2变压器的试验
10．2．1总则—试验项目
牵引变压器须进行的检查、测量和试验已列于表4，表中还规定了试验的种类和所应参考的条款。
在实际情况下，在不能与变压器分离的过渡电抗器上进行的试验将要与变压
器同时进行。
如果必要，客户与制造商将就在作为分开的设备的这些电抗器上所作的试验达成一致意见，以确保它们将满足这一标准的所有要求。
表4—牵引变压器试验项目表
试验项目
条款和子条款
型式试验
例型试验
研究试验
初步检杳
--
--
线圈电阻测量
10.2.4
10.2.4
--
电压比测量「
10.2.5
10.2.5
--
空载电流和损耗测量
1026.1
10.2.6.2
--
阻抗电压测量
10.2.7
10.2.7
--
负载损耗测量
10.2.8.2
10.2.8.3
--
总损耗的确定
10.2.9
--
温升
10.2.10
绝缘：
感应耐压试验
10.2.11.1
--
工频耐压试验
10.2.11.2
全波冲击试验
10.2.11.3
--
抗短路能力试验
10.2.12
冲击和振动试验
10.2.13
--
对于构成静止变流器一部分的牵引变压器的试验，还应参考IEC61287。
10.2.2公差
表5给出的公差适用于某些额定量和参考本标准而确定的制造商保证项目
的其他量。
当在一个方向上的公差忽略时，这一方向的数值是没有限制的。
表5—公差
项目（和条款）
公差
1a）总损耗
b）部件损耗
（10.2.6,10.2.8,10.2.9）
+10%总损耗
+15%每个部件损耗
2基本抽头时的空载电压比
（额定电压比）（10.2.5）
铭牌上电压比的土0.5%或者
3阻抗电压（基本抽头）（10.2.7）
±15%
4空载电流（10.2.6）
+30%
10．2．3初步检查
应检查接线、线端标记、电压向量关系、极性、以及铭牌上特殊的地方。
10．2．4线圈电阻测量（型式、例型试验）
空
对于型式试验：
a）如果一个线圈有抽头用于牵引电路的电压调节，那么线圈的总电阻将按抽头
逐个进行测量。
b）如果确定的辅助线圈有几个部分，那么每个部分的电阻要分别测量。
对于例行试验：
a）可以限于线圈的基本抽头；
b）可以仅测量整个辅助线圈。
10．2．5电压比测量（型式、例型试验）
对各个抽头都应进行电压比测量。
如果一台带高压控制的变压器有几个牵引副边绕组，并且准确的电压比已在对这些副边绕组间进行测量时记录下来，那么测量这些副边绕组中的一个与所有抽头的网侧绕组之间电压比就足够了。
作为带高压调压的变压器一部分的固定比率牵引变压器的电压比测量是型
式试验。
10．2．6空载原边电流和损耗测量（型式、例型试验）
测量在额定频率下进行，施加电压波形近似于正弦波。
在非正弦测试电压的情况下，为确定可使用的校正方法，应参考IEC60076。
这一电压将加到变压器的适当的线圈上；如果该变压器带有高压调压，那么抽头开关固定比率牵引变压器的原边将保留在电路中，但在任何情况下，所有其它线圈都开路。
10．2．6．1型式试验
空载电流和损耗的测量应在0.8U,0.9U和1.1U的电压下进行。
（U为额定线电压）
如果变压器带高压调压，测量应在三个抽头位置进行，其中一个对应基本抽头。
10．2．6．2例行试验
测量按10.2.6.1进行，但仅就额定电压U和基本抽头测量。
10．2．7阻抗电压测量（型式、例型试验）
由于牵引变压器线圈布置的差异，所有要进行阻抗电压测量的线圈对的组合将由客户和制造商协商后确定。
型式试验将为变压器所有抽头切换位置的空载特性曲线的绘制和计算故障电流提供足够的数据。
阻抗电压的测量按IEC60076规定的方法对下列线圈组合进行测量：
a）网侧线圈对所有的共有牵引线圈（型式、例行试验）
b）网侧线圈对每组同时，或几乎同时整流的线圈（型式试验）
c）网侧线圈对每个分离的独立牵引线圈（型式、例行试验）
d）网侧线圈对每个分离的辅助线圈（型式试验）
在型式试验a），b）,和c）中，测量应在所有抽头上进行，而在型式试验d）和例行试验时，测量仅需在网侧线圈的基本抽头和辅助线圈的一个规定抽头上进行。
如果在其他抽头上或在其他线圈组合上需要进行额外的测量，将由客户和制造商协议确定。
阻抗电压在额定频率下施加一个近似正弦波的电压进行测量。
测量在额定电流的25%-100%之间的任一电流下进行。
在任何情况下施加到线圈上的电压不允许超过线圈额定电压的50%，或通过线圈的电流不允许超过它的额定值。
测量值将通过在额定电流到试验电流间按一定比例增大而得到校正。
这样得到的值需校正到10.2.9条款所指的适当的参考温度
10．2．8负载损耗测量（型式、例型试验）
10．2．8．1概述
负载损耗值应在阻抗电压型式试验和例行试验时记录下来（条款10.2.7），
这样得到的值将通过把它们与额定电流比试验电流的比率的平方相乘来校正。
这样得到的负载损耗将按条款10.2.9规定校正到适当的参考温度，取I2R（R：
直流电阻）作为不定值，此不定值与电阻成正比，其它所有损耗不定值与电阻成反比。
电阻将按条款10.2.4的规定来确定。
负载损耗按下列线圈对的组合来确定：
a）网侧线圈/所有牵引二次线圈并联或串联
b）网侧线圈/每个辅助二次线圈
对于构成静电变流器一部分的变压器负载损耗的确定，应参考IEC61287。
10．2．8．2型式试验
对于条款1028.1定义的组合a）和b）的负载损耗的确定：
组合a）,负载
损耗的确定将在抽头切换的三个位置分别对应以下三个部分来进行：
--基本抽头
--牵引线圈中带来最大负载损耗的抽头
--其它抽头
10．2．8．3例行试验
负载损耗仅就条款10.2.8.1的a）组合和限于基本抽头来确定。
10．2．9总损耗确定（型式试验）
总损耗是空载损耗（条款10.2.6）和负载损耗（条款10.2.8）之和，负载损
耗指校正到线圈的适当的参考温度后的值。
参考温度在表6中给出
表6—参考温度
耐热等级
参考温度（C）
A
85
E
B
130
F
H
200
150
220
250
牵引变压器的牵引线圈总损耗可从基本抽头和带来最大牵引负载损耗的抽
头计算得到。
牵引变压器的总损耗可从额定牵引负载和额定辅助线圈负载组合计算得到。
根据客户与制造商间的协议，与机车供暖负载有联系的损耗通常包括在这一计算中。
变压器辅助设备（油管、风扇，等）的动力损耗并不包括在它的总损耗中。
除非特别规定，否则对于与牵引变压器不同的变压器，总损耗将由所有线圈
同时达到额定负载时计算得到。
10.2.10温升试验（型式试验）
温升试验在变压器的额定容量下，并在基本抽头或特别指明的抽头进行。
在试验中，所有循环辅助设备和冷却介质的冷却都被调整到等同于机车所能达到的条件。
对于带强制空气冷却的变压器，或者包括在7.1.3中类似的冷却类型，该试
验将在具有特定风量（或风速）的条件下进行。
在制造商愿意的前提下，IEC60076中所列出的任一试验方法都可选用。
直接负载法
相互负载法
短路法
应参考IEC60076作：
各种温度的测量
试验持续时间
线圈温升的确定
读数的必要校正
本标准变压器在容量受限制时通常采用的温升试验是直接负载法和相对负
载法。
试验方法细节将由客户和制造商协商确定。
短路法可按IEC60076-2进行。
对于组成静电变流器一部分的变压器的温升试验，尤其为了确定在其线圈上的热等效电流，还可参考IEC61287。
变压器各部位的最后温升值都不能超过表3规定的限值。
如果制造商不能提供该变压器的操作波形，那么将由客户和制造商协商提供温升试验方法。
10.2.11绝缘试验（型式、例行试验）
新型变压器的绝缘试验在制造商工厂进行，变压器处在室温并且已装配了会影响到试验结果的辅助设备。
考虑到各种可能的变化，试验所采用的布置应就每种特定情况作出规定，然
而：
线圈接地点按运行连接条件保持不变。
对于带高压调压的牵引变压器，抽头开关应切换到基本抽头
绝缘试验包括：
感应耐压试验（参考10.2.11.1）
工频耐压试验（参考10211.2）
耐全波冲击试验（参考10.2.11.3）
对于感应耐压和工频耐压试验，试验电压按表7和表8的电压有效值。
用电压有效值直接测量可被用电压峰值测量所代替，峰值电压除以V2等同于表中列出的有效值。
表7—直接连接到接触器上的绝缘试验电压
牵引系统的额定电压Un
（V）
额定绝缘电压Unm
（不超过）
试验电压U'（V）
工频耐压试验（有效值）
冲击电压试验（峰值）
750
900
2800
6000
1500
P2300
5500
12000
3000
3700
11500
25000
15000
17250
38000
95000
20000
24000
44000
95000
25000
27500
60000
150000
50000
60000
120000
300000
表8—绝缘试验电压U'（V）
（感应耐压或工频耐压试验）对其它线圈（有效值）
额定绝缘电压（不超过）
其它线圈直接连接到接触器上的牵引和辅助变压器
其它线圈没有连接到悬链线的变压器
300
--
1500
660
--
2500
900
4000
3300
1200
4700
3900
1600
5600
5200
2300
7000
6600
3000
8000
8000
3700
10000
9400
4800
13000
11600
6500
17000
15000
10.2.11.1感应耐压试验（例行试验）
该试验的目的是检查线圈的匝间、线圈间以及所有抽头间的绝缘。
对于有一个端子或一个抽头永久性接地的线圈，该试验同时对线圈的不接地
端进行耐压试验。
对于试验电压、根据试验频率而改变的试验时间等，应参考IEC60076。
在试验中，油箱和除了用于连接电源的一个线圈外的其他线圈，应通过一个端子连接到地。
当在一个线圈上进行感应耐压试验时，应注意在相同的励磁电路中不同线圈的感应电压不能表7中列出的数值。
10.2.11.2工频耐压试验（例行试验）
该试验应用于变压器的不连接到接触器或变压器本身不带永久性接地的所
有线圈。
工频耐压试验用一个独立的电源，依次对每个线圈施加单相电压，而其他所有线圈一起连接到油箱或地。
对于试验电压波形、最小频率、施加电压的详细情况以及试验时间，参考IEC60076。
连接到接触器且不在变压器上永久接地的线圈须进行耐压试验，试验电压由
客户和制造商协商而定。
此电压根据线圈接地端的绝缘水平而调整
10．2．11．3耐全波冲击试验（型式试验）
该试验应用在直接从接触器上取得电压的牵引变压器和辅助变压器上，在变压器的网侧端子施加一个冲击电压。
在试验中：
油箱及所有二次线圈端子应直接接地；网侧线圈的接地端也应直接接地或者通过一个小阻抗接地；任何与网侧线圈端子有关的过电压保护装置应被移开或断开连接；如果高压带调压，须将抽头开关切换到基本挡。
全波冲击试验应施加标准的1.2/50us冲击波；施加电压的峰值按表7的规定。
对于试验的方法、故障指示等，参考IEC60076。
截波试验不予推荐。
10．2．12承受短路能力试验（研究试验）
该试验是在标书的技术要求、客户和制造商的协商同意情况下进行的，试验
要求满足IEC60076-5。
变压器应能无损伤地承受所有二次线圈间短路而引起的热冲击和机械冲击。
对于辅助线圈，在相应线圈中存在阻抗或保护装置（熔断器、开关等）必须加以考虑。
在机车中达到的短路输入功率最大值由客户和制造商作出规定。
对于牵引系统的电压最大值，应根据IEC60850加以考虑。
10．2．13冲击和振动试验（型式试验）
按IEC61373。
该试验是根据一些与变压器有关的移动部件的要求而进行的功能性试验。
以下的性能参数将在冲击和振动试验后重新测试，除非客户和制造商同意：
a）空载电流和损耗
b）阻抗电压
c）感应耐压和工频耐压试验
对于a）和b），如果变压器经过该试验后测试的数值与试验前数值差异小于
2%;对于c）,在该试验后施加75%的原试验电压并能够通过，则认为该变压器满足冲击和振动试验的要求。
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