Whatsapp
Transformatorenallerlei zorgvuldig gekozen materialen samenstellen. Ze worden stuk voor stuk uitgekozen vanwege hun elektrische, magnetische, thermische of mechanische eigenschappen. De mix in een transformator zorgt voor een evenwicht tussen hoe goed hij werkt, hoe betrouwbaar hij blijft en wat hij kost. Materiaalkeuzes bepalen in feite de algehele functie ervan en hoe lang deze meegaat.
De kern van een transformator is gemaakt van speciaal elektrisch staal. Dat staal kanaliseert de magnetische flux behoorlijk efficiënt.
●Grain-Oriented Silicon Steel, of GOES, is dé oplossing voor efficiënte transformatoren. Het bevat ongeveer 2 tot 3,5 procent silicium. Dat verhoogt de elektrische weerstand en vermindert de wervelstroomverliezen. De korrels worden uitgelijnd door koudwalsen en gloeien. Ze komen overeen met de richting van het magnetische veld. Deze opstelling vermindert de hysteresisverliezen met maar liefst 30 procent ten opzichte van niet-georiënteerd staal.
●Aluminiumlegeringen verschijnen op plaatsen waar de kosten van groot belang zijn. Ze zorgen voor ongeveer 61 procent van de geleidbaarheid van koper per volume. In gewicht is het slechts 30 procent. Om de huidige capaciteit te evenaren, hebben ze ongeveer 1,6 keer het dwarsdoorsnedeoppervlak nodig. Aan de positieve kant besparen ze gewicht en besparen ze op de grondstoffenkosten.
●Lamineringen vormen de kernen. Ze stapelen dunne platen, doorgaans 0,23 tot 0,35 millimeter dik. Isolatie is afkomstig van keramische of fosfaatcoatings. Die voorkomen wervelstromen tussen de lagen.
Wikkelingen hebben materialen nodig die elektriciteit goed geleiden. Ze vereisen ook een solide mechanische sterkte.
●Elektrolytisch Tough Pitch Copper, of ETP, is toonaangevend op het gebied van wikkelingen. Het haalt 100 tot 101 procent van de International Annealed Copper Standard voor geleidbaarheid. Door zijn ductiliteit kan het complexe kronkelende vormen vormen. In vergelijking met aluminium heeft het een betere mechanische sterkte. Dat helpt het om effectiever om te gaan met kortsluitingen.
●Aluminiumlegeringen verschijnen op plaatsen waar de kosten van groot belang zijn. Ze zorgen voor ongeveer 61 procent van de geleidbaarheid van koper per volume. In gewicht is het slechts 30 procent. Om de huidige capaciteit te evenaren, hebben ze ongeveer 1,6 keer het dwarsdoorsnedeoppervlak nodig. Aan de positieve kant besparen ze gewicht en besparen ze op de grondstoffenkosten.
●Isolatie van geleiders omvat papieren omhulsels, zoals kraftpapier of thermisch verbeterde soorten. Polyester, zoals Dacron, of polyamide zoals Nomex, werken ook. Ze isoleren keer op keer. Vaak worden ze geïmpregneerd met vernis of hars voor extra bescherming.
Een gelaagde isolatieopstelling voorkomt dat elektrische storingen optreden.
●Op cellulose gebaseerde materialen vormen de belangrijkste vaste isolatie. Kraftpapier en karton passen precies. Soms upgraden ze met aromatische polyamiden voor hittebestendigheid. De poreuze constructie laat olie of hars volledig intrekken.
●Vloeibare isolatie plakt met minerale olie als gebruikelijke keuze. Natuurlijke en synthetische esters winnen terrein voor een betere brandveiligheid en milieuvriendelijkheid. Deze vloeistoffen hebben een diëlektrische sterkte van meer dan 30 kilovolt. Op ester gebaseerde producten hebben brandpunten boven de 300 graden Celsius.
●Handvat van massief gietmateriaaldroge transformatoren.Epoxy- of polyesterharsen omsluiten de wikkelingen. Ze bieden mechanische ondersteuning en bescherming tegen de omgeving. Gedeeltelijke ontlading blijft onder de 5 picocoulombs.
●Tank en behuizing zijn gemaakt van koolstofstaal, vaak van ASTM A36-kwaliteit. Coatings zijn bestand tegen corrosie voor gebruik buitenshuis. Hermetisch afgesloten versies kunnen geschikt zijn voor roestvrij staal. Radiatoren zijn ook van koolstofstaal. Interne schotten geleiden de oliestroom.
●Bussen plakken vaak aan porselein voor routinetoepassingen. Polymeersoorten, zoals siliconenrubber, nemen stoom op, waardoor ze lichter van gewicht zijn en beter bestand zijn tegen vandalisme. Binnenin zijn de geleiders van koper. Ze worden verzilverd of vertind.
●Conservatorsystemen opgebouwd uit staal. Flexibele membranen, zoals nitrilrubber of fluorpolymeer, houden olie uit de buurt van de buitenlucht.
●Koelapparatuur omvat ventilatoren met aluminium bladen. Motoren maken gebruik van kogellagers of glijlagers. Ze beoordelen non-stop hardlopen. Pompwaaiers in opstellingen met geforceerde olie zijn meestal van brons of roestvrij staal.
●Drukontlastingsapparaten zijn voorzien van membranen van roestvrij staal of speciale polymeren. Ze barsten bij exacte drukniveaus.
●Silicagel gaat in ontluchters. Het bevat vaak een kobaltchloride-indicator. Dat verschuift van blauw naar roze naarmate het vocht absorbeert.
●Monitoringsensoren gebruiken PT100 of PT1000 platina weerstandsthermometers voor temperatuurcontroles. Piëzoresistieve of capacitieve typen zorgen voor drukbewaking.
●Impregnatievernissen op basis van polyester, epoxy of polyurethaan. Ze beschermen tegen vocht en zorgen voor mechanische stabiliteit.
●Lijmen en afdichtingsmiddelen zijn gebaseerd op siliconen-, polyurethaan- of butylverbindingen. Ze dichten pakkingen af en verbinden onderdelen.
●Oppervlakbehandelingen brengen zinkrijke primers aan. Polyurethaan toplagen volgen ter bescherming tegen corrosie. De droge laagdikte bedraagt doorgaans 150 tot 250 micrometer.
Materiaalkeuzes bij het bouwen van transformatoren laten honderd jaar van gestage aanpassingen zien. Ze wegen elektrische behoeften af tegen mechanische, thermische, milieu- en kostenfactoren. Eigenschappen in elk onderdeel beïnvloeden de efficiëntie, die tot meer dan 99,7 procent kan oplopen. Ze beïnvloeden de operationele levensduur, vaak 25 tot 40 jaar. De impact op het milieu speelt ook een rol. Materiaalwetenschap stimuleert de vooruitgang op het gebied van transformatortechnologie. Nieuwere ontwerpen neigen naar duurzame opties. Recyclebare metalen, biologisch afbreekbare vloeistoffen en duurzame isolatie spelen allemaal een rol. Die verschuiving wijst op een circulaire economie in de industrie.
