由于导线材质不同绕组直流电阻不平衡率超标

文章讨论了变压器绕组直流电阻偏大或不平衡的原因,主要包括导线材质不合格和尺寸偏差。提出通过加强入库线材检测及调整标准截面方法来消除质量问题,确保电阻平衡。

实测证明, 有的变压器绕组的直流电阻偏大, 有的偏差较大, 其主要原因是某些导线的铜和银的含量低于国家标准规定限额。 有时即使采用合格的导线, 但由于导线截面尺寸偏差不同, 也可以导致绕组直流电阻不平衡率超标。
                                                    
  例如用三盘 3. 15× 10 的扁铜线分别绕制某台变压器的三相绕组,导线铜材的电阻率很好, R 20 =0. 017241Ωmm² /m, 截面尺寸都合格, 只是其中一盘的尺寸是最大负偏差: 窄边 a 为-0. 03,宽边 b 为-0. 07; 圆角半径 r 为+25%, 而另 两盘的尺寸是最大正偏差: a 为+0. 03, b 为+0. 07; r 为-25%, 经计算, 最大负 偏差的一盘线, 其导线截面 Smim=30. 126mm² , 每米电阻R 20 =0. 0005723Ω /m, 而最大正偏差的两盘线, 其导线截面积 Smax=31. 713mm² , R 20 =0. 0005436Ω/m。 对这台变压器, 即使排除其他因素的影响, 其直流电阻不平衡率也达 5. 18%。
                                                    
  再如, 某台 6300kVA 的电力变压器, 其高压侧三相直流电阻不平衡率超过 4%, 经反复检查发现 B 相绕组的铝线本身质量不佳。                                                     

 为消除导线质量问题的因素可采取下列措施:  为消除导线质量问题的因素可采取下列措施:

  (1) 加强对入库线材的检测, 控制劣质导线流入生产的现象, 以保证直流电阻不平衡率合格。
                                                    
  (2) 把作为标准的最小截面 Smin 改为标称截面, 有的厂采用这种方法, 把测量电阻值与 标称截面的电阻值相比较,这样就等于把偏差范围缩小一半, 有效地消除直流电阻不平衡率超标现象。

<think>我们首先需要理解问题:CE传导辐射在318KHz频超标。CE传导辐射测试是电磁兼容性(EMC)测试的一部分,主要测量设备通过电源线或其他导线向电网发射的干扰。318KHz属于低频段,通常与开关电源的开关频及其谐波有关。 可能的原因: 1. 开关电源的开关频或其谐波落在318KHz附近。 2. 电源滤波器的设计足,特别是对低频段的滤波效果佳。 3. 接地良或PCB布局问题导致共模噪声传导。 解决方案通常包括: 1. 检查开关频:计算开关频及其谐波是否在318KHz附近。例如,如果开关频为159KHz,那么它的二次谐波就是318KHz。如果是这样,可以调整开关频(如降低到150KHz以下,使二次谐波为300KHz以下)或者使用频抖动技术(Spread Spectrum)来分散能量。 2. 优化电源滤波器:在电源输入端增加滤波元件,特别是共模电感(Common Mode Choke)和X电容(X-capacitor)。对于低频段,需要选择具有高电感值的共模电感,同时注意其饱和电流。另外,可以增加Y电容(Y-capacitor)来旁路共模噪声,但要注意漏电流安全标准。 3. 改善PCB布局:检查电源回路面积是否最小化,特别是高频开关回路。确保滤波电容靠近电源输入端口和开关器件。同时,检查地线设计,避免噪声通过地线耦合。 4. 使用磁珠:在电源线上串联磁珠,选择在318KHz附近具有高抗特性的磁珠。 5. 屏蔽:如果噪声来自内部开关器件,可以考虑对开关器件或噪声源进行局部屏蔽。 由于需要网络搜索,我们可以搜索类似问题的解决方案,特别是针对特定频超标的传导辐射问题。这里我们结合专业知识和网络资源进行解答。 根据网络搜索资源,我们得到以下信息(整合自多个来源): 1. 在电源输入端增加一个差模电感(通常与X电容配合)可以滤除差模噪声,而共模电感配合Y电容可以滤除共模噪声。对于318KHz,属于低频,因此需要较的电感值。例如,共模电感可以选择10mH以上。 2. 调整开关频:如果开关频是159kHz,那么二次谐波正好是318kHz。通过改变开关频,避开这个频点。但要注意,调整后的频及其谐波也能落在其他敏感频段。 3. 在整流二极管上并联RC吸收电路(Snubber),以减小二极管反向恢复造成的噪声。参数选择:电阻通常为几欧姆到几十欧姆,电容为几百pF到几nF。具体值需要试验确定。 4. 检查变压器设计:变压器绕组的层间电容可能引起共模噪声。改善绕制工艺,如采用三明治绕法,或者增加屏蔽层。 5. 确保滤波器的安装:滤波器应靠近电源入口,且滤波器前后的布线要分开,避免耦合。 具体步骤(按照要求,使用步骤词汇,每个方法换行): 检查开关电源的开关频及其谐波是否落在318KHz附近。如果确认是谐波导致,调整开关频避开318KHz的倍频点。使用频抖动技术(如果电源IC支持)将能量分散在一个频段内,降低峰值。 优化电源滤波器设计。在电源输入端增加共模电感,选择电感值较的型号(如10mH-30mH),并确保其饱和电流于系统最电流。同时,增加X电容(通常0.1uF-1uF)和Y电容(通常超过4700pF,注意安规要求)。注意Y电容的接地点应选择低抗点。 改善PCB布局。减小高频回路面积,特别是开关管、整流二极管和变压器初级之间的环路。电源输入端的滤波电容应尽可能靠近连接器。共模电感前后的走线要分开,避免噪声重新耦合。 在电源线上串联磁珠。选择在300KHz-500KHz范围内具有高抗的磁珠,例如在318KHz时抗达到100欧姆以上。磁珠应安装在电源输入线或滤波电路之后。 增加RC吸收电路。在开关管的漏极和源极之间,或者整流二极管两端并联RC电路,以抑制电压尖峰。典型值:电阻10-100Ω,电容100pF-2.2nF。需要根据实际波形调整。 检查接地设计。确保滤波器的Y电容通过短而粗的导线连接到机壳地(如果允许)或干净的接地平面。避免接地回路过长。 如果以上方法仍足,考虑使用屏蔽措施。对开关电源部分进行局部屏蔽,使用金属屏蔽罩并良好接地。 注意:在修改电路时,每次只修改一处,然后重新测试,以便确定哪种措施有效。 最后,按照要求添加相关问题部分。</think>针对CE传导辐射在318KHz频超标的问题,结合EMC设计原理和实际整改经验,解决方案如下: **优化电源滤波器设计** 在电源输入端增加高磁导共模电感(推荐10mH-30mH),并联X电容(0.1-1μF)和Y电容(≤4700pF)。重点关注低频抗特性,确保318KHz频点共模抗$Z_{cm}$满足: $$ Z_{cm} = 2\pi f L_{cm} > 500\Omega \quad (f=318\text{kHz}) $$ 滤波器布局需遵循"先Y电容后共模电感"原则,元件间距小于λ/20(λ=942m)。 **调整开关电源参数** 检查开关频$f_{sw}$与超标关系: - 若$f_{sw}≈159\text{kHz}$(318kHz为二次谐波),调整频至150kHz以下 - 在MOSFET漏极添加RC吸收电路,典型值: ```spice .SUBCKT SNUBBER 1 2 PARAMS: C=2.2n R=47 R1 1 3 {R} C1 3 2 {C} .ENDS ``` - 整流二极管并联22pF-100pF高压瓷片电容 **改善PCB布局** - 缩短初级开关回路路径(<3cm),减小环路面积$A_{loop}$满足: $A_{loop} < \frac{c}{20f} = 47\text{cm}^2 \quad (c=3\times10^8\text{m/s})$ - 变压器初级次级间增加铜箔屏蔽层,接初级地 - 输入滤波电容接地端使用星型单点接地 **线缆处理措施** 电源线套装铁氧体磁环,选择初始磁导μi>5000的材料,318kHz频点抗需>100Ω。磁环安装位置距离机箱出口<5cm,绕线3-5圈。 **传导路径断** 在PE接地线上串联共模扼流圈(10mH/1A),并联100nF安规电容。使用LISN测试验证时,确保测试台接地抗<2.5mΩ。 ---
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