溫升試驗
Temperature Rise Test
適用設備：變壓器 / 油浸式電力變壓器
溫升試驗 (Temperature Rise Test) 為油浸式電力變壓器之型式試驗，依 IEC 60076-2:2011 §7.3.2 採短路法兩段執行：(a) 注入總損失對應電流至頂油溫變化率 ≤ 1 K/h 持續 3 h；(b) 切換額定電流維持 1 h，於結束時刻量測 d.c. 電阻求平均繞組溫升。Table 1 限值：頂油 ≤ 60 K、平均繞組 ≤ 65 K（ON/OF）或 ≤ 70 K（OD）、熱點 ≤ 78 K，§6.4 明定「無正容許差」。
安全資訊 — 高風險
試驗持續數小時至數十小時，須注入總損失（額定銅損 + 鐵損）對應之電流，繞組與外殼表面可能達 80～100 °C，存在燙傷風險；長時間運轉電源側亦有高電流危險。試驗結束量測 d.c. 電阻時須快速切換，避免油溫衰減誤差。
- 絕緣手套
- 安全眼鏡
- 絕緣鞋
- 耐熱手套（量測表面溫度時）
- 變壓器已完全組裝，油位、保護裝置（瓦斯電驛、壓力釋放、溫度計）皆已就位
- 環境（試驗廠房）溫度、風速符合 §7.2 要求（環境變化 ≤ 5 K/h，無強制氣流）
- 冷卻媒介（風扇／泵）依額定型式（ONAN/ONAF/OFAF/ODAF）正確配置
- 短路側繞組之短路接線截面與夾持牢固
- 油樣已抽取作為 DGA 基準（Annex D）
- 試驗電源容量足以注入總損失（負載損失 + 空載損失）
- 環境溫度連續變動超過 5 K/h
- 短路接線截面不足或夾持不牢
- 油位或保護裝置異常
- 試驗電源容量不足以維持穩態
試驗目的為驗證頂油、平均繞組與熱點溫升均不超過 Table 1 限值（Δθo ≤ 60 K / Δθw ≤ 65 K (ON/OF) / Δθh ≤ 78 K）。IEC 60076-2 §6.4 明定「溫升限值無正容許差」，量測結果即使僅超過 0.1 K 仍判定不合格。
試驗接線圖
檢測四階段
型式試驗 (Type Test)
適用溫升試驗於 IEC 60076-1 §11.1.3 列為型式試驗（type test），每一相同設計變壓器之首具須執行；後續例行批量出廠不重複。
§7.3.2 兩段法（two-step short-circuit method）： **第一段：總損失注入（Total loss injection）** 1. 將一側繞組（通常 LV）短路，另一側施加交流電源。 2. 注入電流使試驗總損失等於「負載損失（at reference temperature）+ 空載損失」之和。試驗電流高於額定電流以補足空載損失分量。 3. 連續監測頂油溫度 θo 與冷卻媒介溫度 θa，記錄油溫上升曲線。 4. 當頂油溫升變化率 ≤ 1 K/h 持續 3 h，判定達穩態，記錄最後 1 h 之平均值為 Δθo（頂油溫升）。 5. 量測底油溫 θb，計算平均油溫 θom = (θo + θb)/2，並求出 Δθom（平均油溫升）。 **第二段：額定電流注入（Rated current injection），續接前段不中斷** 6. 將試驗電流降至受測繞組對應之額定電流（或分接電流）。 7. 維持 1 h，每 5 min 連續記錄 θo、θa（若有光纖則含 θh）。 8. 結束時刻迅速切離電源並短路繞組，依 §7.8 量測各繞組 d.c. 電阻；或使用疊加直流法（superposition method）於不切離電源狀態下量測。 9. 由 d.c. 電阻換算平均繞組溫度 θw，扣除冷卻媒介溫度得 Δθw（平均繞組溫升）。 **熱點溫升判定（§7.10）** 10. 若已安裝光纖感測器（§7.10.3），讀取試驗中熱點最高溫，依油溫衰減作校正得 Δθh（直接法）。 11. 否則依 §7.10.2 由 Δθw + H × g 計算（其中 H 為熱點因子、g 為平均繞組對油溫梯度）。 **修正（§7.13）** 12. 若試驗總損失介於負載損失與總損失之間（≥ 80% 總損失），依 §7.13 公式對 Δθo / Δθom / Δθw / Δθh 作修正。 13. 若環境溫度偏離標準參考溫度，依 Table 3 指數修正。
- 試驗目的非「驗證能短時通過額定電流」而是「驗證長時間運轉熱平衡後絕緣不超溫」
- 第一段穩態判準（≤ 1 K/h 持續 3 h）是國際統一基準，不可短縮
- 第二段 1 h 額定電流注入之目的為建立「平均繞組對油溫之溫差 g」
- 熱點溫升量測首選光纖直接法（§7.10.3），其次為 §7.10.2 計算法（H × g）
- Annex D：大型變壓器於試驗中作 DGA 是偵測不當局部過熱之有效工具
- 「無正容許差」極嚴格，設計階段須預留 5～8 K 安全裕度
執行頻率：型式試驗（每一相同設計之首具）
來源：IEC 60076-2 (2011), Clause 7.3.2
出廠試驗 (Routine Test)
不適用溫升試驗為型式試驗，非例行試驗。同設計後續批量產品依 IEC 60076-1 §11.1.2 不重複執行。
竣工試驗 (Commissioning)
不適用竣工階段不執行完整溫升試驗（需數十小時且耗能巨大）。竣工試驗以負載運轉時之油溫指示器讀值與設計值比對為主。
維護試驗 (Maintenance)
不適用維護階段不重新執行溫升試驗。透過油溫指示器、繞組溫度模型、DGA、紅外熱影像進行長期熱狀態追蹤。
試驗設備
- 交流試驗電源 — 輸出額定頻率，容量足以注入受測變壓器之總損失（負載損失 + 空載損失），通常 ≥ 額定銅損之 1.1～1.2 倍
- 功率計 — 適用於低功率因數量測，精度 0.5 級以上
- 電流計 — 精度 0.5 級以上，量測範圍涵蓋總損失對應電流（高於額定電流）
- 電阻量測儀 — d.c. 電阻量測，精度 ≤ 0.5%，須能於繞組溫升仍維持時快速完成量測
- 頂油溫度感測器 θo — 解析度 ±0.5 °C 或更佳，置於油面附近代表頂油流溫
- 底油溫度感測器 θb — 解析度 ±0.5 °C 或更佳，位於繞組底部高度或冷卻設備液體出口
- 環境溫度感測器 — 多點量測平均，距變壓器 1～2 m，避免日照與強氣流
- 光纖熱點溫度感測器（選用） — 製造期間預埋於繞組導體內部，依 IEC 60076-2 §7.10.3 與 IEC 60076-18 配置
- DGA 取樣設備（選用） — 試驗前後取油樣，依 IEC 60567 / IEC 60599 分析（Annex D）
- 紅外熱影像儀（選用） — 大型變壓器試驗中檢視油箱與外殼表面溫度分布
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