Изоляция обмоток трансформатора

 

С конструктивной точки зрения, изоляция обмоток трансформатора состоит из главной (изоляции от заземленных частей и других обмоток) и продольной (изоляции между витками обмотки ее слоями и катушками).

Главная изоляция обмоток определяется в основном электрической прочностью при 50 Гц и соответствующими испытательными напряжениями, определяемыми по табл. 3.1. На рис. 5.1 показана конструкция главной изоляции обмоток масляных трансформаторов классов напряжения до 35кВ. Изоляция между обмотками ВН и НН осуществляется жесткими бумажно-бакелитовыми цилиндрами. Размеры выступа цилиндра за высоту обмотки (l _ц1 и l _ц2) обеспечивают отсутствие разряда между обмотками или с обмотки на стержень. Изоляция обмоток от ярма при испытательном напряжении 85кВ усиливается шайбами и подкладками из электроизоляционного картона.

Рис. 5.1. Главная изоляция обмоток ВН и НН для испытательных напряжений от 5 до 85 кВ: возможные пути разряда, определяющие выступ цилиндра.

 

Между обмотками ВН соседних стержней устанавливается междуфазная перегородка из электроизоляционного картона. Минимально-допустимые изоляционные расстояния от обмотки до стержня и ярма, между обмотками, а также главные размеры изоляционных деталей с учетом конструктивных требований и производственных допусков в зависимости от мощности трансформатора для испытательных напряжений 5-85кВ приведены в табл. 4.5 и 4.6.

Продольная изоляция определяется как электрической прочностью при 50Гц, так и прочностью при импульсах напряжений.

Изоляция между витками обычно обеспечивается собственной изоляцией обмоточного провода. В табл. 5.1 даны рекомендации по выбору междуслойной изоляции в многослойных цилиндрических обмотках. Материалом является кабельная бумага марки К-120 толщиной 0,12мм. В многослойной цилиндрической катушечной обмотке из круглого провода междуслойная изоляция имеет высоту слоя и может быть выбрана по суммарному рабочему напряжению двух слоев катушки по табл. 5.2.

Таблица 5.1

Нормальная междуслойная изоляция в многослойных цилиндрических обмотках.

Суммарное рабочее напряжение двух слоев обмотки, В	Число слоев кабельной бумаги на толщину листов, мм	Выступ междуслойной изоляции на торцах — обмотки (на одну сторону), мм
До 1000 От 1001 до 2000 От 2001 до 3000 От 3001 до 3500 От 3501 до 4000 От 4001 до 4500 От 4501 до 5000 От 5001 до 5500	2  0,12 3  0,12 4  0,12 5  0,12 6  0,12 7  0,12 8  0,12 9  0,12	10 16 16 16 22 22 22 22

Примечание. Данные таблицы приведены для трансформаторов мощностью до 630 кВА включительно. При мощности от 1000 кВ·А и выше междуслойную изоляцию следует принимать по таблице, но не менее 4 0,12 мм; выступ изоляции не менее 20мм.

Таблица 5.2

Нормальная междуслойная изоляция в многослойных цилиндрических катушках обмотки

Рабочее напряжение двух слоев обмотки, В	Толщина изоляции, мм	Материал изоляции
До 150 От 151 до 200 От 201 до 300	2  0,05 1  0,2 2  0,2 или 1  0,5	Телефонная бумага, кабельная бумага или электроизоляционный картон

В двухслойной цилиндрической обмотке из прямоугольного провода при суммарном рабочем напряжении двух слоев не более 1кВ достаточной междуслойной изоляцией служит осевой масляный канал не менее 4 мм шириной или прокладка из двух слоев электроизоляционного картона по 0,5мм. При рабочем напряжении более 1 кВ и до 6 кВ – масляный канал 6-8мм и два слоя электрокартона по 1мм.

В обмотках из прямоугольного провода – винтовой и непрерывной междуслойная изоляция не применяется.

Междукатушечная изоляция обычно осуществляется радиальными масляными каналами рис. 5.2.

Осевой размер масляного канала h _к, мм, по рис. 5.2, б или в может быть определен по формуле:

h_k =3·(2· U _кат)/1000,                   (5.1)

где U _кат – рабочее напряжение одной катушки, В.

Найденный размер канала округляют до 0,5 мм и проверяют по условиям отвода тепла от обмотки табл. 9.2. Из соображений нормального охлаждения обмотки в масляных трансформаторах размер h _к следует брать не менее 4 мм. При широких катушках минимальное значение h _к по условиям отвода тепла может быть значительно больше 4мм.

При применении для междукатушечной изоляции шайб из электроизоляционного картона, простых (рис. 5.2, в) или угловых (рис. 5.2, а), между каждыми двумя соседними катушками укладываются две шайбы. Толщина шайб 0,5 мм, выступ шайбы а принимается обычно не менее 6 мм. Этот способ изоляции применяется для класса напряжения не выше 35 кВ (U _исп≤85 кВ) в тех случаях, когда по условиям охлаждения обмотки можно закрыть шайбами все охлаждающие каналы (рис. 5.2, а) или половину каналов, (рис. 5.2, в). В трехфазных трансформаторах классов напряжения 10 и 35 кВ с потерями короткого замыкания по ГOCT и во всех трансформаторах с алюминиевыми обмотками в ряде случаев половина каналов может быть закрыта при мощности трансформатора до 6300 кВ·А.

Угловые шайбы (рис.5.2, а) применяются только в малоупотребительной многослойной цилиндрической катушечной обмотке из круглого провода. В обмотках из прямоугольного провода междукатушечная изоляция осуществляется по рис. 5.2 б или в.

В месте расположения регулировочных витков обмотки ВН в трансформаторе ПБВ в обмотке обычно выполняется разрыв и увеличенный против нормального канал между катушками. Размер этого канала и его заполнение (шайбы) должны обеспечивать обмотку ВН от разряда по поверхности между двумя половинами обмотки. Выбор размеров канала должен производиться исходя из гарантированной импульсной прочности трансформатора с учетом схемы регулирования напряжения обмотки ВН и принятой конструкции изоляции в канале. Допустимые размеры канала с учетом этих условий приведены в табл. 5.3 для схем регулирования, изображенных на рис. 5.3 и конструкции изоляции по pис. 5.4, а—г. По pис. 5.3, б и г выполняются обмотки с выводом нулевой точки на крышку трансформатора.

Таблица 5.3

Минимальные размеры канала h _кр в месте расположения регулировочных витков обмотки ВН

Класс напря­жения ВН, кВ	Схема регули­рования по рис 5.3	Изоляция в месте разрыва		Размер ка­нала, мм
		Способ изоляции	По рис. 5.4
6	а	Масляный канал	а	8
	б	То же	а	12
10	а	»»	а	10
	б	»»	а	18
	а	Угловые и простые шайбы	б	6
	б	То же	в	18
35	в и г	Масляный канал	а	12
	а	То же	а	25
	а	Угловые и простые шайбы	б	20
	а	То же	в	25
110	г	Масляный канал с барьером из шайб	г	30
				(в том числе шайба 5 мм)

Примечаяия: 1. В многослойной цилиндрической обмотке с регулированием по схеме рис. 5.3 д разрыв не выполняется.

2. Минимальный выступ шайбы за габарит обмотки а =6мм.

3. Ширина бортика шайбы b =6÷8 мм.

4. Толщина угловой шайбы 0,5 - 1мм.

 

Наиболее употребительны схемы регулирования, показанные на рис. 5.3 а, в и г, при конструкции изоляции по pиc. 5.4, а и схема на рис. 5.3, д без разрыва.

В обмотке ВН класса напряжения 35 кВ с ПБВ может применяться схема регулирования по рис. 5.3 г.

Рис. 5.3. Принципиальные схемы регулирования напряжения обмотки ВН

 

Защита обмоток трансформатора от импульсных перенапря жений осуществляется различными путями. Существенную роль в повышении импульсной прочности обмоток играет правильный выбор схемы расположения витков, слоев и катушек в сочетании с электрическими экранами, обеспечивающей наиболее благоприятное начальное распределение импульсного напряжения по обмотке и ограничивающей собственные колебания напряжения в обмотке. Защита много-

Рис. 5.4. Конструкция изоляции в месте разрыва обмотки ВН.

 

слойной цилиндрической обмотки при классе 35 кВ осуществляется путем применения экрана в виде незамкнутого металлического цилиндра вложенного под внутренний слой обмотки и соединенного электрически с линейным концом, подведенным к внутреннему слою обмотки. При классах 6, 10 и 20 кВ экранирование внутреннего слоя не применяется.

В непрерывных катушечных обмотках при возникновении волны перенапряжения наибольшее влияние оказывается на первые катушки. В этом случае применяется усиленная изоляция первых катушек (для обмоток класса 20кВ и выше), которая может быть выбрана по табл. 5.4. Усиленная изоляция несколько увеличивает внутренний перепад температуры во входных катушках. Во избежание этого рекомендуется в катушках с усиленной изоляцией уменьшить плотность тока, увеличивая сечение провода по сравнению с остальными катушками обмотки на 10-15%.

Таблица 5.4

Изоляция входных витков и катушек, мм (непрерывная катушечная обмотка)

Класс напряжения, кВ	Испытательное напряжение, кВ	Первая катушка		Вторая катушка		Третья и четвертая катушки
		Витков	Всей катушки	Витков	Всей катушки	Витков	Всей катушки
20 35	55 85	0,96 (1,06) 1,35 (1,50)	—   —	— 1,35 (1,50)	—   —	—   —	—   —
Ввод линейного конца в верхний конец обмотки
110	200	1,20 (1,35)	4,0	1,20 (1,35)	3,5	1.20 (1,35)	2,0
Ввод линейного конца в середину высоты обмотки
110	200	1,20 (1,35)	1,0	1,20 (1,35)	3.0	1,20 (1,35)	1,5

Примечания: 1. Усиленная изоляция при U _исп =55 кВ делается на первой (линейный конец) и последней (нейтраль) катушках обмотки фазы, при U _исп =85 кВ — на двух первых и двух последних катушках, при U _исп =200 кВ — только на двух первых.

2. В обмотках классов напряжения 20 и 35 кВ два крайних канала между катушками вверху в внизу не менее 7 мм каждый.

3. В многослойной цилиндрической обмотке класса напряжения 35 кВ с экраном пять последних витков у нейтрали на каждой ступени имеют усиленную изоляцию — один слой лакоткани ЛХММ вполуперекрышку.

4. Изоляция витков дана на две стороны, изоляция катушек на одну.

5. Вне скобок указана номинальная толщина изоляции витков. Размеры катушки рассчитываются по толщине изоляции, указанной в скобках.

 

Изоляция между обмотками, а также обмоток от магнитной системы при рабочем напряжении не выше 35 кВ может быть осуществлена путем применения изоляционных цилиндров (рис. 5.5, а). Высота (осевой размер) цилиндра в этом случае делается больше высоты обмотки, чем удлиняется возможный путь разряда по поверхности между обмотками.

α)                   б)                              в) Рис. 5.5 Изоляция между обмотками и обмоток от магнитной системы: α – изоляция при помощи жестких цилиндров; б – комбинация цилиндров и угловых шайб; в – отбортованные цилиндры из кабельной бумаги

 

          

В трансформаторах с рабочим напряжением 110, 220 кВ и более для изоляции обмоток ВН обычно применяется комбинация изоляционных цилиндров с угловыми шайбами. (рис. 5.5, б).

Изоляционные цилиндры применяются или жесткие бумажно-бакелитовые, или так называемые мягкие, составленные из намотанных один на другой листов электроизоляционного картона. Угловые шайбы также могут быть жесткими – бумажно-бакелитовыми, или прессованными из электроизоляционного картона, или мягкими, свернутыми из полос картона. Для мягких цилиндров и угловых шайб в трансформаторах классов напряжения 110 кВ и более рекомендуется применять мягкий электроизоляционный картон марки А по ГОСТ 4194-83 с плотностью 900 – 1000 кг/м³.

Некоторые иностранные фирмы выполняют главную изоляцию обмоток классов напряжения 110 кВ и выше из кабельной бумаги. На внутреннюю обмотку НН наматывается большое число слоев кабельной бумаги с шириной полотна большей, чем высота обмотки НН, и общей толщиной до 40 мм и более. Затем наматывается многослойная цилиндрическая обмотка ВН из прямоугольного провода с междуслойной изоляцией также из кабельной бумаги. Осевые масляные каналы делаются только для охлаждения внутренних слоев обмотки. После окончания намотки части цилиндров образованных слоями кабельной бумаги, выступающие за длину обмотки, отбортовываются вручную, т. е. разрываются по образующим цилиндра на полоски шириной 40 – 50мм, которые затем отгибаются под углом 90° в радиальном направлении, образуя плоские шайбы, перпендикулярные оси обмотки (рис. 5.5, в).

Для образования в обмотках и между обмотками и изоляционными цилиндрами осевых каналов чаще всего применяются рейки, склеенные бакелитовым или другим лаком из полос электроизоляционного картона или изготовленные из дерева твердой породы, например белого или красного бука. При намотке рейки укладываются по образующим цилиндра и плотно прижимаются проводами к цилиндру или ранее намотанной катушке. Толщина рейки при этом определяет ширину (радиальный размер) осевого канала (рис. 5.6.)

Рейки формы, показанной на рис. 5.6 а и б, применяются для образования осевых каналов в обмотках, не имеющих радиальных каналов. Рейки формы по рис. 5.6, в и г применяются в обмотках с радиальными каналами вместе с прокладками по форме рис. 5.7. Деревянные рейки используются в обмотках класса напряжения не выше 10 кВ (испытательное напряжение 35 кВ). Полоски электроизоляционного картона, прикрепленные к деревянным рейкам рис. 5.6, а, служат для защиты изоляции обмотки от повреждений при нажиме ребром рейки при забивании рейки в обмотку.

Радиальные (горизонтальные) каналы между катушками или между витками в обмотках с большим числом параллельных проводов обычно образуются между катушечными прокладками, выштампованными из электроизоляционного картона (рис. 5.7). Каждая междукатушечная или междувитковая прокладка набирается из нескольких пластин толщиной от 0,5 – 3мм до нужной толщины, соответствующей осевому размеру радиального канала. При наличии картона большей толщины можно штамповать прокладки и вырезать рейки из листов картона толщиной, соответствующей осевому или радиальному размеру канала.

Для того чтобы связать рейки с междукатушечными прокладками, в картонных прокладках проштамповываются просечки по рис. 5.7. Этими просечками междукатушечные прокладки надеваются на крайнюю широкую полосу рейки (рис. 5.8) при намотке на станке или сборке обмотки на стержне.

В обмотках некоторых типов, например в чередующихся, или в обмотках, наматываемых отдельными катушками, применение реек иногда оказывается неудобным. В этом случае применяются так называемые замковые междукатушечные прокладки. Одна из конструкций замковой прокладки изображена на рис. 5.9. Осевой канал между обмоткой и цилиндром в этом случае образуется специальными прокладками со сквозной просечкой (деталь 1на рис. 5.9). Эти прокладки 1 и прокладки, образующие междукатушечные радиальные каналы 2, прошиваются полоской картона 3, отгибаемой в междукатушечный канал.

Ввиду того, что стандартные толщины листов электроизоляционного картона кратны 0,5 мм, расчетные толщины прокладок (и размеры каналов) должны быть также кратны 0,5 мм. Это соображение относится также к рейкам, склеенным из полосок картона. Для упрощения намотки обмотки желательно размеры всех радиальных и осёвых каналов выбирать кратными одному из значений стандартной толщины картона (0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 мм). Существенное усложнение в комплектование реек и прокладок перед намоткой обмотки вносит набор прокладок из картона разной толщины (например, канал 5,5 мм=2х2 мм+1,5 мм) или чередование каналов 5=2+2+1мм, и 6=3+3мм.

После установки обмоток и сборки отводов активная часть трансформатора обычно подвергается сушке под вакуумом при температуре около 100°С. В результате сушки, междукатушечные прокладки и шайбы дают усадку, по толщине достигающую 4 – 6%. При расчете всех типов обмоток, имеющих радиальные каналы или шайбы, следует учитывать, что действительный суммарный осевой размер междукатушечной (междувитковой) изоляции после сушки и опрессовки обмоток будет меньше расчетного размера на значение усадки.

Число реек по окружности для трансформаторов до 630 кВ·А выбирают обычно исходя из условий удобства намотки, для более мощных трансформаторов – из условий механической прочности. Для ориентировки при выборе числа реек могут служить следующие данные для трансформаторов мощностью:

До 100 кВ·А............…………….….6 реек

От 100 до 630 кВ·А..........…………8 реек

От 1000 до 1600 кВ·А.........……….8—12 реек

От 2500 до 10000 кВ·А.......………12— 16 реек

От 16000 до 63000 кВ·А.......……..16—24 реек

В трансформаторах от 10000 кВ·А и выше число реек должно быть таким, чтобы расстояние между их осями по среднему витку внешней обмотки было равно 150 – 180мм.

ширина b прокладок обычно принимается равной от 40 до 60 мм, длина (см рис 5.7) определяется радиальным размером обмотки.

Обмотки трансформатора

 

Обмоточные провода

 

Медный и алюминиевый обмоточный провод марок ПБ и АПБ, изолированный лентами кабельной бумаги класса нагревостойкости А (105°С), выпускается в соответствии с ГОСТ 16512-80. Медный провод круглого сечения марки ПБ имеет диаметры проволоки от 1,18 до 5,20 мм с номинальной толщиной изоляции на две стороны от 0,30 до 5,76 мм при площади поперечного сечения от 1,094 до 21,22мм². Сортамент медного круглого провода приведен в табл.6.1

Алюминиевый провод круглого сечения марки АПБ с проволокой диаметрами от 1,32 до 8,0 мм и площадью сечения от 1,37 до 50,24 мм² выпускается с той же толщиной изоляции, что и медный провод (табл. 6.1).

Медный провод прямоугольного сечения марки ПБ, используемый в силовых трансформаторах, имеет размеры поперечного сечения проволоки – меньший от 1,4 до 5,60, и больший от 3,75 до 16,0мм при площади сечения от 5,04 до 8,31 мм². Сортамент медного и алюминиевого провода приведен в таблице 6.2.

Таблица 6.1

Номинальные размеры сечения и изоляции круглого медного и алюминиевого обмоточного провода марок ПБ и АПБ с толщиной изоляции на две стороны 2δ=0,30 (0,40) мм

Примечания: 1. Провод марок ПБ и АПБ всех диаметров выпускается с изоляцией на две стороны толщиной 2 δ =0,30(0,40); 0,72(0.82); 0,96(1,06) и 1,20(1,35) мм; провод диаметром от 2,24мм и выше—также, с изоляцией 1,68(1,83) и 1.92 (2,07), а провод диаметром от 3,75 мм и выше—также с изоляцией 2,88 (3,08); 4,08 (4.33) и 5,76 (6,11) мм.

2. Без скобок указана номинальная толщина изоляции. Размеры катушек считать по толщине изоляции, указанной в скобках.

3. Увеличение массы провода за счет изоляции дано для медного провода. Для алюминиевого провода марки АПБ данные таблицы но увеличению массы умножить на 3,3.

4. Увеличение массы провода марок ПБ и АПБ с усиленной изоляцией принимать по таблице 6.4 с учетом примечания 3 к таблице 6.1.

5. Провод марок ПСД и ПДСК выпускается в пределах диаметров от 1,18 до 5,0 мм и провод марок АПСД и АПСДК – от 1,32 до 5,0 мм.

6. Толщина изоляции провода марок ПСД, ПСДК, АПСД и АПСДК при диаметрах до 2,12 мм 2δ=0,29мм (в расчете принимать 0,30 мм), при диаметрах от 2,24 до 5,0мм 2δ=0,35÷0,38мм (в расчете принимать 0,40 мм).

7. Для провода марок ПСД и ПСДК данные таблицы по увеличению массы умножить на 1,75 для диаметров от 1,18 ДО 2,12 мм и на 2,1 для диаметров от 2,24 мм и выше. Для алюминиевого провода марок АПСД и АПСДК учитывать прим. 3.

 

В сухих трансформаторах может применяться провод тех же марок, что и в масляных. Однако при необходимости получения пожаробезопасной установки, а также при расчете обмоток на работу при повышенной температуре обычно применяют провода других марок с изоляцией повышенной нагревостойкости по ГОСТ 7019-80. К этим маркам относятся: медный провод марки ПСД с изоляцией из стеклянных нитей, наложенных двумя слоями, с подклейкой и пропиткой нагревостойким лаком или компаундом класса нагревостойкости F (155 °С) и марки ПСДК с такой же стеклянной изоляцией, но с подклейкой и пропиткой кремнийорганическим лаком класса нагревостойкости Н (180 °С). Эти провода выпускаются как круглого поперечного сечения в сортаменте табл. 6.1, так и прямоугольного сечения в сортаменте табл. 6.3. с номинальной толщиной изоляции на две стороны от 0,27 до 0,48 мм.

Алюминиевый провод марок АПСД и АПСДК с круглым и прямоугольным поперечным сечением выпускается с той же изоляцией, как и медный, в пределах сортамента алюминиевого провода по табл. 6.1. и 6.3.

 

Таблица 6.2

Номинальные размеры и сечения медного и алюминиевого обмоточного провода марокПБ и АПБ (размеры а и b – в мм, сечения – в мм²).

Медный провод марки ПБ – все размеры таблицы, за исключением проводов с размером b 17 и 18 мм.

Алюминиевый провод марки АПБ – все размеры таблицы вправо и вверх от жирной черты.

a b	1,40	1,50		1,60	1,70	1,80	1,90	2,00	2,12	2,24	2,36	2,50	2,65
3,75 4,00 4,25 4,50 4,75 5,00 5,30 5,60 6,00 6,30 6,70 7,10 7,50 8,00 8,50 9,00 9,50 10,00 10,60   11,20 11,80 12,50 13,20 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00	5,04 5,39 5,74 6,09 6,44 6,79 7,21 7,63 8,19 8,61 9,17 9,73 10,3 11,0 11,7 12,4 13,1 13,8 14,6   15,5 - - - - - - - -		- 5,79 - 6,54 - 7,29 - 8,19 - 9,24 - 10,4 - 11,8 - 13,3 - 14,8 -   16,6 - 18,5 - - - - - -	5,79 6,19 6,59 6,99 7,39 7,79 8,27 8,75 9,39 9,87 10,5 11,2 11,8 12,6 13,4 14,2 15,0 15,8 16,8   17,7 18,7 19,8 - - - - - -	- 6,44 - 7,29 - 8,14 - 9,16 - 10,4 - 11,7 - 13,2 - 14,9 - 16,6 -   18,7 - 20,9 - - - - - -	6,39 6,84 7,29 7,74 8,19 8,64 9,18 9,72 10,4 11,0 11,7 12,4 13,1 14,0 14,9 15,8 16,7 17,6 18,7   19,8 20,9 22,1 23,4 24,8 - - - -	- 7,24 - 8,19 - 9,14 - 10,3 - 11,6 - 13,1 - 14,8 - 16,7 - 18,6 -   20,9 - 23,4 - 26,2 - - - -	7,14 7,64 8,14 8,64 9,14 9,64 10,2 10,8 11,6 12,2 13,0 13,8 14,6 15,6 16,6 17,6 18,6 19,6 20,8   22,0 23,2 24,6 26,0 27,6 29,6 31,6 - -	- 8,12 - 9,18 - 10,2 - 11,5 - 13,0 - 14,7 - l6,6 - 18,7 - 20,8 -   23,4 - 26,1 - 29,3 - 33,6 - -	8,04 8,60 9,16 9,72 10,3 10,8 11,5 12,2 13,1 13,8 14,7 15,5 16,4 17,6 18,7 19,8 20,9 22,0 23,4   24,7 26,1 27,6 29,2 31,0 33,2 35,5 - -	- 8,89 - 10,1 - 11,3 - 12,7 - 14,3 - 16,2 - 18,3 - 20,7 - 23,1 -   25,9 - 29,0 - 32,5 - 37,2 - -	8,83 9,45 10,1 10,7 11,3 12,0 12,7 13,5 14,5 15,2 16,2 17,2 18,2 19,6 20,7 22,0 23,2 24,5 26,0   27,5 29,0 30,7 32,5 34,5 37,0 39,5 - -	- 10,1 - 11,4 - 12,7 - 14,3 - 16,2 - 18,3 - 20,7 - 23,3 - 26,0 -   29,1 - 32,6 - 36,6 - 41,9 - -

 

Продолжение таблицы 6.2

2,80	3,00	3,15	3,35	3,55	3,75	4,00	4,25	4,50	4,75	5,00	5,30	5,60	а/b
- 10,7 11,4 12,1 12,8 13,5 14,3 15,1 16,3 17,1 18,2 19,3 20,5 21,9 23,3 24,7 26,1 27,5 29,1   30,8 32,5 34,5 36,4 38,7 41,5 44,3 47,2 -	- - - 13,0 - 11,5 - 16,3 - 18,4 - 20,8 - 23,5 - 26,5 -  29,5 -   33,1 -37,0 -41,5 -47,5 -53,1	- - - 13,6 14,4 15,2 16,2 17,1 18,4 19,3 20,6 21,8 23,1 24,7 26,2 27,8 29,4 31,0 32,8   34,7 36,6 38,8 41,0 43,6 43,7 49,9 53,2 56,8	- - - - -16,2 -18,2 -20,6 -23,2 -26,3 –29,6 -33,0 -   37,0  -41,3 -43,8 -53,1 -69,4	- -    - -  -17,2 18,3 19,3 20,8 21,8 23,2 24,7 26,1 27,9 29,6 31,4 33,2 35,0 37,1   39,2 41,3 43,8 46,3 49,2 52,7 56,3 59,4 63,0	- - - - - - -20,1 -22,8 –25,8 -29,1 -32,9 –36,6 -   41,4 -46,0 - 52,0 -59,1 -66,6	- - - - - - -21,5 23,1 24,3 25,9 27,5 29,1 31,1 33,1 35,1 37,1 39,1 41,5   43,9 46,3 49,1 51,9 55,1 59,1 63,1 67,1 71,1	- - - - - - - - - 25,9 - 29,3 - 33,1 - 37,4 - 41,6 -   46,7 - 62,3 - 58,6 - 67,1 - 75,6	- - - - - - - - - 27,5 29,3 31,1 32,9 35,1 37,4 39,6 41,9 44,1 46,8   49,5 52,2 55,4 58,6 62,1 66,6 71,1 75,6 80,1	- - - - - - - - - - - 32,9 - 37,1 - 41,9 - 46,6 -   62,3 - 58,6 - 65,6 - 75,1 - 84,6	- - - - - - - - - - - 34,6 36,6 39,2 41,6 44,1 46,6 49,1 52,1   55,1 58,1 61,6 65,1 69,1 74,1 79,1 84,1 89,1	- - - - - - - - - - - - -41,5-46,8 -52,1-   58,5- 65,4- 73,3- 83,9-94,5	- - - - - - - - - - - - - 43,9 46,7 49,5 52,1 55,1 58,5   61,9 65,2 69,1 73,1 77,5 83,1 88,7 94,3 99,9	3,75 4,00 4,25 4,50 4,75 5,00 5,30 5,60 6,00 6,30 6,70 7,10 7,50 8,00 8,50 9,00 9,50 10,00 10,60   11,20 11,80 12,5013,20 14,0015,00 16,00 17,00 18,00

Примечания: 1. Провод марок ПВ и АПБ выпускается с толщиной изоляции на две стороны 2 δ =0,45 (0,50); 0,55 (0,62); 0,72 (0,82); 0,96 (1,06); 1,29 (1,35); 1.35 (1,50); 1,68 (1,83) и 1,92 (2,07)мм.

2. Вне скобок указана номинальная толщина изоляции. Размеры катушек считать по толщине изоляции, указанной в скобках.

3. Медный проводмарки ПБУ выпускается с размерами проволоки по стороне а от 1,8 до 5,6 мм и по стороне b от 6,7 до 18мм с изоляцией толщиной 2δ=1,35 (1,45); 2,00 (2,20); 2,48 (2,63); 2,96 (3,16); 3,60 (3,80); 4,08 (4,28) и 4,40 (4,65)мм.

Таблица 6.3

Номинальные размеры и сечения прямоугольного медного обмоточного провода марок ПСД и ПСДК (предпочтительные размеры) (размеры а и b – в мм, сечения – в мм²).

a b	1,40	1,60	1,80	2,00	2,24	2,50
4,00	5,39	6,19	6,84	7,64	8,60	9,45
4,50	6,09	6,99	7,74	8,64	9,72	10,7
5,00	6,79	7,79	8,64	9,64	10,80	12,0
5,60	7,63	8,75	9,72	10,80	12,20	13,5
6,30	8,61	9,87	10,40	12,20	13,80	15,2
7,10	9,73	11,20	12,40	13,80	15,50	17,2
8,00	11,00	12,60	14,00	15,60	17,60	19,5
9,00	12,40	14,20	15,80	17,60	19,80	22,0
10,00	13,80	15,80	16,60	19,60	22,00	24,5
11,20	–	–	–	–	24,70	27,5
12,50	–	–	–	–	27,60	–

Продолжение таблицы 6.3

a b	2,80	3,15	3,55	4,0	4,50	5,00	5,60
4,00	10,7	–	–	–	–	–	–
4,50	12,1	13,6	–	–	–	–	–
5,00	13,5	15,2	17,2	–	–	–	–
5,60	15,1	17,1	19,3	21,5	–	–	–
6,30	17,1	19,3	21,8	24,3	27,5	–	–
7,10	19,3	2!,8	24,7	27,5	31,1	34,6	–
8,00	21,9	24,7	27,9	31,1	35,1	39,2	43,9
9,00	24,7	27,8	31,4	35,1	39,6	44,1	–
10,00	27,5	31,0	35,0	39,1	44,1	49,1	–
11,20	30,8	34,7	39,2	43,9	49,5	55,1	–
12,50	–	–	–	–	–	–	–

Примечание. Номинальная удвоенная толщина изоляции 2d = 0,27÷0,48 мм. В расчете принимать для проводов с размером b ≤ 5,60 мм 2 d = 0,45 мм; для проводов с размером b ≥6,30мм – 2 d = 0,50 мм.

Медные и алюминиевые провода имеют различную цену. Так, если среднюю цену 1 кг медного провода прямоугольного сечения марки ПБ принять за 100 %, то 1 кг алюминиевого провода марки АПБ с такой же изоляцией составит в среднем 85 %, медного провода марки ПСД – 110 % и алюминиевого провода марки АПСД – 150 %.

Электрическая прочность изоляции обмоточного провода, являющейся в большинстве обмоток трансформаторов витковой изоляцией, в значительной мере определяет надежность продольной изоляции обмоток. Для обеспечения достаточной прочности изоляции провода существенное значение имеет отделка поверхности проволоки, из которой изготовлен провод, – отсутствие на ней неровностей и заусенцев, а также равномерное наложение лент кабельной бумаги. Плотное наложение бумажной изоляции провода гарантирует получение реальных размеров обмоток, близких к расчетным.

В расчетные формулы при расчете трансформатора обычно входит масса металла провода обмотки без изоляции, но количество провода при заказе и стоимость провода должны рассчитываться с учетом изоляции. Для определения массы изолированного провода обычно увеличивают массу металла обмотки в соответствии с данными табл. 6.4. и 6.5.

 

Таблица 6.4

Ориентировочное увеличение в процентах массы медного провода марки ПБ и алюминиевого марки АПБ (см. прим. 1) за счет изоляции.

Диаметр провода, мм	При толщине изоляции 2d, мм
	0,72	1,20	1,92	4,08	5,76
1,18	18	35	–	–	–
1,40	14	27	–	–	–
1,60	12	23	–	–	–
1,80	10	19	–	–	–
2,00	9	17	–	–	–
2,12	8,5	16	–	–	–
2,50	7,5	12,5	22	–	–
3,00	6	10	18	–	–
3,55	5	9	14	–	–
4,00	4,5	8	12	34	54
4,50	4	7	11	28	46
5,20	4	6	10	24	38

Примечания: 1. Для алюминиевого провода марки АПБ данные таблицы умножить на 3.3.

2. Для промежуточных значений диаметра провода и толщины изоляции можно пользоваться линейной интерполяцией.

Таблица 6.5

Ориентировочное увеличение массы прямоугольного медного провода в процентах за счет изоляции для марки ПБ и алюминиевого марки АПБ (см. прим. 3) при номинальной толщине изоляции на две стороны 2d = 0,45 мм.

a, мм b, мм	1,40 –1,80	1,90 –2,65	2,80 –3,75	4,00 –7,00
3,75–7,50	3,5	3	2,5	2,0
8,0–18,0	2,5	2	2,0	1,5

Примечание: 1. При другой толщине изоляции данные из таблицы умножать при 2 d = 0,96 мм на 2,5; при 2d = 1,35 мм – на 3,5; при 2 d = 1,92 мм – на 5,0.

2. Для провода марок ПСД и ПСДК данные из таблицы умножать при 2 d = 0,45 мм на 1,7; при 2 d = 0,50 мм – на 2,0.

3. Для алюминиевого провода данные, полученные из таблицы или с учетом примечаний 1 и 2, умножать на 3,3.

 

В трансформаторах мощностью от 25 до 1000 кВ·А в качестве обмоточного материала многослойных цилиндрических обмоток НН (до 690 В) находит применение неизолированная алюминиевая лента по ГОСТ 13726-78. В качестве изоляции между витками служит полоса кабельной бумаги, вматываемой при намотке обмотки. В силовых трансформаторах используется отожженная лента толщиной от 0,25 до 3,0 мм и шириной от 40 до 1000 мм.

В винтовой обмотке сечение витка состоит из набора проводов, которые наматывают на цилиндрических поверхностях с разными диаметрами. Вследствие этого активные сопротивления параллельных проводов получаются неравными. В трансформаторах с концентрическим расположением обмоток ВН и НН поле рассеяния направлено в осевых направлениях обмоток. В радиальном направлении по ширине каждой из обмоток индукция поля рассеяния возрастает по прямой линии от внешнего края обмотки к каналу между обмотками ВН и НН (рис. 6.1). Различное положение проводов в поле рассеяния обмотки приводит к неравенству реактивных, а следовательно, и полных сопротивлений параллельных проводов. Для выравнивания полных сопротивлений проводовво избежание неравномерного распределения тока в винтовой обмотке обязательно должна производиться транспозиция (перекладка) проводов.

В одноходовой обмотке обычно применяют комбинацию двух видов транспозиции — групповую, когда все параллельные провода делятся на две или большее число групп и изменяется взаимное расположение этих групп без изменения расположения проводов в группе, и общую, при которой изменяется взаимное расположение всех проводов. При применении транспозиции этих видов обмотка делится по длине на четыре равных участка, содержащих по 1/4 всех витков обмотки. На границах этих участков производится три транспозиции: две групповые на 1/4 и 3/4 общего числа витков, считая от начала обмотки, и одна общая на 2/4 общего числа виков. В групповых транспозициях все параллельные провода

делятся на две равные группы при нечетном числе проводов одна из групп имеет на один провод больше, чем другая. В общих транспозициях каждый провод перекладывается самостоятельно.

Принципиальная схема транс- позиции для одноходовой обмотки из шести параллельных проводов показана на рис. 6.1, а. Такой же способ транспозиции может быть применен и при нечетном числе параллельных проводов, например при пяти проводах (рис. 6.1, б).

Для получения правильной транспозиции, дающей действительное выравнивание сопротивлений проводов, необходимо группировать провода так, чтобы в обеих групповых транспозициях в одни и те же группы соединялись одни и те же проводники, как это показано на рис. 6.1. Чтобы проверить правильность схемы транспозиций, достаточно для каждого провода просуммировать номера мест, которые он занимает в витке на всех четырех участках обмотки. Так по рис. 6.1, а для провода 1, выделенного жирной линией, эта сумма дает 1+4+3+6=14, по рис. 6.1, б для соответствующего провода 1+4+2+5=12. В правильно транспонированной обмотке такие суммы для всех параллельных проводов должны получаться равными между собой. Нетрудно убедиться, что в схемах транспозиций обмоток, изображенных на рис. 6.1 это правил