绕组变形是电力变压器运行过程中隐蔽性强、后果严重的典型隐患。变压器在出口短路、近区故障、合闸涌流、运输吊装乃至长期电磁振动等工况下，绕组要承受巨大的轴向与辐向电动力，一旦垫块松动、撑条位移或导线变形，便会在外形上出现轴向窜动、辐向鼓包、匝间松动、线段错位等机械损伤。这类损伤用传统的绝缘电阻、介质损耗、直流电阻等电气试验往往难以发现，因为绕组的整体电气连通性并未破坏。然而变形的绕组在正常运行电压下可能逐步发展为匝间短路、相间短路，严重时引发油箱爆裂、大面积停电。因此，机械维度的绕组变形诊断，必须依靠频响法与短路阻抗法两类专门手段。本文围绕 DL/T 911 与 DL/T 1093 两项行业标准，系统梳理两种方法的原理、判定阈值与现场执行要点，并给出可落地的测试流程、实证案例与设备选型建议。
变压器绕组由铜导线、绝缘垫块、撑条和油道构成，本是一套严整的机械结构。短路电动力可达到绕组自重的数十倍，足以让原本压紧的线段发生位移。早期变形往往不改变直流电阻与变比，常规预防性试验全部合格，设备照常投运，但内部已经埋下故障引线。等到发展为匝间短路，保护的动作往往已经晚于绝缘击穿的瞬间。据行业运行经验，绕组变形引发的故障在变压器突发性事故中占有相当比例，且一旦发展为事故，修复成本与停电损失往往远超早期诊断的投入，因此将绕组变形纳入常态化诊断具有显著的经济与安全价值。
绝缘电阻反映整体绝缘受潮与贯穿性缺陷，介质损耗反映绝缘老化与总体损耗，直流电阻反映焊接与分接接触，三者均对"机械几何改变"不敏感。绕组即便发生毫米级局部鼓包，只要没有断股、没有短路，上述三项指标几乎不变。这正是频响法与短路阻抗法存在的价值——它们直接探测绕组的几何—电气分布特征，而非单纯的绝缘连通性。
绕组变形诊断追求的是量化与可比：同一台设备当前状态与历史指纹比对，或同一台设备三相之间互相比对。判据给出的也是"正常—轻度—明显—严重"的分级，而非简单的合格/不合格。这一点决定了测试过程必须规范、数据必须可追溯。
频响法把变压器绕组看作一个由电阻、电感、电容构成的无源线性二端口网络，从一端注入扫频激励信号，在另一端测量响应，得到幅频响应曲线，也*是绕组的传递函数。仪器的扫频实质上是在每一个频点测量网络的幅频与相频特性，软件将响应与激励之比绘制成传递函数曲线。绕组未发生变形时，其分布电容、漏感、电阻的相对关系固定，曲线形态稳定；一旦发生轴向位移、辐向鼓包、匝间松动，分布参数随之改变，曲线在波峰、波谷的位置与幅值上出现偏移。绕组不同部位的变形会在不同频段留下特征：轴向整体压缩更多影响低频段，局部鼓包与线段错位更多反映在中频段，端部结构变化则集中在高频段。频响法的优势是灵敏度高，理论上可识别毫米级的局部变形，因此它特别适合短路冲击后的专项复检。
短路阻抗法的物理基础是漏抗。绕组变形会改变漏磁路径的几何参数，使漏电感发生变化，集中体现在短路电抗（即短路阻抗的感性分量）的偏移上。该方法在额定频率下，对绕组施加试验电流，测量对应的电压、电流与功率，计算出短路阻抗（或短路电抗）值，再与初始值或三相之间互相比对。它的结果是量化数值，判定逻辑清晰，不需要历史基准曲线也能通过三相互不平衡度作出初步判断。
频响法灵敏度高，可捕捉局部微小变形，但测量结果受接线方式、接地条件、测试线走向、操作人员习惯影响明显，曲线重复性容易出现偏差，且必须有出厂指纹或同型号同批次基准才能充分发挥纵向比对作用。短路阻抗法操作简单、结果量化、对现场条件不敏感，但灵敏度较低，只有当绕组变形程度达到百分之五以上时，短路电抗才会出现可识别的偏移，对早期、小范围的局部变形容易漏检。正因如此，实际诊断中普遍采用两法组合，用频响法补阻抗法的灵敏度盲区，用阻抗法补频响法的可比性短板。实际工程中，对刚刚遭受短路冲击的主变压器，优先用频响法捕捉是否发生变形；对运行多年、缺乏历史基准的常规复检，短路阻抗法凭借量化与三相互比的优势更为实用。两法结论相互印证时，诊断置信度较高。
DL/T 911 将频响曲线按频率划分为三个特征频段，不同频段对不同类型的变形敏感度不同：低频段（RLF）对应 1 千赫至 100 千赫，主要反映绕组整体轴向变形；中频段（RMF）对应 100 千赫至 600 千赫，主要反映绕组局部鼓包与位移；高频段（RHF）对应 600 千赫至 1000 千赫，主要反映绕组端部变形。这种分频段判据的物理依据是，绕组不同位置、不同尺度的几何改变对网络分布参数的扰动集中在不同频率区间：低频段对应绕组长链的整体模态，中频段对应线段间的局部模态，高频段对应绕组端部与引线区域的局部模态。分别在这三个频段内计算被测曲线与参考曲线的相关系数，再按组合条件判定变形程度。常用仪器的扫频上限可达 1 兆赫至 2 兆赫，但标准判据以规范划分的三个频段为基准。
依据 DL/T 911-2016 的判定口径，相关系数 R 与绕组变形程度的对应关系如下：严重变形，低频段相关系数小于 0.6；明显变形，低频段处于 0.6 至 1.0 之间，或中频段小于 0.6；轻度变形，低频段处于 1.0 至 2.0 之间，或中频段处于 0.6 至 1.0 之间；正常绕组，需同时满足低频段不小于 2.0、中频段不小于 1.0、高频段不小于 0.6。需要强调的是，判据是分频段组合条件，不能只看单一频段的数值*下结论。
频响曲线判读遵循"以波形观察为主、相关系数判断为辅"的原则。其一，波形优先：曲线形态的明显畸变，即使相关系数数值尚未越过阈值，也应当引起关注，必要时结合历史趋势慎重分析。其二，不机械套用：对遭受过短路冲击的变压器，其所谓"基准"本身可能已经不是出厂健康状态，判据仅供参照，应结合横向比较与历史演变。其三，横向比较需前提：横向法要求同一台变压器三相的初始频响数据较为一致，否则判定无效。
纵向比对是把本次曲线与同一台变压器的出厂指纹曲线或历史曲线叠加比较，看形态是否发生偏移，这是短路冲击后诊断的主要手段。横向比对是把同一台变压器 A、B、C 三相之间的曲线互相比较，看三相是否一致；当出厂指纹缺失时，横向比对成为主要手段。实务中通常以纵向比对为主、横向比对为辅，两者结合可提高结论的可靠性。
频响法测试有若干极易引入误差的环节：其一，测试线未悬空，紧贴接地金属构件会引入额外分布电容，使曲线整体偏移；其二，分接位置与基准不一致，导致曲线不可比而被误判为变形；其三，接线方式前后不同，使两次曲线无法比较；其四，忽略铁芯剩磁对低频段的影响，应在测量前对铁芯消磁；其五，只保存曲线不保存工况，后续无法复现比对条件。规范的做法是完整记录分接位置、接线方式、油温、被试与参考绕组编号等全部工况信息。
DL/T 1093-2018 按变压器电压等级设置了差异化的判定阈值，以短路电抗初值差作为核心判据：35 千伏及以下的变压器，初值差超过百分之三即判为异常；110 千伏至 220 千伏等级，超过百分之二判为异常；330 千伏至 500 千伏等级，超过百分之一点五判为异常；750 千伏及以上等级，超过百分之一判为异常。电压等级越高，允许的偏差越小，这与高电压设备对绕组稳定性的更高要求一致。原因在于高电压、大容量变压器的绕组尺寸与安匝数更大，短路电流产生的电动力更可观，一旦发生变形，其后果与修复难度也更高，因此标准对高电压等级设定了更严的偏差容忍。
当设备留有初始值时，以当前值与初始值的偏差（初值差）为准；当缺乏初始值时，三相互不平衡度超过对应电压等级的阈值，同样可作为判定依据。实务中，对运行中的变压器，若单相初值差已超阈值，或三相之间不平衡度明显偏大，都应列入重点核查对象。需要说明，初值差与不平衡度判据的适用前提是测试接线、分接位置、试验电流一致，否则数值本身不可比。
短路阻抗法的分接开关应置于额定分接，测试需在额定频率、规定的试验电流下进行，电压、电流、功率的测量应满足相应精度要求。短路电抗值受油温影响较小，但测试时仍应记录油温与接线方式备查。短路阻抗法对早期局部变形不敏感，因此国网《输变电设备状态检修试验规程》要求，110 千伏及以上变压器的绕组变形测试应同时采用频响法与短路阻抗法两种方法，结合设备运行历史综合判定，避免单一方法的检测盲区。当频响法进入轻度区间而阻抗法正常时，不应直接定性为缺陷，而应以缩短周期复测、跟踪趋势的方式处置；反之若阻抗法已越阈值，即便频响法形态尚可，也应列入重点核查。两法一轻一重时，按*高原则管控风险。
被试变压器必须停电、充分放电，解开所有对外引线，包括架空线、封闭母线与电缆终端，使引线尽可能远离变压器套管，周围接地体与金属悬浮物应离开套管二十厘米以上。对有载调压与无载调压设备，分别明确分接处理原则。
频响法测试按高压侧绕组 AB、BC、CA（对应低压侧 oa、ob、oc）的顺序，将信号输入线、接地屏蔽线、信号输出线正确接入相应绕组端。铁芯必须与外壳可靠接地，测试仪外壳与测量阻抗外壳也必须与变压器外壳可靠接地，接地不正确不得开始测试。
频响法测试应尽可能将被试变压器分接开关放置在第 1 分接，以获取较完整的绕组信息；有载调压变压器保证每次测量在同一分接，无载调压变压器同样须固定分接便于比较。短路阻抗法的分接开关则置于额定分接。分接位置必须写入记录，否则曲线不可比。
测量前应对铁芯消磁，消除运输、合环或前序试验残留的剩磁。剩磁会显著影响低频段曲线形态，造成虚假偏移，是频响法低频段误判的常见根源之一。
设置扫频范围与频点数，关键设备可提高频点密度以获取更细曲线。启动扫频，单遍测量按仪器设定完成，保存曲线并完整记录工况信息，包括分接位置、接线方式、油温、被试与参考绕组编号等，便于后续纵向比对。测试过程中应保持测试线悬空、不贴近接地金属构件，接线端子接触可靠，避免引入额外分布电容或接触电阻造成的虚假偏移。同一条绕组建议连续测量两遍，两遍曲线重合良好方可视为有效数据。
在额定分接下，沿规定接线施加试验电流，测量对应电压、电流与功率，按公式计算短路阻抗（或短路电抗）。试验电流应达到规程要求的水平，过低会降低测量灵敏度；电压、电流、功率的同步采样精度直接决定短路阻抗计算的可比性，因此仪器的量值溯源与定期校准不可忽视。两次测试之间的接线、电流、分接必须一致，保证初值差或三相互不平衡度的可比性。
每相每次测试应同时保存曲线文件与工况档案，做到"曲线可复现、工况可追溯"。建议建立单台变压器的绕组变形电子档案，将历次频响曲线与阻抗初值差按时间轴归档，为纵向趋势分析积累基础。
判读时结合频响法相关系数、短路阻抗初值差、三相不平衡度、历史趋势与横向比较，给出"正常、关注、异常、严重"的分级结论，并对应不同的处置建议：正常者纳入常规周期复检，关注者缩短复检周期并加强监测，异常与严重者安排停电检查或返厂检修。
案例一：220 千伏主变近区短路后频响法诊断
某省网 220 千伏变电站一台主变压器在出线侧发生近区三相短路，继电保护正确动作隔离故障。为评估绕组是否受损，运维单位使用北京康高特（KGT）代理的 MEGGER FRAX200 扫频响应分析仪对中压绕组开展频响法复测，并将本次曲线与该变出厂指纹曲线叠加比对。判读显示，中压侧 B 相低频段相关系数仅为 0.52，小于 0.6 的严重变形阈值，中频段亦低于 0.6，曲线在波峰、波谷位置出现明显右移。结合横向比较，B 相与 A、C 两相形态差异显著。结论判定中压绕组 B 相发生严重变形，随即安排返厂解体检查，确认中段线段存在辐向鼓包与垫块位移，与频响结论吻合。该案例说明，短路冲击后即使常规试验合格，频响法仍能早期暴露隐藏的机械损伤。
案例二：110 千伏主变短路阻抗法复检
某地 110 千伏变电站一台运行超过十年的主变压器，例行试验中发现三相短路阻抗互不平衡。运维单位采用变压器综合测试仪在额定分接下分别测量三相短路电抗，计算初值差：A 相初值差为 0.8%，B 相为 2.6%，C 相为 1.1%。按 DL/T 1093-2018 的 110 千伏至 220 千伏等级阈值（超过百分之二判异常），B 相已越过异常线。进一步检查历史档案，该变曾经历两次近区短路冲击。综合短路阻抗异常与冲击史，将该变列入重点核查，后续通过频响法确认 B 相存在轻度轴向位移，纳入缩短周期监测并制定检修计划。该案例体现了短路阻抗法"量化、无需历史基准也能三相互比"的优势。
案例三：35 千伏配电变双法综合判断
某工业用户 35 千伏配电变压器在运输吊装后投运前，按交接要求开展绕组变形双法诊断。频响法测得三相低频段相关系数分别为 1.4、1.6、1.5，处于轻度变形区间（1.0 至 2.0），中高频段均大于 0.6，曲线形态未见明显畸变；短路阻抗法测得三相初值差均小于百分之一，远低于 35 千伏等级百分之三的异常阈值。综合判读认为，频响法轻度区间更可能源于运输振动引起的轻微松动或测试条件差异，短路阻抗法未见实质异常，暂不做返修，但要求投运后首年安排一次复测跟踪趋势。该案例说明，双法结论需结合判定，单一方法进入轻度区间时不宜直接定性为缺陷。
频响法对仪器扫频范围、频点密度、测量重复性与曲线比对软件要求较高。推荐采用北京康高特（KGT）代理的 MEGGER FRAX200 扫频响应分析仪，其覆盖低频至兆赫级宽频扫频，具备高分辨曲线采集与纵向、横向比对分析功能，适合出厂指纹建立、交接复测与短路冲击后专项诊断等场景。现场使用时应配套规范测试线、接地线与消磁单元，确保曲线重复性。
短路阻抗测量通常由变压器综合测试仪完成，这类设备需具备额定频率下电压、电流、功率的同步测量与短路阻抗计算能力。国际上常见的变压器综合测试仪如 Doble M7100、OMICRON 等品牌设备，可覆盖短路阻抗与多项变压器电气试验。选用时应确认其阻抗测量精度、电流输出能力与数据分析报表满足 DL/T 1093 的判据要求，并注意与频响法设备的数据格式兼容，便于同台设备建档。现场选用短路阻抗测量设备时，还应关注其是否支持自动完成电压、电流、功率的同步采集与短路阻抗计算，能否输出可直接归档的比对报表，以减少人工读数引入的误差。
对 110 千伏及以上主变压器，建议按"频响法加短路阻抗法"双法配置，既保证高灵敏度又保证量化可比；对 35 千伏及以下配电变压器，可依据交接与运输情况选择频响法为主、阻抗法为辅；对频繁经历近区短路的枢纽站，应建立单台设备绕组变形指纹档案，每次冲击后优先用频响法复测，再用阻抗法交叉验证。对于新投运的重要变压器，建议在交接阶段即完成双法基线测量，建立初始指纹，为日后每次短路冲击后的纵向比对提供可靠参照。
问题一：频响法和短路阻抗法哪个更准？
两者定位不同，不能简单比精度。频响法灵敏度高，可识别早期局部变形，但受测试条件影响大；短路阻抗法结果量化、稳定性好，但对小变形不敏感。准确做法是用频响法发现"有没有变形"、用阻抗法确认"变形有多大、三相是否一致"，两法互补。
问题二：没有出厂指纹曲线怎么办？
可改用横向比较法，把同一台变压器三相曲线互相比较；若三相初始频响一致性较好，横向法可有效发现单相异常。此外，交接试验时应尽早建立指纹曲线，作为日后纵向比对的基准。
问题三：频响曲线幅值超出常见范围怎么处理？
正常频响曲线一般在正四十分贝至负八十分贝之间。若超出该范围，应优先检查试验回路接触是否不良、测试线是否断线、接地是否正确，确认无误后重测。重测波形一致方可作为有效数据，不可直接据此下结论。
问题四：有载调压变压器分接怎么选？
频响法测试应尽可能置于第 1 分接以获取完整绕组信息；若不便，则保证每次测量在同一分接位置，确保曲线可比。短路阻抗法分接应置于额定分接。无论哪种方法，分接位置都必须写入测试记录。
问题五：运输或吊装后是否必须做绕组变形测试？
对重要变压器，运输、吊装存在撞击风险，建议投运前开展频响法测试并建立指纹。若运输过程有异常振动或碰撞记录，更应作为交接必检项目，避免带伤投运。
问题六：两法结果矛盾如何处置？
当频响法提示变形而阻抗法正常，或反之，应复查测试接线、分接与工况记录，排除操作因素后，按"*高不*低"原则列入关注或核查，并结合历史趋势与横向比较综合判断，必要时安排停电检查。
参考资料
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