Медные провода для трансформаторов

Обмоточный провод

Обмотки силовых трансформаторов наматываются медными или алюминиевыми проводами прямоугольного или круглого сечения, имеющими электрическую изоляцию, которая обеспечивает электрическую прочность между соседними витками (витковую изоляцию). Края проводников прямоугольного сечения делаются закругленными, что необходимо для уменьшения напряженности электрического поля в изоляции. Алюминий по сравнению с медью имеет удельное электрическое сопротивление больше на 60% и механическую прочность при растяжении меньше в 3,5 раза. Поэтому алюминиевые провода можно использовать лишь в трансформаторах небольшой мощности, где допустимы более высокие потери энергии, и достаточна меньшая механическая прочность обмоток, поскольку при коротких замыканиях меньше токи и электродинамические усилия.

Для изоляции проводов применяются разные изоляционные материалы. На первом месте среди них стоят бумаги на основе целлюлозы, прежде всего кабельная бумага. К се достоинствам следует отнести высокую электрическую прочность, хорошую пропитываемость трансформаторным маслом и другими электроизоляционными жидкостями, низкую стоимость. Провод марки ПБ (прямоугольного сечения с бумажной изоляцией), изолированный кабельной бумагой, используется в масляных трансформаторах всех напряжений, а также в сухих трансформаторах. В обмотках высших классов напряжения применяется провод марки ПБУ, изолированный уплотненной бумагой — разновидностью кабельной бумаги, имеющей повышенную электрическую прочность. Эта бумага может работать при средней напряженности рабочего напряжения до 2 кВ/мм. Выпускаются провода с бумажной изоляцией толщиной от 0,45 до 3,6 мм на две стороны.
Очень высокие качества имеют бумаги на основе синтетических волокон из ароматического полиамида (арамида), в частности, типа «номекс» фирмы Du Pont. Главное достоинство арамидных материалов — высокая нагревостойкость. Так, допустимая расчетная температура каландрированной бумаги «номекс-410» составляет 200°С (бумаги из целлюлозных волокон — 105°С). Электрическая прочность при 200°С составляет не менее 95 % прочности при 20°С. Расчетная средняя напряженность при рабочем напряжении, рекомендуемая фирмой, равна 1,6 кВ/мм; для бумаги «номекс-418», в состав которой входит слюда (50%) — 3,2 кВ/мм. При такой напряженности обеспечивается высокая стойкость в отношении частичных разрядов. Старение характеризуется такими цифрами: при температуре 220°С пробивная напряженность бумаги «номекс-410» толщиной 0,25 мм снижается с 32 кВ/мм до 12 кВ/мм в течение 2 *10+5 ч (более 22,8 лет). Влагосодержание мало влияет на электрическую прочность. Арамидная бумага имеет меньшую, чем целлюлозная, диэлектрическую проницаемость — 1,6 при толщине бумаги 0,05 мм, 2,7 при 0,25 мм и 3,7 при 0,76 мм (по сравнению с 4,5 у целлюлозной), что обеспечивает снижение напряженности поля в масляных или воздушных каналах, прилегающих к обмотке. Недостаток арамидной изоляции — высокая стоимость, из-за которой она применяется в основном в сухих трансформаторах.
В обмотках трансформаторов малой мощности при небольших напряжениях на одном витке и, следовательно, на витковой изоляции применяются провода с эмалевой изоляцией. Эмали могут работать как в масляных, так и в сухих трансформаторах. В последних используются эмали с высокой нагревостойкостью, имеющие допустимую температуру 200 — 220°С.
В сухих трансформаторах также применяются провода со стеклоизоляцией (допустимая температура 180°С).
Электрический ток распределяется по сечению проводника неравномерно — проявляется поверхностный эффект. Поэтому применять проводники большого сечения неэкономично. Прямоугольный провод с бумажной изоляцией имеет наибольшие размеры проводника 4,25×19,5 мм2. Наибольшая допустимая плотность тока (средняя по сечению) не превышает 3-3,5 А/мм2, т.е. максимальный ток в проводнике не может быть больше 250-300 А.
При больших токах обмотка наматывается из нескольких проводов, соединяемых параллельно. Если параллельные провода размещаются в радиальном направлении, то их длина, активное и индуктивное сопротивления будут различны, что приведет к неравномерному распределению тока по параллелям, если не принять специальных мер. Такими мерами является транспозиция проводов, выполняемая по ходу обмотки, в результате которой провода меняются местами, и их сопротивления выравниваются.
Изоляция между расположенными рядом параллельными проводами может быть уменьшена, поскольку напряжение между ними отсутствует. При этом можно уменьшить радиальный размер обмотки и улучшить ее охлаждение. Это достигается применением подразделенных проводов марок ПБП и ПБПУ. Подразделенный провод состоит из нескольких элементарных проводников (от двух до четырех), каждый из которых имеет свою изоляцию небольшой толщины (обычно 0,45 мм на две стороны), и все вместе изолируются общей изоляцией, обеспечивающей необходимую электрическую прочность между витками (рис. 1).


Рис. 1. Подразделенный провод.
1 – элементарный проводник, 2 – изоляция элементарного проводника, 3 — общая изоляция.

Рис. 2. Транспонированный провод.
1 – элементарный проводник, 2 – бумажная изоляция между рядами, 3 – общая изоляция

Для облегчения намотки и упрощения конструкции обмоток с большим числом параллельных проводов применяется транспонированный провод марок ПТБ и ПТБУ. Он состоит из нечетного числа параллельных элементарных проводников с эмалевой изоляцией, расположенных в два ряда (рис. 2). Между рядами проложены полоски кабельной бумаги; поверх всех проводников накладывается общая изоляция из кабельной бумаги. При изготовлении провода выполняется транспозиция путем круговой перестановки элементарных проводников по прямоугольному контуру. Шаг транспозиции (полный цикл перестановки) составляет от 40 до 200 мм.

Провода для обмоток трансформаторов

А. П. Кашкаров, г. Санкт-Петербург

Для изготовления трансформаторов и дросселей используются специальные обмоточные провода. Об основных типах таких проводов отечественного и зарубежного производства рассказано в этой статье.

Отечественные обмоточные провода


Наибольшее распространение получили обмоточные провода в эмалевой изоляции на основе высокопрочных синтетических лаков с температурным индексом (ТИ) в диапазоне 105…200. Под ТИ понимается температура провода, при которой его полезный ресурс не менее 20000 ч.

Медные эмалированные провода с изоляцией на основе масляных лаков (ПЭЛ) выпускаются с диаметром жилы 0,002…2,5 мм. Такие провода обладают высокими электроизоляционными характеристиками, которые практически не зависят от внешнего влияния повышенных температур и влажности.

Проводам типа ПЭЛ свойственна большая зависимость от внешнего воздействия растворителей, относительно проводов с изоляцией на основе синтетических лаков. Обмоточный провод ПЭЛ можно отличить от других даже по внешнему признаку -эмалевое покрытие по цвету близко к черному.

Медные провода типов ПЭВ-1 и ПЭВ-2 (выпускаются с диаметром жилы 0,02…2,5 мм) имеют поливинилацетатную изоляцию и отличаются золотистым цветом. Медные провода типов ПЭМ-1 и ПЭМ-2 (с тем же диаметром, как и ПЭВ) и прямоугольные медные проводники ПЭМП (сечением 1,4…20 мм2) имеют лакированную изоляцию на по-ливинилформалевом лаке. Индекс «2» в соответствующем обозначении проводов ПЭВ и ПЭМ характеризует двухслойную изоляцию (повышенной толщины).

ПЭВТ-1 и ПЭВТ-2 — эмалированные провода с температурным индексом 120 (диаметром 0,05…1,6 мм), они имеют изоляцию на основе по-лиуретанового лака. Такие провода удобно монтировать. При пайке не требуется зачищать лакированную изоляцию и применять флюсы. Достаточно обычного припоя марки ПОС-61 (или аналогичного) и канифоли.

Эмалированные провода с изоляцией на полиэфирамидной основе ПЭТ-155 имеют ТИ равный 155. Они выпускаются с жилами не только круглого сечения (диаметра), но и прямоугольного (ПЭТП) типа с диаметром проводника 1,6-1 1,2 мм2. По своим параметрам провода ПЭТ близки к рассмотренным выше проводам типа ПЭВТ, но имеют более высокую стойкость к нагреванию и тепловому удару. Поэтому обмоточные провода типов ПЭВТ и ПЭТ, ПЭТП особенно часто можно встретить в мощных трансформаторах, в том числе в трансформаторах для сварочных работ.

Отечественные высокочастотные обмоточные провода

На высоких частотах применяются многожильные эмалированные обмоточные провода (литцендраты ) типа ЛЭШО в шелковой однослойной изоляции или ЛЭШД — фв двойной шелковой изоляции. Такие провода состоят из пучка медных эмалированных проволочек диметром 0,05…0,1мм и используются для катушек индуктивности ( и дросселей ). В высокочастотных проводах типов ЛЭШО, ЛЭШД, ПЭЛО, ЛЭЛД, ДЭП, ЛЭПКО жилы скручены из отдельных Эмалированных проволок для уменьшения потерь от поверхностного эффекта ( Эффекта близости). В табл.№1 приведены диаметры широко применяемых высокочастотных обмоточных проводов отечественного производства. Для нечетных номеров диаметр провода примерно равен половине суммы диметров двух соседних (четных) номеров.

Обозначение популярных зарубежных обмоточных проводов

В США и Великобритании обозначение диаметров обмоточных проводов записывается словами wire size (размер провода).

Например, в США применяют систему

American Wire Gauge (AWG). Также иногда в США используют систему B&S, а в Великобритании — Standar Wire Gauge (SWG). В табл.2 и табл.3 приведены диаметры широко применяемых типов обмоточных проводов по стандартам AWG и SWG.
Допустимая нагрузка на проводники

Максимальный допустимый ток, который можно пропускать через провода, не тревожась за возгорание или нарушение контакта, определяется в соответствии с табл.4. Максимальный нагрев резиновой или пластмассовой (а также их сочетаний или производных) изоляции проводов не должен превышать температуры +50градусов. От этого температурного параметра зависит продолжительность безопасного воздействия
на проводник максимально допустимого тока ( Imax A в табл.4)
Журнал «Электрик»

Всего комментариев: 3

Здраствуйте, подскажите мне надо перемотать вторичную обмотку трансформатора на 24 вольт, какой взять провод? Спасибо

Провод обмоточный ПБПУ

1 — Токопроводящая жила обмоточного провода ПБПУ — проволока медная прямоугольного сечения;
2 — Изоляция элементарного проводника — из лент трансформаторной бумаги;
3 — Изоляция провода ПБПУ — из лент кабельной и трансформаторной бумаги класса нагревостойкости А.

Перейти к проводуПБ
Перейти к кабелю ПБУ
Перейти к кабелю ПБП

Провод обмоточный: разновидности и предназначение

Принцип работы большинства электрических машин, основан на взаимодействии магнитных полей, которые создаются с помощью обмоток катушек. Катушки — обязательная деталь генераторов и трансформаторов, почти всех радиоэлектронных устройств.

Для их создания используют провод обмоточный. Расскажем о его видах и марках, особенностях и применении разных типов.

Для чего нужно знание особенностей проводов для обмотки

Многие делают ремонты своими руками, или собирают самодельные конструкции. Часто сгоревший электродвигатель перематывают самостоятельно, наматывают электромагниты (соленоиды) трансформаторы, магнитные антенны и катушки индуктивности для радиоэлектронных устройств. При этом учитывают только диаметр провода и количество витков (эти характеристики можно узнать в справочниках, пособиях по ремонту или рассчитать).

  • Но часто важны не только они, но и тип провода — а он может и не указываться. Например, нужное количество витков из-за того, что выбрали марку с более толстым слоем изоляции, может просто не уместиться в габариты катушки.
  • Немаловажен тип провода и для надежности устройства, и даже его безопасности, если выбрать его с недостаточным сопротивлением изоляции или непредназначенный для работы при такой температуре, то может произойти межвитковое замыкание или пробой.
  • Если первое приведет только к выходу из строя устройства, то второе, при несоблюдении мер безопасности (заземления, зануления и т. п.), может быть и опасно для жизни.
Смотрите так же:  Электропроводка автобуса паз

Кроме сказанного выше, цена на провода с одинаковыми электрическими характеристиками, но разных типов, может значительно различаться. Зная это, можно сэкономить на материале.

Зачем переплачивать за провод, рассчитанный на работу при повышенной температуре и влажности для трансформатора, в котором отлично может работать и широко распространенная марка ПЭВ.

Классификация проводов

Классифицируют провода по нескольким критериям.

Материал проводника

  1. Медные — наиболее широко распространены.
  2. Алюминиевые — из-за большего, чем у меди удельного сопротивления применяют реже. Но, в последнее время, их использование расширяется, так как алюминий дешевле.
  3. Из сплавов сопротивления (нихром и тому подобное) — используют для некоторых устройств.

Геометрия сечения

Сечения проводов бывают круглыми и прямоугольными. Вторые используют при необходимости пропускания через проводник большого тока, для проводников с большой площадью сечения. Для охлаждаемых катушек, используют полую проволоку.

Материал изоляции

Используются различные материалы — от бумаги и натуральных волокон, до стекла. Часто применяют несколько слоев, например: бумагу и эмаль.

Для изоляции важны не только диэлектрические свойства, но и механическая прочность, а также толщина. Чем она меньше, тем больше витков можно уложить в катушке при заданном диаметре провода.

Маркировка проводов

Маркируются они несколькими буквами и цифрами, после марки обычно обозначают диаметр сечения.

Внимание. Диаметр сечения провода определяют по меди, поэтому если вы хотите узнать его, замерив, например, микрометром, предварительно удалите изоляцию.

У медных проводов первой идет буква П (провод), алюминиевые обозначаются АП, для сплавов сопротивления есть свои обозначения. Затем идет обозначение изоляции, обычно по начальным буквам материалов ее составляющих и количества слоев. У прямоугольных проводов, в конце ставится буква П (прямоугольный) дальше может следовать через дефис еще цифра, отличающая типы.

Например ПЭЛШКО — Провод Эмаль Лак Шелк Капроновый Одинарный, медный провод покрытый лаковой эмалью, и дополнительно изолированный одним слоем капронового шелка. Если бы было два слоя, то стояла бы буква Д (двойной).

Дальше рассмотрим более подробно все распространенные разновидности изоляции, не захватывая ее редкие типы, предназначенные обычно для работы в особых условиях или специальных устройств.

Внимание. Мы приводим маркировку, общепринятую в нашей стране. У импортированного провода она может отличаться, вплоть до того, что у каждой компании своя система обозначений. Поэтому, покупая материал зарубежных производителей, нужно изучать паспортные характеристики, и подбирать аналоги по условиям эксплуатации.

Изоляция бумагой

Такие провода, из-за низких диэлектрических свойств, обычно применяют в низковольтных устройствах, комбинируют с другими материалами. Бумага для их производства применяется специальная: кабельная или телефонная.

Широко используют обмоточный провод в бумажной изоляции для маслонаполненных трансформаторов. В них масло не только охлаждает обмотки, но увеличивает сопротивление на пробой. Пример маркировки АПБ — алюминиевые обмоточные провода в бумажной изоляции.

Внимание. Буквой Б могут обозначать не только бумагу но и хлопчатобумажную пряжу, очень похожую на нее по характеристикам.

Волокнистая и пленочная изоляция

Для нее используют различные волокна и пленки: как натуральные (хлопок, шелк), так и синтетические. Они выдерживают большие механические нагрузки, чем провода обмоточные с бумажной изоляцией, но проигрывают им по толщине.

Изготавливают чаще всего многослойной намоткой волокон на проводник. Возможен вариант и когда нити переплетают — такой метод применяют для больших диаметров. Пленка наноситься пропусканием через ванну с жидким изоляционным материалом. Для улучшения свойств, такую изоляцию комбинируют с эмалью, или той же бумагой.

Обозначения материалов обмоток следующее:

Пример: провода ПББО — обмоточные провода с бумажной изоляцией, слой которой усилен слоем намотанной хлопчатобумажной пряжи.

Эти провода используются чаще всего. Практически все обмотки трансформаторов и катушек индуктивности в электронных устройствах наматываются ими. На фото в начале статьи показаны катушки этих проводов заводской упаковки.

Применяются они в широко распространенных электромеханических приборах. Почти каждый встречаемый нами стандартный двигатель, генератор, или контактор, не предназначенный для работы в особых условиях, скорее всего, будет иметь катушки, в которых используются обмоточные провода с эмалевой изоляцией.

Достоинство этого вида изоляции — малая толщина защитного слоя и простота нанесения. Достаточно окунуть провод в эмаль. Обозначают изоляционный материал буквой Э, за которой следующая показывает тип эмали.

  1. Полиамид — Ан.
  2. Винифлекс — В.
  3. Полиамидофторопластовая — И.
  4. Л — лакостойкая эмаль на масляной основе. Самый распространенный тип. Это не оговорка имеется в виду устойчивость именно к воздействию электротехнического лака, точнее растворителей входящих в его состав. Дело в том, что катушки для дополнительной защиты и механической фиксации проводников после намотки пропитывают лаком. Эмаль не должна терять свойств после проведения этой операции.
  5. Полиэфирцианураатимидная устойчивая к фреонам — Ф. Провода обмоточные с эмалевой изоляцией этого типа используют для обмоток охлаждаемых фреонами.
  6. Полиэфирная — Э.
  7. Полиэфиримидная — ЭИ.

Также отличают провода по максимальным температурам, которые выдерживает их покрытие без потери своих свойств. Делят их на группы (индекса) — 105, 120, 130, 155, 180, 200, 220 и выше оС соответственно.

Какие еще особенности изоляции могут указываться в маркировке

Кроме типа материала для изоляции и количества его слоев, дополнительно в маркировке может указываться:

  1. То, что она усиленная — У.
  2. Утонченная — I.
  3. Покрытая слоем дополнительного лака по поверхности — Л.

Обмоточный провод для высоких частот

  • Кроме стандартных одножильных проводов для катушек, работающих при высоких частотах, используют специальные провода — литцендраты.
  • Дело в том, что высокочастотные токи проходят только по поверхности проводника. Сопротивление в этом случае, зависит не от площади сечения проводника, а от длины его периметра.
  • Для того чтобы максимально увеличить ее, обмоточный провод делают многожильным — из пучка тонких, диаметром в доли миллиметра, проводников. Перевивка ведется тоже особым способом. Обозначают такие провода буквой Л.

Перечислим наиболее распространенные марки таких проводов:

  1. ЛЭП и ЛЭЛ — пучок проводников не имеет дополнительной общей изоляции.
  2. ЛЭШО и ЛЭШД — обматываются шелком в один и два слоя соответственно.
  3. ЛЭПКО — с волокнистым капроновым покрытием.

Внимание. Убрать изоляцию с таких проводов механическим способом, из-за тонких жил затруднительно, поэтому перед их лужением для распайки используют специальные травильные составы. Только ЛЭП и ЛЭПКО можно паять сразу — их изоляция удаляется при нагреве жалом паяльника.

Как подобрать провод для обмотки или катушки

Кстати, ручная намотка отличается особым качеством (при соответствующей квалификации работников).

Сечение и марка провода в обмотках, обычно указывается в паспорте изделия, часто данные пишутся и на самом устройстве. Если же документ утерян, то есть несколько способов узнать данные.

  1. Для электродвигателей, контакторов, катушек индуктивности и дросселей, легко найти характеристики в справочниках — только если не попался экземпляр зарубежного производства, или со стертой маркировкой.
  2. Если известны напряжения на обмотках трансформатора и его мощность, то существуют несложные методики расчета. Инструкция, как это сделать, несложна — нужно замерить сечение сердечника, и просчитать буквально несколько формул. Еще проще, рассчитываются электромагниты и катушки индуктивности и дросселя.
  3. Если невозможно применить предыдущие два метода, то просто, при разборке сгоревшей или пробитой обмотки, замеряем диаметр и считаем количество витков. Конечно, отнимет много времени для большого числа витков, но можно использовать устройство для намотки со счетчиком.

Зная сечение и количество витков, подбираем провод, с нужной изоляцией учитывая все факторы. Нужную маркировку можно приблизительно определить, визуально распознав изоляцию.

Но необходимо учитывать и другие факторы. Так, для быстровращающихся обмоток не идут провода с эмалевой изоляцией — ее диэлектрические свойства теряются при температуре более 180 градусов Цельсия, и она просто плавится.

Если устройство работает в условиях повышенной влажности, то не применяют волокнистую обмотку из-за ее гигроскопичности. Условия эксплуатации проводов подробно указываются в паспортах.

Совет. Если возникает проблема с закупкой провода нужного диаметра, то можно намотать обмотку из двух трех подключенных параллельно, главное чтобы сумма площадей их сечения (можно узнать в справочниках) была равна требуемой величине. Ну и естественно чтобы уместиться в габариты катушки.

Будем рады, если нашей статьей помогли Вам в ремонте различных устройств или в самостоятельном их конструировании и сборке. Неплохо даже если мы просто углубили познания в электротехнике и теперь Вы знаете, чем отличаются провода обмоточные с бумажной изоляцией от типа ПЭВ.

Медные провода для трансформаторов

Станок для намотки тороидальных трансформаторов
СНТ-20У (б/у)

Контактная информация
Телефоны:
время работы с 9 до 17
понедельник- пятница
8-495-961-62-75
8-903-592-39-05
8-903-592-39-46
8-903-592-39-75
Электронная почта: [email protected]
Фактический адрес:
г. Москва,
ул. Архитектора Власова д.57
(ЭТПК «Воронцово»)

Почтовый адрес:
117630, г. Москва,
ул. Архитектора Власова д.57
ООО «Павит»

Провода обмоточные с эмалевой изоляцией обозначаются буквенно-цифровым кодом, в котором указываются: вид изоляции, форма сечения провода, тип изоляции и через дефис — конструктивное исполнение, температурный индекс, материал проволоки. В условное обозначение провода входят марка провода с добавлением (через интервал) номинального диаметра круглой проволоки или размеры сторон прямоугольной проволоки (для прямоугольного провода) и обозначение стандарта или ТУ на провода конкретных марок. Провода обмоточные с эмалевой изоляцией (ПЭ) классифицированы по различным признакам


  • эмалевой изоляции: поливинилацетатная; винифлекс (В); метальвин (М); полиуретановая (У); полиэфирная (Э); полиимидная (И); полиамидная (АИ); полиэфириримидная (ЭИ); полиэфирцианураатимидная фреоностойкая (Ф).
  • форме сечения: круглые; прямоугольные (П).
  • толщине изоляции: типа 1; типа 2.
  • конструктивному исполнению изоляции: однослойная; двухслойная (Д); трехслойная (Т); четырехслойная (Ч); с термопластичным покрытием, склеивающимся под воздействием температуры (К).
  • температурному индексу (нагревостойкости), °С: 105, 120, 130, 155, 180, 200, 220 и выше.
  • материалу проволоки: медная; медная безжелезистая (БЖ); медная никелированная (МН); алюминиевая мягкая (А); алюминиевая твердая (АТ); биметаллическая: алюмомедная мягкая (АМ), сталемедная (СМ); из сплавов: манганиновая мягкая (ММ), манганиновая твердая (МТ), манганиновая стабилизированная (МС), константановая мягкая (КМ), константановая твердая (КТ), никелькобальтовая (НК); дрогоценных металлов; никелевая; нихромовая (НХ).

Провода обмоточные с эмалево-волкнистой, волокнистой, пластмассовой и пленочной изоляцией подразделяются:

  • по виду изоляции: волокнистая: хлопчатобумажная (Б), из натурального шелка (Ш), капроновая (К), полиэфирная (лавсановая) (Л), из трилобала (Кп), оксалона (Од), аримида (Ар); бумажная (Б); стекловолокнистая (С); стеклополиэфирная (СЛ); пластмассовая (П); пленочная: фторопластовая (Ф), полиамидо-фторопластовая (И), фторопластовая с полиимидно-фторопластовой (ФИ); комбинированная.
  • по числу обмоток: однослойная (О); двухслойная (Д).
  • по виду пропитки: глифталевая, полиэфирная и другие основы (130 °C); кремнийорганическая (155 и 180 °С); органосиликатная композиция (свыше 180 °С).
  • по типу изоляции: нормальная; утонченная (Т); усиленная (У); дополнительная поверхностная лакировка (Л).
  • по отличителным особенностям: транспонированный провод (т); подразделенный провод (П); число элементарных проводников (обозначается цифрой); толщина общей бумажной изоляции (знаменатель дроби).
  • по температуре эксплуатации: 60, 80, 90, 120, 180, 200 °C; нагревостойкости в пропитанном состоянии на классы: У (90°C), A (105°C), E (120°C), B (130°C), Г (155°C), H (180°C), C (более 180°C).
  • материалу проволоки: медная; медная безжелезистая (БЖ); медная никелированная (МН); алюминиевая (А); манганиновая мягкая (ММ); манганиновая твердая (МТ); константановая мягкая (КМ); константановая твердая (КТ); нихромовая (НХ).
  • по сплавам: на основе меди (БрМгЦр); покрытые словом никеля или железа и никеля, нанесенных гальванических способом и сплавом на основе других материалов.
  • по конструктивному исполнению жилы: круглая (однопроволочная, многопроволочная); прямоугольная; полая.

Медные провода для трансформаторов

В настоящее время в обмотках трансформаторов и реакторов в основном применяются известные уже ни одно десятилетие типы обмоточных проводов:

провода с бумажной изоляцией;

подразделенные провода с бумажной изоляцией;

провода с изоляцией из арамидной бумаги;

провода с пленочной изоляцией;

провода с эмалевой изоляцией;

провода со стекловолокнистой изоляцией;

Растущие требования к надежности трансформаторов и реакторов к их технико-экономическим характеристикам, усиливающаяся конкуренция со стороны зарубежных фирм диктуют производителям проводов новые условия развития. На рынке появляются новые модификации хорошо известных типов проводов, начинается освоение выпуска проводов ранее не изготавливаемых в России, повышаются требования к качеству обмоточных проводов.

Провода с бумажной изоляцией применяются в масляных трансформаторах. Простейшая конструкция из двух элементов: проводника и бумажной изоляции. В качестве проводников используется как медь, так и алюминий, изоляция может быть из кабельной, трансформаторной высокой плотности или микрокрепированной бумаги. Изоляция из бумаги высокой плотности обладает более диэлектрическими свойствами. Провода с изоляцией из микрокрепированной бумаги обладают более высокой эластичностью, их применение продиктовано главным образом появлением на трансформаторных заводах нового технологического намоточного оборудования. В последние годы отмечается тенденция расширения размерного ряда применяемых проводников и толщин изоляции.

На сегодняшний день провода с бумажной изоляцией, включая с подразделенные провода, самые применяемые типы проводов при изготовлении трансформаторов, их доля составляет более 50%.

Подразделенные провода с бумажной изоляцией.

Для снижения потерь в обмотке жилу провода разделяют на 2 ,3 и более элементарных проводников, каждый из которых изолируется отдельно и поверх накладывается общая бумажная изоляция. Провода широко применяются в обмотках трансформаторов и реакторов большой мощности. До настоящего времени российские заводы могли предложить подразделенные провода с количеством проводников не более 3, но с ожидаемым вводом в 2009 году нового оборудования на ЗАО «Москабель-Электрозавод» количество проводников может быть увеличено до 6.

В последнее время получает развитие конструкция подразделенного провода с эмалевой изоляцией элементарных проводников. Применение маслостойкой эмали вместо бумаги на элементарных проводниках оправдано следующими факторами:

многолетним использованием проводов с эмалевой изоляцией в конструкции транспонированных проводов;

значительным уменьшением толщины изоляции элементарных проводников и, как следствие, снижением общего размера провода по высоте по сравнению c обычным проводом, имеющим бумажную изоляцию элементарных проводников, что в конечном итоге приводит к снижение веса и габаритов трансформатора .

значительным снижением количества целлюлозы в трансформаторе, что уменьшает выделение газов в масло и тем самым снижает затраты на обслуживание трансформатора.

Провода с арамидной бумагой.

Изоляция из синтетической арамидной бумаги «Nomex». Данный тип проводов широко используется для сухих трансформаторов и масляных трансформаторов с комбинированной изоляцией. Основное преимущество замены обычной бумажной изоляции на арамидную — повышение класса нагревостойкости проводов до 200°С.

Провода со стекловолокнистой изоляцией.

Изоляция проводов состоит из стеклянных нитей, пропитанных эпоксидным, полиэфирным или кремнийорганическим лаками. Класс нагревостойкости проводов от 155 до 200. Достоинством этого типа изоляции является ее высокая стойкость к механическим нагрузкам и хорошая совместимость с пропиточными электроизо-ляционнами лаками. Провода применяются в обмотках сухих трансформаторах системы монолит и реакторах.

Прямоугольные провода с пленочной изоляцией.

На сегодняшний день в качестве изоляции находят применения полиэти-лентерефталатные пленки (лавсан, майлар) с классом нагревостойкости 130-155°С, полиимидно-фторопластовые (ПМФ) с классом нагревостойкости 200°С.

Комбинация полиимида и фторопласта позволяет создать тонкую нагрево-стойкую изоляцию с высоким значением электрической прочности. Наличие фторопласта позволяет при изготовлении провода произвести спекание изоляции.

Основное применение эти провода нашли в изготовлении обмоток тяговых электродвигателей, где требуется высокая электрическая прочности изоляции при достаточно жестких температурных условиях. В последние годы российскими предприятиями разработаны конструкции сухих трансформаторов, где с успехом применен провод с ПМФ изоляцией. Данный провод применяется в тех условиях, где любой другой применить невозможно. Существует конструкция транспонированного провода с элементарными проводниками с ПМФ изоляцией.

Преимуществами применения ПМФ пленок являются:

высокая диэлектрическая прочность тонкой изоляции;

высокая механическая прочность и гибкость;

стойкость к высоким и низким температурам;

монолитность изоляции засчеттермоспекаемости слоев пленки.

Помимо обычной ПМФ изоляции находят применение короностойкие ПМФ пленки, продвигаемые на российском рынке фирмой Du Pont. Изоляция из данной пленки имеет следующие уникальные особенности:

более длительный срок жизни в условиях высокого напряжения, частичных и коронных разрядов;

более высокая теплопроводность;

рабочая напряженность электрического поля в короностойкой изоляции провода может составлять до 15 кВ/мм.

Провода с короностойкой ПМФ пленкой нашли применение при изготовлении высоковольтных сухих трансформаторов с принудительной вентиляцией. Первые трансформаторы на 16 МВа прошли испытания на соответствие МЭК 60726 еще в 2005 году и эксплуатируются в настоящее время.

Провода с эмалевой изоляцией.

Широко применяются как в сухих, так и в масляных трансформаторах малой и средней мощности. Жила для провода может быть как медной, так и алюминиевой. Основные типы эмалевой изоляции представлены в таблице:

Преимуществом эмалированных проводов является хорошая электрическая прочность при небольшой толщине изоляции. Пробивное напряжение изоляции более 1кВ при удвоенной толщине изоляции 0,08-0,16 мм.

Для масляных трансформаторов используются провода с ТИ 130-155, для обмоток сухих трансформаторов используются провода с ТИ выше 155. Провода изготавливаются в диапазоне сечений от 5 до 60 кв.мм.

Гибкие провода круглого сечения.

В основе провода лежит медная или алюминиевая жила, скрученная из 7, 19 или 37 проводников в зависимости от сечения. Общее сечение провода может составлять 25-120мм 2 . Материалом изоляции могут служить синтетические ленты из лавсана, кабельной бумаги, арамидной бумаги или полимиидно-фторопластовой пленки. Провода с ПМФ изоляцией используются в бескорпусных сухих реакторах. Надежность обеспечивается спекаемостью пленок и высокими электрическими характеристиками полиимида. Данные провода получили широкое распространение в сухих реакторах за счет своей простоты применения и легкости аллюминия, однако они не могут использоваться в компенсирующих и фильтровых реакторах из-за больших добавочных потерь от вихревых токов. В этом случае применяют провод с жилой состоящей из эмалированных элементарных проводников.

Провод состоит из большого числа эмалированных прямоугольных проводников, расположенных в 2 ряда и непрерывно транспонированных, т.е. положение каждого проводника по сечению провода непрерывно изменяется. Конструкция транспонированного провода схожа с конструкцией стержня Робеля, хорошо известного производителям электрических машин (Людвиг Робель, исполнительный директор фирмы ВВС, придумал в 1912 г. специальную транспозицию, позволяющую значительно снизить потери в проводниках за счет уменьшения вихревых и уравнительных токов). Впервые изготовление транспонированных проводов было организовано в конце 50-х годов XX века на заводах фирмы British Insulated Callenders Cables Ltd (BICC) (Великобритания).

Благодаря уникальному расположению элементарных проводников при изготовлении обмотки из транспонированных проводов возникают следующие преимущества:

уменьшение времени намотки за счет исключения операции транспонирования вручную;

увеличение КПД за счет снижения потерь в обмотке;

улучшение охлаждения проводников;

уменьшение габаритов трансформатора и общее снижение себестоимости за счет экономии материалов и уменьшения трудозатрат.

По данным исследований зарубежных компаний [2, 3] экономия различных материалов при изготовлении трансформаторов с обмотками из транспонированных проводов составляет от 9,4% до 36,4%.

Наряду с преимуществами подобная конструкция имеет один недостаток — слабые значения электродинамической прочности обмотки при КЗ по сравнению с конструкцией обмотки из обычного прямоугольного провода. Данный недостаток успешно устраняется применением в конструкции элементарного проводника дополнительного клеящего эпоксидного покрытия. Преимущества применения эпоксидного покрытия:

уменьшается риск межпроводниковых замыканий;

хорошая склеивающая способность,превращает проводники в обмотке в монолит, что значительно улучшает динамическую стойкость обмотки;

эпоксидная смола отверждается при той же температуре, которая используется при сушке бумаги (-120С);

экологичность, т.к. эпоксидная смола в стадии «В» не содержит остатков вредных растворителей.

В качестве модификации возможно применение в изоляции элементарных проводников полиамидимидного покрытия на класс нагревостойкости 200 º С для сухих трансформаторов.

Диапазон применяемых материалов Е качестве верхней — основной изоляции достаточно широк: изоляция может быть в ы полнена как из обычной электроизоляционной бумаги, так и из сплошных и перфорированных лент арамидной бумаги, полиэфирных нитей в виде сетки или любы х » других ленточных материалов. Наибольшее распространение получила бумажная изоляция. Однако, организовывая производство транспонированных проводов ЗАО «Москабель-Электрозавод» столкнулось с проблемой отсутствия отечественных бумаг достаточного качества для изготовления проводов такого типа. Одним из основных требований к проводам является точность соблюдения габаритны» размеров. Бумаги, выпускаемые по российским ГОСТам и ТУ, имеют недостаточные требования к допускам по толщине и недостаточный запас механической прочности, что увеличивает допуски на размер провода на несколько миллиметров. В связи с этим приходится использовать импортные бумаги, изготовленные по международным стандартам.

До настоящего времени производства транспонированных проводов в России не существовало. В августе 2009 года на предприятии ЗАО «Москабель — Электрозавод», г. Москва планируется начать выпуск транспонированных проводов.

Современные требования к контролю качества при технологическом процессе производства проводов.

Технология производства обмоточных проводов и качество применяемых материалов во многом определяют надежность трансформаторов или реакторов. Технология изготовления самих проводов усложняется на порядок, нужны специальные решения, применение дополнительного оборудования для обеспечения в конечном итоге комплексного подхода к вопросу качества обмоточного провода. На примере технологической цепочки изготовления транспонированного провода, как наиболее сложного изделия, ниже показана реализация комплексного подхода к качеству обмоточных проводов. Стоит отметить, что большинство описываемых решений справедливо для всех типов обмоточных проводов.

1. Медное сырье поступает на завод в виде электротехнических катодов. Для производства обмоточных проводов должны использоваться катоды, исключительно марок МО и М00. Все поступающее сырье проходит входной контроль с опре делением химического состава спектральным анализом. Применение качественного сырья в дальнейшем гарантированно обеспечит удельное электрическое со противление проволоки не выше 0,01724 Ом • мм 2 /м. Статистический анализ электрического сопротивления подтверждает правильность выбора поставщиков.

2. Изготовление катанки производится на линии непрерывного литья и прокатки фирмы «Southwire » , являющейся разработчиком одноименной технологии производства катанки. Применение этой технологии позволяет получить осветленную катанку с достаточно хорошим качеством поверхности, что, несомненно сказывается на качестве при последующих технологических операциях. В ходе прокатки 100% катанки подвергается непрерывному контролю качества поверхности с помощью прибора «Defectomat», в котором проводится испытание катанки электромагнитным полем. Гарантированное отсутствие дефектов катанки позволяет исключить их дальнейшее появление на проволоке и в проводе. После изготовления медная катанка также подвергается испытаниям на химический состав и удельное электрическое сопротивление, а также на соответствие механических параметров.

3. Переработка медной катанки в прямоугольную проволоку для транспонированных проводов производится методом прокатки. Общепризнано, что наилучший результат при изготовлении прямоугольной проволоки достигается на прокатном стане. В технологической цепочке производства транспонированных проводов на ЗАО «Москабель-Электрозавод» используется пятиклетьевой прокатный стан фирмы «Buhler» GmbH, на сегодняшний день единственный прокатный стан на российских кабельных заводах.

Правильность выбора в пользу технологического процесса пролоки была подтверждена с момента изготовления первых партий проволоки. Дело в том, что традиционно применяемая технология волочения проволоки не позволяет получать стабильную гладкую поверхность проволоки, в процессе волочения проволока скользит по тяговой шайбе, усилия в металле, возникающие при протяжке через волоку очень велики. В результате на выходе не исключается возможность появления на поверхности проволоки царапин и рисок. Прокатка позволяет обрабатывать металл в более щадящем режиме. Проведенные испытания по определению чистоты поверхности дали следующие результаты: — шероховатость поверхности проволоки, полученной методом волочения ср. арифметическое значение Ra=1 , 2 мкм; — шероховатость поверхности проволоки, полученной методом прокатки ср. арифметическое значение Ra=0,11 мкм.

Чистота поверхности оказывается очень важной для наложения равномерного слоя эмали на проволоку — любая микроскопическая неровность на проволоке приводит к небольшому уменьшению или увеличению толщины покрытия в пределах 0,01-0,02мм, и если при изготовлении обычного провода это не имеет значения, все находится в пределах допусков с большим запасом, то при изготовлении транспонированного провода, где в столбец складывается большое количество проводников, это становится очень важным, т.к. отклонения в сотые доли миллиметра в сумме дают существенное изменение размера провода в целом.

Вид монитора с графиком непрерывного контроля геометрических размеров, левая вертикальная ось — отклонение толщины (мкм), правая вертикальная ось — отклонение ширины (мкм).

Кроме того, сама технология прокатки позволят получать проволоку с отклонениями от номинала значительно меньшими, чем при волочении. Для обеспечения такой точности на прокатном стане установлен лазерный измеритель геометрических размеров, имеющий обратную связь в управлении машиной. Два графика диаграммы указывают на дискретно измеренное значение геометрических размеров проволоки по ширине и толщине, измеренные отклонения от номинальных значений не превышают ±0,005 мм по толщине и ±0,015 мм по ширине, при размерах проволоки 1,50 х 8,00 мм. На сегодняшний день такая технология применяется на большинстве производств в мире, занимающихся изготовлением транспонированных или других типов обмоточных проводов.

4. Наложение эмалевой изоляции производится на современном эмальагрегате, обеспечивающем точное и равномерное нанесение эмали, компьютерный контроль за температурными и воздухообменными процессами в печи, отвечающими за полимеризацию изоляции. Нанесение эмали совмещено с операцией отжига медной проволоки.

Для обеспечения гарантии качества эмалированных проводников используется сплошной контроль изоляции напряжением, роликовые электроды встроены в линию, и компьютеризированная система позволяет собирать статистические данные о качестве производимого провода. Данный прибор позволяет фиксировать в режиме «онлайн» участки изоляции обладающие пониженным электрическим сопротивлением, при этом электрического пробоя изоляции не происходит.

Для контроля геометрии провода используются лазерные измерительные приборы с компьютеризированной системой, которые в режиме «онлайн» измеряют геометрические размеры провода и, в случае необходимости, позволяют оператору своевременно вносить коррективы, увеличивая или уменьшая толщину нанесения эмалевого покрытия.

Любой непрерывный контроль не исключает проведение приемосдаточных или периодических испытаний, но позволяет контролировать и своевременно вмешиваться в процесс в случае необходимости.

5. Транспонирование — главная технологическая операция при изготовлении транспонированного провода. Проводники изгибаются и укладываются в соответствии со схемой транспозиции. В связи с тем, что в процессе транспозиции на элементарные проводники действуют достаточно большие усилия и проводники плотно прижимаются друг другу, качественный транспонированный провод можно получить лишь из заготовки, имеющей огромный запас механической и электрической прочности, для чего используются специальные технологии изготовления и контроля качества, описанные в п. 1-4. После транспозиции на той же линии одновременно накладывается бумажная изоляция на транспонированный провод.

Для предотвращения межпроводниковых замыканий в транспонирующую машину встроена система непрерывного контроля замыканий низким напряжением. Ни один участок провода, на котором выявлено межпроводниковое замыкание, не должен уйти потребителю. Окончательный контроль отсутствия межпроводниковых замыканий проводится после изготовления провода и намотки на транспортировочную тару, и это испытание проводит ся уже повышенным напряжением 300 В.

Резюмируя вышесказанное, можно сформулировать основные современные требования, которые существенным образом влияю т на качество и надежность трансформатора или реактора.

контроль качества входящих материалов, использование всех доступных методов для определения физико-химических характеристик материалов, периодический сбор статистических данных с целью подтверждения правильности выбора поставщика.

на сегодняшний день уже недостаточно проводить только испытания на образцах как написано в ГОСТах. Провода относятся к длинномерной продукции, а значит должны испытываться непрерывно по всей дли не. Для чего в дополнение к традиционным испытаниям на образцах вводят сплошные испытания полуфабрикатов на каждой технологической операции. Контрольно-измерительные приборы встраиваются непосредственно в производственные линии и мгновенно реагируют на отклонения параметров выпускаемой продукции с последующей остановкой производственного процесса до устранения несоответствия.

Проводятся следующие виды непрерывного контроля:

сплошной контроль при изготовлении катанки высокочувствительными электромагнитными дефектоскопами, позволяющими обнаружить дефекты как внутри, так и снаружи проходящей катанки, а также зафиксировать наличие инородных включений других металлов;

сплошной контроль геометрических размеров при изготовлении проволоки при помощи лазерных средств измерения;

контроль дефектов проволоки при помощи оптических дефектоскопов не посредственно перед операцией наложения изоляции;

непрерывное испытание электрического сопротивления изоляции;

непрерывный контроль геометрических размеров при наложении эмалевой и пленочной изоляции;

непрерывный контроль отсутствия межпроводниковых замыканий транспонированного провода;

для контроля соблюдения технологического процесса — видеоконтроль действий рабочих.

Большинство из вышеуказанных процессов контроля успешно внедрены в технологию производства обмоточных проводов на ООО «Москабель-Обмоточные провода», весь полученный опыт будет использован при производстве транспонированных проводов на предприятии ЗАО «Москабель-Электрозавод».

1. Производство транспонированных проводов для обмоток мощных трансформаторов. И.Б. Пешков, Ю.Н. Худов, «Кабельная техника», выпуск7, 1973г.

2. Use of Continuously Transposed Cables (CTC) in transformers. R. Hegde, F. Hofmann, G. Prasad, IEEMA Journal, July 2007.

3. Application of CTC in Transformer Industry by D.V. Narke, S.D. Paliwal, R.K. Talwar — 1972 ICC Proceeding Seminar Paper

4. Перспективные требования к обмоточным проводам для трансформаторов и реакторов. А.Н. Панибратец, А.И. Федотов, «Кабели и провода», №7, 2008г.

Похожие статьи:

  • Вес провода ас 35 Провод АС 35/6,2. Цена на провод АС 35/6,2 Провод изготавливается по ГОСТ 839-80 Провод АС 35/6,2 на складе. Заказать и купить АС 35/6,2:Для уточнения наличия провода АС 35/6,2 звоните по телефону или отсылайте заявку. Цена АС 35/6,2 - […]
  • Прибор для измерения частоты тока Приборы для измерения частоты и сопротивления - Испытание электрических машин Приборы для измерения частоты. В практике испытаний ЭМ приходится измерять частоты в довольно широком диапазоне примерно от 1 Гц до 60 кГц. Для этих целей […]
  • Вес провода а 35 Провод А-35, А 35, А*35, неизолированный Принимаем заказы на провод А, в Днепропетровске. Производим строительными длинами, но нарезаем необходимыми длинами. Отправка "Интаймом", "Новой почтой" и другими службами при больших объемах - […]
  • Заземление пример расчета Продолжение примеров расчёта заземления Наиболее востребованным расчёт заземления с сопротивлением не более 4 Ом., которое должно обеспечить надёжное сопротивление заземляющего устройства в любое время года, при линейных напряжениях 380 […]
  • Биф провода Биф провода Провода предназначены для фиксированного монтажа бортовой электрической сети авиационной техники и работы при напряжении до 250 В переменного тока частотой до 6000 Гц (350 В постоянного тока) при атмосферном давлении до 60 кПа […]
  • Заземление нулевой жилы сип Заземление провода СИП Термину «электричество» уже более 400 лет, 135 лет трансформатору Яблочкова, принцип которого положил начало развитию электрических сетей, 90 лет с момента утверждения перспективного плана ГОЭЛРО и уже 54 года с […]