В настоящее время обмотка трансформатора в основном изготавливается из медной проволоки и медной фольги, но также из алюминиевой проволоки и алюминиевой фольги. Однако существует спор о дефектах трансформатора с медной обмоткой и трансформатора с алюминиевой обмоткой. В настоящее время трансформатор с алюминиевой обмоткой более широко используется в распределительных трансформаторах, особенно в Европе, Северной Америке, Латинской Америке и других регионах.
Сравнение характеристик меди и алюминия. Учитывая экономическую-эффективность и доступность, на рынке для изготовления проводников трансформаторов преимущественно используются медь и алюминий, причем их ключевые различия заключаются в следующем:
1. удельное сопротивление
2. плотность
3. скин-эффект проводника
4. возможность подключения
5. обрабатываемость
6. механическое поведение
1. Удельное сопротивление и плотность
Электропроводность алюминия составляет примерно 62% от электропроводности меди. Для достижения такого же сопротивления алюминиевые проводники требуют площади поперечного сечения-на 62 % большей, чем у медных. Это требует увеличения поперечного сечения- для поддержания эквивалентного сопротивления, что увеличивает количество других материалов, используемых в силовых трансформаторах, таких как железные сердечники и корпуса. Однако плотность алюминия ниже плотности меди (2,7 кг/дм³ против . 8.9 кг/дм³). При одинаковом сопротивлении и длине обмотки (при одинаковых потерях) масса алюминия уменьшается вдвое.
2. прочность на растяжение
Алюминий имеет меньшую прочность на разрыв, чем медь. Однако по сравнению с медными материалами, имеющими такое же удельное сопротивление, увеличенная площадь поперечного сечения алюминиевых проводников помогает компенсировать более низкий предел текучести.
3. Тепловые характеристики и термическая стабильность при коротком-замыкании
Сравнение термостойкости короткого-замыкания трансформаторов с медными и алюминиевыми обмотками одной модели
Для одной и той же модели трансформатора сравнение стойкости к току короткого замыкания-между медными и алюминиевыми трансформаторами показано на рисунке ниже (согласно GB1094.5-2008, медь выдерживает температуру 350 градусов, а алюминий - 200 градусов).
Медь, время выдержки тока короткого замыкания-/с Алюминий, время выдержки тока короткого замыкания-,/с
Сравнение на рисунке выше показывает, что для трансформаторов одной и той же модели повышение температуры медных и алюминиевых трансформаторов по существу одинаково при одинаковом токе и продолжительности короткого-замыкания, но медные трансформаторы могут выдерживать ток короткого-замыкания в течение более длительного периода, чем алюминиевые трансформаторы.