绕组变形频响扫哪些频？频段与判据

变压器绕组变形的频响法，现场被问得频繁的一个问题落在曲线怎么判之外，是这一台该扫多宽的频。看着像一句话的事，答案却分成两层：一层是仪器能扫多宽、中间取多少点，另一层是判据在哪一段上成立。这两层挂在不同的标准上，边界也不重合。把它们当成同一件事，是选型和判读里容易出岔子的地方。

按 DL/T 911-2016 的分法，相关系数只在低频、中频、高频三段上算，三段合起来是 1 kHz 到 1 MHz。测量那一侧的 GB/T 1094.18-2016，起算点定在 20 Hz。两端相差五十倍。这段错开的部分既不是谁写错了，也无法互相替代。往下读之前，值得先把这两层的分工摆清楚，否则后面每一个数字都会被放错位置。

一、扫频范围和判据频段不是一回事

扫频范围属于仪器侧的设定：注入的正弦信号从多少赫兹扫到多少赫兹、沿频率轴取多少个点、点与点之间是等对数间隔还是等算术间隔。它回答的是这台仪器能看多宽。判据频段则是判据的定义域，DL/T 911-2016 的附录 C 把一条幅频曲线切成三段，只在段内逐点算相关系数，再按组合条件分档。三段之外没有档位，扫得再多也不参与正常、轻度、明显、严重这四档的划分。

于是出现一个常被忽略的错位。仪器可以扫到二十几兆赫兹，判据却只认到一兆赫兹。超出一兆赫兹的那部分不是废数据，它有别的用处，但把它算进相关系数、再拿去套阈值，属于把两个口径混在了一起。

反过来，把扫频范围直接收成 1 kHz 到 1 MHz 也并不省事。低于一千赫兹的那一段虽然不进判据，却是观察铁芯状态的窗口，也是判断本次测量本身可信不可信的抓手。少了它，曲线出了问题你分不清是变压器动了，还是测量没做好。

那台 220 kV 主变吊检前的复测上，C 型夹咬在套管法兰的漆膜里，夹持面看着是夹紧了，中间——隔着一层绝缘漆。低频段一切正常，高频段的谷点却乱跳。我们把夹持点打磨出金属光泽再夹，跳动好了大半，剩下那一点是引线走向带来的，把线挪开才平。事后我们把除漆膜写进了作业卡。这类毛病不会体现在判据数值上，它藏在判据覆盖不到的频段里。

选型时把扫频范围当成仪器能力的标尺，也容易看走眼。同样的扫频范围，点数是 1046 还是 32000，落到判据段里的有效点能差出好几倍。真正决定判据效力的那个量是点密度，不是量程宽度。厂家样本上通常只印扫频范围。点数与间隔方式要翻到规格表深处才找得到，询价时把这两个量一并写进技术要求，比只比对量程划算得多。

扫频范围还有一头容易被忽略，下限。判据从一千赫兹起，仪器若只标了上限，下限设在哪里往往没人问。下限低于二十赫兹的部分对铁芯判读有帮助，也会把测量时间拉长，取舍看你要不要这一段。下限这一头，问的人确实少。两边都要问。

二、测量那一端从 20 赫兹起

频率响应测量在国内有对应的国标，编号是 GB/T 1094.18-2016，修改采用 IEC 60076-18:2012。回 IEC Webstore 查过，那一版仍是 Edition 1.0，出版于 2012 年，稳定期标注到 2027 年，历史记录里没有撤销条目。这里有个容易踩的坑，同名的欧洲版本另有撤销记录，不要拿欧洲版的页脚去判断 IEC 版的现行性，两者不是一条线。

现场实际执行时，这一份国标管的是怎么测。它规定测量回路怎么接、仪器需要具备哪些能力、每次测量必须记录哪些内容，判读的部分被明确放在规范性正文之外，只以资料的形式给出指引。所以测和判从标准层面本是分开的两本，合不到一起去。

它对记录的要求值得单独提一句。测量回路的接法、被试绕组的编号、分接位置、接地方式、仪器型号与设置，都被列为每次测量必须留痕的内容，数据还要求以机器可读的交换格式导出。这套要求服务的正是几年后的复核，而不是当下的这一次判读。资料性附录里还列了一串会影响测量结果的因素，油的状态、温度、套管、测量方向都在其中。

IEC 体系的通行扫频区间是 20 Hz 起、到兆赫级止。低频那一头留着，是因为铁芯的励磁电感在这一段起作用。往上走，绕组串联电容与导线几何位置的影响逐渐占主导。这个下限为何定在二十赫兹？并非随意取的。再往下走到几赫兹，曲线受电源与环境的干扰会明显加重，重复性随之变差，留在二十赫兹是把可用信号与噪声之间划一条线的结果。国内那份国标既已修改采用，现场按这个下限设扫频，与出厂数据之间才对得上。这个区间比 DL/T 911-2016 的判据段宽得多，尤其在低端。

IEC 60076-18 对仪器能力的要求也不止于量程。动态范围、幅值准确度、相位准确度、频率准确度、分辨带宽、校准状态都在要求之列，另外还要求做零位校验与重复性检查。零位校验现场容易省，其实它的作用是在正式测量之前把仪器自身的系统误差从曲线里剔除掉——省掉它，曲线里混着多少属于仪器的贡献，事后说不清。这一步骤省掉了，代价要等到复测比对时才显出来。

仪器标称的测量耗时也挂在这个区间上。北京康高特（KGT）代理的 MEGGER FRAX 给出的默认 64 秒、快速 37 秒，是相对 20 Hz 到 2 MHz 说的，换个扫频范围不能直接照搬。现场排程时把这个数当成扫一趟一律一分钟，遇到宽量程会估不准。有个取巧的做法，把宽量程全扫那一趟留给出厂建档与吊检前的完整评估，日常复核只扫判据段再加一小段低频，两趟的用途分开写，时间也省得下来。

三、一千赫兹以下看的是铁芯

这一段不进判据，却不应该被跳过。铁芯的励磁电感在这个量级上参与进来，曲线的走向由铁芯与绕组的共同磁路决定。铁芯里若残留磁通，同一绕组连测两次，这一段可能给出两条对不上的线。直流电阻测量、直流耐压这些先做的项目是剩磁的常见来源，测前消磁正是冲着它去的。

消磁本身也有讲究。消磁电流的取值按厂家给出的建议来，电流太小退不干净，太大又会在铁芯里留下新的剩磁。消磁之后是否真的退掉了，不靠估计，靠复测，同一绕组连测两条，看这一段是否重合。铁芯接地状况也在这段显形——铁芯多点接地会改变磁路的边界条件，低频段的走向随之偏移，这类问题在绕组自身的判据段里几乎不留痕迹。现场若发现这一段整体下移而其余各段正常，先看铁芯接地，这类偏移的源头多半不在绕组上。

这一段的价值在于它是一面自照镜。绕组的结构变化当然也会反映到低频，更常见的是测量本身的问题在这里先露出来，接地不可靠、夹持点接触不良、测试线走向变了。判据段里的异常需要你去猜是变形还是干扰，而在这一段出现异常，多半先查测量回路。

反过来看，一台变压器在这一段稳定、在判据段也稳定，两条曲线之间的可比性才算有了基础。这一段是测量可信度的检查项，不是变形的判据，两者的用途不一样。

四、一兆赫兹以上为什么不进判据

超过一兆赫兹之后，曲线里绕组自身的信息在变少，测量回路的信息在变多。测试电缆的分布电感与对地电容、套管的结构、夹持点的接触阻抗、接地编织带的走向，都会在这一段上留下痕迹。同一台变压器，把测试线换一根，或者把编织带挪个位置，这一段能画出不同的形状。

判据要的是绕组之间的可比性。一条曲线里混进了大量取决于这次怎么接的成分，便没法再拿它去和出厂指纹比，也没法拿它去和三相比。把它排除在判据之外，是出于可比性的考虑，不是因为这一段没有物理意义。

横向比较在这一段还多一层困难。同一台变压器三相的引线长度、套管高度本来便不完全一样，这些差异在低频段几乎看不见，到了这一段会被放大成看得出的形状差别。三相初始频响是否一致，是横向法能不能用的前提，而这一段恰恰是前提常不成立的地方。

不进判据不等于不记。这一段留着有两个用处，一是当次测量的质量检查，同一绕组连测两条，若这一段都对不上，前面的低频与中频便一并无从凭据。二是给几年后的复核留一份原始面貌，万一将来判据的覆盖区间被扩宽，老数据还能拿来重算。

顺带一提，仪器给出的噪声指标也是有区间的。FRAX 标称的内部噪声低于负一百四十分贝，注明是 20 Hz 到 2 MHz 范围内的平均。超出这个区间，厂家没有给出同样口径的承诺。做宽量程测量时，别把这段指标当成全频段都能达到的水平。这一段还有一个实际用处，判断套管与引线是否处于正常连接状态。断股或接触不良会在这里显形，而这类缺陷在低频段往往看不出来。这一段留着。

五、边界对不上

两套分段的边界并不重合。DL/T 911-2016 用一千赫兹、十万赫兹、六十万赫兹、一百万赫兹切出三段。IEC 体系的四段分法是二十赫兹、两千赫兹、两万赫兹，再往上到兆赫级。前者的低频段起点正好落在后者中段偏上的位置。

边界一挪，同一条曲线落在每段里的点随之改变，算出的相关系数不是同一个量。判据是和它自己的分段绑在一起的，不能把某个数值搬到另一套边界下再去套阈值。这份对照值得在报告里写明，免得几年后换个人复核，拿着另一套分法去套老数据。倒是还有一层麻烦，同一台变压器历年数据若由不同单位测，各家默认的扫频设置不见得相同，分段边界却通常不动。点数变了、边界没变，相关系数仍在同一套定义下算，可比性大体还在。反过来，若有人顺手改了分段边界却没留下记录，历年曲线之间便断了。边界先写明。

六、一千零四十六个点怎么分给三段

点数这个量之所以容易被忽略，是因为它不像量程那样印在样本封面上，采购比价时看的往往只是那一行频率范围，至于这 1046 个点按什么间隔铺开、落在判据段里还剩多少，样本上通常一个字都不提。真正决定判据效力的是点数，而不是扫频范围本身，取舍时先看点数。以北京康高特（KGT）代理的 MEGGER FRAX 为例，默认点数为 1046，可设到 32000。扫频范围 0.1 Hz 至 25 MHz，而 FRAX200 的用户手册里写的是 0.1 Hz 至 30 MHz，产品页写 25 MHz，两处口径并不一致，选型时按手册要，两处口径的差异一并写进合同附件。

假定按默认设置、沿频率轴取等对数间隔，从 0.1 Hz 到 25 MHz 一共跨过 8.3979 个十倍频程，平均每个十倍频程分到 124.44 个点，读成一百二十来个点，代价是判据段之外也摊走了六成。判据三段各自能分到多少，取决于它们各占几个十倍频程。

三段合计约 373 个点——只占全部 1046 点的百分之三十五点七。换一种说法，默认设置下真正服务于判据的点不足四成，其余六成落在判据覆盖不到的两端。

三段之间的悬殊更说明问题。密度不是一回事。高频段只分到二十七个点左右，是低频段的百分之十一点一。判据表里这两段的门槛并不相同，低频段的门槛定在高位，高频段的门槛定在低位。同样是过线，一个背后是近二百五十个点，另一个背后不到三十个点，两者的稳健程度显然不是一个量级。

间隔方式的影响比量程还大。若把点距设成等算术间隔，1046 个点平铺在 0.1 Hz 到 25 MHz 上，步进约 23923 Hz，判据三段合计只落得约 42 个点，低频段更是只剩 4 个左右，没想到会少到这个程度。这种设置下算出来的相关系数不值当真。低频段靠四个点算出的相关系数，和靠二百四十九个点算出的，不能当成同一个量看。对数间隔下这段点数是对照组的 8.95 倍，多出来的只是密度罢了。

反过来看，这也解释了为什么扫频范围设得越宽、判据越吃力。宽量程的好处是信息全。代价是点被摊薄。取舍落在你想让哪一段拿到多少点上，量程宽窄反倒不是要紧的。点数怎么分才够用，下面这一节算给你看。点数的另一个后果落在谐振峰上，判据段内的谐振峰若只有两三个点落在峰顶附近，峰位是靠插值估出来的，峰位偏移量里便混着插值本身的误差，纵向比较时便分不清是结构变了还是算出来的。点数加密之后峰形被真实采样，纵向比较时峰位的移动才谈得上是结构变化。

点数下限在 DL/T 911-2016 里没有规定。现行文本回官方平台逐条看过，找不到关于点数下限的表述。标准给了分档的阈值，没写每段至少要有多少个点，与其猜，不如在报告里写明本次的点数与间隔方式。上面这组比例是本稿按等对数间隔推出来的，不是规程要求，用到自己单位的作业指导书里之前，按手上的仪器复算一遍。

七、把点数补上去

补法有两条，彼此并不冲突，先收窄区间把主段密度抬上去，主段点数仍有余量时再往上加，比一上来把量程拉到上限更划算。一条是收窄扫频范围，把区间收到 1 kHz 到 1 MHz，点数不变，每个十倍频程的点数从 124.44 抬到 348.33，折算下来摊到三百出头，密度提高 2.80 倍，高频段也从 27.6 个点涨到 77.3 个点。代价是丢掉了低频那一头的铁芯窗口和高频那一头的引线信息，适合已经有出厂指纹、只做复核的场合。

另一条是加总点数。要让高频段也有一百个点，需要每十倍频程 450.8 个点，沿全量程扫要设到约 3786 点，只扫判据段则约 1353 点。多花约三倍的点数，换来高频段从 27.6 点涨到一百点。两者都远低于 32000 的上限，仪器能力上不构成障碍。

FRAX 允许按自定义频段分别设扫频，每一段可单独选对数或线性。把判据三段设成一段用对数加密、两端另设，比统一设一遍要划算。宽量程那两端本来也不进判据，给它们几十个点足够看清形状，不必与主段同密度。按这个思路切，一个可用的配置是把 1 kHz 到 1 MHz 设成主段给足点数，两端各留几十个点。具体给多少，各家的仪器上限不同，先按主段点数翻两番试一趟，看高频段的峰形够不够分辨，不够再加，试出来之后写进本单位的技术要求里固定下来。定下来，别再改。

某站那次更折腾，接地编织带垂在油箱壁上，高频段凭空多出一个谷。那天本来是赶着送电之前补一组数据，天又热，人都有些急。先用绝缘杆把编织带挑离箱体，谷小了些却没平。后来才发现编织带末端的夹子也贴着箱壁，一并挪开才算干净。点数和量程都设对了，吃亏在一根带子的走向上。

八、六十六千伏这条线以下，标准没有给答案

DL/T 911-2016 的适用范围是 66 kV 及以上电压等级的电力变压器，以及特殊用途的变压器。据标准前言列出的主要技术变化，适用范围一项在 2016 年那一版被重新划定，66 kV 这个下限便是那次划定的结果。

于是 10 kV、35 kV 的配电变压器被留在了外面——这类设备数量极大，现场做频响的也不少，严格讲判据表不是为它们定的。绕组结构、匝数、容量都不同，同一套相关系数阈值能不能照搬，标准没有表态。这条线以下到底怎么参照，各家做法至今仍有争议，有的单位照判据表往下套，有的另立内部阈值，谁也没说服谁。

结构上的差别确实存在。配电变压器常见层式或箔式绕组，匝数与主网变压器不在一个量级，谐振点在频率轴上的分布也不同。把为大容量设备标定的分段边界直接搬过来，段内包含的谐振特征数量并不相同，相关系数算出来是什么意思，缺少同一口径下的解释。

能做的是参照，而不是套用。参照执行有两层含义，一层是把判据当作趋势的刻度而不是合格线，靠同型号横向比较和自身历史曲线说话。另一层是在报告里写明依据的是哪一份标准、被试设备的电压等级落在适用范围之外。后一层尤其容易被省略，等几年后有人拿这份报告去追责，看到的是一份没有边界说明的结论。

出厂指纹建档的时机也值得提前。配电变压器数量大、单台价值低，等到出问题才想到没有基准曲线，只能靠同型号横向比较兜底，而横向比较的前提是几台同型设备的初始频响足够一致，这个前提在层式绕组上未必成立。投运前扫一条存起来，几乎不增加工作量，却能把后面每一次的判读从猜测变成有据可依的比对，也让同型号之间的横向比较有了一条可以对照的基准曲线。我们给 35 kV 的配电变写结论时，会单独加一句适用范围的说明，免得几年后有人拿它当合格线用。

报告里怎么写，可以参照这个句式，本次频响测量依据 DL/T 911-2016 的分段与判据执行，被试设备电压等级为 35 kV，落在该标准适用范围之外，判据结果仅作趋势参照，不作为合格判定依据。这一句落下去，后面便不必再解释。

这一段留白是真实的。作业指导书里替标准补上一个数，那个数便成了写的人自己的判断，日后对不上，责任也在写的人。

九、分接和剩磁各动哪一段

判读时需要优先分清的，是哪些量会把哪一段挪动。挪错段，会把干扰读成变形。

分接位置改变的是接入的匝数，匝数变了电感随之改变，电感主导的是低频那一头，所以动的是低频段。剩磁同理，它改的是铁芯的工作点，也在低频段显形。测试线的走向、夹持点的接触状况、编织带贴不贴箱体，改的都是测量回路的分布参数，落在高频段。

分接位置还藏着一个细节，不同分接下接入的匝数变化并不是处处等量，靠近极限分接处的偏差与额定分接附近并不一致。纵向比较时把分接位置记准，比对才能定位到具体档位。

油温的影响比前几项小，主要通过绝缘介质的介电常数改变分布电容，在中频段留下轻微偏移。它不足以单独造成误判，却会让两条曲线的细微差别变得难以归因。做纵向比较时把油温差一并记下来，比事后猜测划算。

这张表的落段划分是按主要影响说的，段与段之间没有硬墙。分接位置改的是电感，电感的影响集中在低频段，往上衰减但不会凭空归零。用表排查时按段落顺序走，心里留着这一句，遇到跨段的异常才不会硬套。两段之间没有硬墙。

这张表的用法是排查顺序。曲线出了异常，先按表把可归因的部分逐项排除，剩下的才谈得上变形。反过来说，未排干扰便下结论，是把一次测量问题写成一份缺陷报告。

十、报告里写的是哪套分段

归档时值得多记几项：扫频区间的起止频率、总点数及其间隔方式、计算相关系数所用的分段边界、分接位置、接线方式、油温、仪器型号、软件版本、接地与夹持的具体做法。这几项缺任何一项，几年后这份曲线很难再被复用。

数据导出的格式也别随意。DL/T 911-2016 的附录 B 对导出格式有要求，元数据字段要带上绕组参数、测量时间与工况信息。这条要求看着琐碎，作用在于让几年后的软件还能读得懂当初存的曲线。

判据与波形给出不一致的结论时，以波形为准，相关系数是把一整条曲线压成一个数，压的过程中峰谷的形状、位置的先后、衰减的快慢都丢了，剩下那个数只能说明两条曲线整体上像不像，说明不了像在哪一段、又不像在哪一段。相关系数是把曲线压成一个数，压的过程中形状信息会丢。曲线上明显多出一个谐振峰或者少了一个谷，即使数值没越限，也值得追下去。

还有一项常被漏掉——接地与夹持的现场照片，先问一声拍了没有吧。文字能记录夹持点在哪，记不下夹持点的漆有没有除净，拍两张附在报告里，复核的人一眼能看出当时的做法是否到位。归档还牵着责任，曲线是谁在哪种设置下测的，写明白之后结论才有人接得住。

现场复核时我们会把同一条曲线按两套边界各算一遍，两套都给出同向的结论才敢往上写。多花的时间不过几分钟，换来的却是结论经得起别人用另一套口径复核。

结语：下次先定分段，再定扫频

接单时先把分段口径与扫频区间一次谈定，落进作业指导书，再去调仪器。判据阈值只对它自己的分段成立，电压等级落在适用范围以外的设备，没有可引的合格线。剩下那一半，靠出厂指纹与同型号横向比较补齐。

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