变压器广泛应用于日常生产生活中多个领域，并在许多产品中起着重要的作用，而多类变压器的电磁兼容-直没有系统而详细的介绍，本文详细介绍了最新变压器电磁兼容测试标准GB/T 21419-201 3和IEC 62041：2017的内容，分析两个标准的差异性内容，具体说明关于IEC 62041；2017新增不确定度和符合性判定流程，最后针对不同环境中变压器的多类电磁干扰源进行原理性分析并给出整改建议。对于变压器电磁兼容的设计研发及检验人员整体把握标准动向、试验内容、整改措施具有-定的参考价值。
变压器根据功能的不同具有电压/电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等作用，根据使用条件的不同广泛应用于电力系统、轨道交通、电力电子、测量测控、工科医等多个领域。比如智能电力变压器，电压互感器PT、电流互感器CT的数据采集及控制系统。电力系统自身的电磁环境对于变压器的电磁兼容性有着较高的要求，同时变压器在开关电源、电动汽车、PCB板设计等功能应用上起着重要的作用，而这些方向又与多种行业的多类产品息息相关，需要对变压器的电磁兼容性进行系统性分析与研究。 一般将变压器分为干式变压器、油浸式变压器和小型变压器，电力变压器中的油浸式变压器采用标准GB/T 1094.1-2013[1]，电力变压器中的干式变压器采用标准GB/T 1094.11-2007[2]。在以上两个标准中，就发射电磁干扰和抗电磁干扰而言，电力变压器本体侧可看成是无源元件，对于电磁兼容试验没有要求[1][2]。近些年随着电网智能化程度的提高，电力变压器配套多种智能组件，包含用以进行测量、控制、监测、计量和保护等作用的智能电子装置[3]，对于开发变压器多参量保护、后续电力系统继电保护等都有重要意义。这些智能电子装置包含大量电子元件，需完成数据及控制指令的收发及处理，所处电磁环境严酷而复杂，电磁兼容性研究必不可少。 对于小型变压器，目前现行的电磁兼容中文标准是GB/T 21419-2013[4]，该标准适用于GB 19212[5]系列标准所规定的变压器，由SAC/TC 418国家标准化管理委员会小型电力变压器、电抗器、电源装置及类似产品标准化技术委员会归口。GB/T 21419-2013等同采用IEC 62041:2010[6]，目前英文标准最新版本为IEC 62041:2017[7]，由IEC/TC 96国际电工委员会小型电力变压器、电抗器、电源装置及类似设备技术委员会制定。 标准GB/T 21419-2013[4]从不同电磁兼容试验项目角度出发，给出了不同端口的电磁兼容试验项目在不同环境下的试验等级，具体内容见表1。 表1 GB/T 21419-2013试验内容索引 其中1类环境代表居住、商业或轻工业场所（户内和户外），2类环境代表工业环境（户内和户外）。 标准IEC 62041:2017从适用环境和试验端口角度出发，给出变压器需测试的电磁兼容项目，具体见表2。 表2 IEC62041:2017试验内容索引 其中，ESD代表静电放电，RS代表辐射射频电磁场，EFT代表电快速瞬变脉冲群，SURGE代表浪涌（脉冲），CS代表射频场感应的传导骚扰，Dips代表电压暂降，Interruptions代表电压短时中断，Harmonics and flicker代表谐波和闪烁，RE代表辐射射频骚扰，CE代表传导射频骚扰，Discontinuous disturbance代表断续骚扰。 根据本文整理的表1结合GB/T 21419-2013，表2结合IEC 62041:2017，测试和研究人员由变压器适用环境、端口种类即可明确需要测试的电磁兼容试验项目。两个标准区别在于，GB/T 21419-2013是将同一试验项目的不同端口分表格描述，而IEC 62041:2017是将同一环境的不同端口分表格描述，从阅读便利性方面IEC 62041:2017更为优异。 GB/T 21419-2013等同采用IEC 62041:2010，所以IEC 62041:2017与中文标准GB/T 21419-2013的区别即是与自身旧版本标准的区别。 4.1 增加/变更了引用标准和内容 4.2 不确定度 IEC 62041:2017中新增了发射类试验项目传导骚扰、辐射骚扰的不确定度要求，同时对于确定批量变压器产品的电磁兼容发射试验的符合性判定给出了测量程序。 4.2.1 新增不确定度要求 在IEC 62041:2017中新增了辐射骚扰不确定度的内容，依据的是不确定度标准CISPR 16-4-2具体内容见表3。表3 新增辐射骚扰不确定度要求 表3中给出的推荐不确定度数值是依据的CISPR 16-4-2:2014[10]，而在最新版CISPR 16-4-2:2018[11]中针对200 MHz~1 GHz对数周期天线测量结果的不确定度计算中，其中的“相位中心的位置”这一输入量的不确定度有所改变[11] [12]，所以200 MHz~1 GHz对数周期天线水平极性在10 m距离的不确定度改为5.20 dB，3 m距离的不确定度改为5.12 dB（天线倾斜）和5.21 dB（天线不倾斜）。相同的，200 MHz~1 GHz对数周期天线垂直极性在10 m距离的不确定度改为5.21 dB，3 m距离的不确定度改为5.14 dB（天线倾斜）和6.21 dB（天线不倾斜）。由于IEC标准更新换代较快，且此处不确定度均是减小，所以需了解并注意。 4.2.2 符合性判定的不确定度 用于进行批量变压器产品的电磁兼容符合性判定时，按照上表2中关于发射类试验的要求，需要至少在5台变压器上进行试验，特殊情况无法得到5台样品，至少在3台样品上进行试验[13]。 符合性判断程序依据CISPR TR 16-4-3：2004[13]，该标准遵循80 %/80 %原则，即必须向消费者确保产品总量的80 %，以80 %的置信度符合发射类试验的要求。 如果每一个测得的骚扰电平均满足下式，则可判定该批变压器符合限值。 Xmax+kE×σmax＜L （1） 其中： Xmax—所有测量样本的最大测量值； kE—对应表5中取决于样本大小的因子，是指的某一“产品类”的产品的80%以80%的置信度低于限值时，从正态分布表中得到的因子； σmax—产品期望的最大标准差，针对不同类型的骚扰测量使用以下保守值：传导骚扰σmax=辐射骚扰σmax=6 dB； L—允许的限值。 n 3 4 5 6 kE 0.63 0.41 0.24 0.12 根据公式（1）将kE和σmax相乘，即得到附加接受限值，见表5。 表5 CISPR TR 16-4-3：2004中给出的附加接受限值 样品数量 3 4 5 6 附加接受限值（dB） 3.8 2.5 1.5 0.7 该判断程序如下：首先确定样本大小，根据样品数量在表4中查得对应因子，将该因子与推荐的骚扰测量的产品期望的最大标准差相乘，得到测量时的允许附加接受限值。其次对全部样品进行标准要求的骚扰项目的测量，测量完毕取所有样品测量值的最大值，将最大值与附加接受限值相加，该结果与测量最大值频率点处的标准限值对比，若结果小于限值则试验通过，认为该批变压器产品满足要求，若结果大于限值则结论反之。 根据以上程序，可以理解为测量最大值的裕量不小于表5中规定的值，则可认为该批变压器产品满足要求。在此程序中样本量最大是6，若有更多数量的样品来进行符合性判定，可用不使用附加接受限值的基于二项式分布的试验方法进行判定[13]。 4.3 辐射骚扰中新增内容 对比中文标准GB/T 21419-2013，IEC 62041:2017对外壳端口的辐射骚扰的测量，增加了不同频段、不同测量场地的相应限值，同时针对样品的不同工作频率规定了测量频段。外壳端口的辐射骚扰的差异来看，IEC 62041:2017增加了对变压器产品更高频段辐射骚扰的测量要求，侧面证明了现在各类变压器所处电磁环境越来越复杂，对于辐射骚扰的要求更为全面和详细。 5.1 中文标准 GB/T 21419-2013 5.2 英文标准IEC 62041:2017 6.1 小型变压器 变压器由绕在铁芯上的两个或多个绕组组成，绕组之间在电路上处于隔离状态，通过交变磁场互相联系，这种原理可以利用磁路实现设备之间的连接，即同一频率的电压/电流信号可以从变压器的一次侧传递至二次侧。从电磁兼容角度来讲，变压器隔离可以切断变压器两端的低频的共模电流。但是变压器初次级之间的寄生电容仍然能够为频率较高的共模电流提供通路，对于像电快速瞬变脉冲群这样的高频宽带的共模干扰信号,雷击浪涌以及振铃波的共模信号，变压器的隔离功能已经不起作用。这种情况可以在变压器主次级之间设置屏蔽层，直接作用于减小变压器主次级之间的寄生电容，另外可在变压器两端的信号地之间也跨接一个比寄生电容大得多的Y电容，并在电缆侧做良好接地，这两种方式都可以减小通过的共模电流。同时，由于电磁兼容中的传导骚扰测量的是对地不平衡电压，所以这种屏蔽方式也可以间接减小传导骚扰和辐射骚扰。 6.2 智能电力变压器 变压器的雷电冲击试验是型式试验项目之一，用来考核变压器主绝缘和纵向绝缘对雷电冲击电压的承受能力[15]，而在试验过程中雷击电磁场会从线缆或空间以各种形式耦合到变压器的智能组件的电源部件、通讯部件，这种情况下由线缆耦合的阻尼振荡波和空间耦合的脉冲磁场是必要要考核的电磁兼容试验项目。 变压器在运行过程中会承受由突发性的系统断路、负荷投切而产生的短路/故障电流的冲击，伴随大电流的是机械应力、热应力损坏，以及由系统过电压、瞬时过冲、绕组内部谐振产生的电应力损坏，这些不同的损坏方式都会导致变压器绝缘老化，进一步会产生局部放电。所以实时监测变压器绝缘损坏导致的局部放电信号是智能变压器重要的一项工作，而这种监控系统必须提前经过电磁兼容设计，否则会影响电力系统日常检修和正常运行。 6.3 开关电源 变压器的电磁兼容性设计对整个开关电源的电磁兼容水平影响最大。在实际产品中，开关电源种类非常多，体积作用不一，所以传统的在电源线加装滤波器的办法不能粗暴的适用于各类产品。可在电源和信号电路中增加共模电感，以增大干扰回路阻抗，减小共模干扰电流；或增加共模电容，对共模干扰电流进行旁路引流。同时做好电源隔离可有效减小信号干扰，此外良好的控制回路接地、做好屏蔽措施也是增加开关电源电磁兼容抗干扰能力的有效方式。 本文从变压器电磁兼容测试标准入手，分析了不同功能变压器的工作原理，分别对最新变压器电磁兼容中英文标准的试验项目进行系统性梳理，并给出最新中英文标准内容的差异，对于英文标准IEC 62041：2017新增的不确定度分析和符合性判定流程着重说明，并对相关内容的引用标准的最新版本的更新内容进行说明。针对不同环境的变压器的电磁干扰源进行研究并给出相应的干扰和抗干扰整改措施，本文对于变压器检验检测人员研究电磁兼容标准和试验内容，以及变压器设计研发人员进行电磁兼容设计与整改，以及对于变压器电磁兼容性框架的整体性把握，具有一定的参考意义。 
