Quel impact la qualité du fil a-t-elle sur les transformateurs ?
Quel impact la qualité du fil a-t-elle sur les transformateurs ?
En tant que composant fondamental des enroulements des transformateurs, la qualité du fil a une influence profonde et cruciale sur les performances globales, la fiabilité opérationnelle et la durée de vie des transformateurs. Un fil de haute qualité peut assurer le fonctionnement stable et efficace des transformateurs, tandis qu'un fil défectueux peut entraîner une série de problèmes graves. Les impacts spécifiques sont détaillés ci-dessous :
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● Performance d'isolation
Si des défauts de qualité tels que des angles vifs, des bavures ou des impuretés se trouvent sur la surface du fil, après avoir été enveloppés dans du papier isolant, ces défauts peuvent facilement percer l'isolation des spires, entraînant une réduction locale de l'isolation des spires. Lorsque le transformateur subit un test de haute tension induite, sous l'effet de la haute tension, l'intensité du champ électrique aux points d'isolation faibles augmentera fortement. Une fois que la perforation de l'isolation des spires est relativement grave, l'intensité du champ électrique dépassera le seuil de claquage du matériau isolant, déclenchant ainsi un phénomène de claquage de l'isolation. Cela provoquera un court-circuit dans l'enroulement du transformateur, une forte augmentation du courant et peut entraîner la combustion de l'enroulement, affectant gravement le fonctionnement normal du transformateur et mettant même en danger la sécurité et la stabilité de l'ensemble du système électrique.
Dans les transformateurs haute tension et ultra haute tension, les problèmes causés par l'influence de la qualité du fil sur les performances d'isolation sont plus importants en raison de leurs tensions de fonctionnement élevées et de leurs exigences d'isolation extrêmement strictes.
● Paramètres électriques
Les facteurs de qualité tels que la pureté du matériau du fil et l'uniformité du diamètre du fil sont directement liés aux paramètres électriques du transformateur. Si le matériau du fil est impur et contient des impuretés excessives, sa résistivité augmentera, ce qui entraînera une augmentation de la résistance de l'enroulement. Selon la loi de Joule, davantage de chaleur sera générée lors du passage du courant, ce qui augmentera les pertes du transformateur et réduira son efficacité. De plus, un diamètre de fil irrégulier entraînera une distribution inégale de l'inductance de l'enroulement, affectant le taux de régulation de la tension du transformateur et la stabilité de la tension de sortie.
Dans les transformateurs de distribution ayant des exigences élevées en matière de précision de tension et les transformateurs pour instruments de précision, l'impact de la qualité du fil sur les paramètres électriques ne peut pas être sous-estimé. Même un léger écart peut entraîner une tension de sortie non conforme aux exigences et affecter le fonctionnement normal de l'équipement électrique.
● Force mécanique
Un fil de haute qualité doit posséder une bonne résistance mécanique et être capable de résister à la traction, à la flexion et à d'autres contraintes pendant le processus d'enroulement ainsi qu'aux forces électromagnétiques et aux vibrations pendant le fonctionnement du transformateur. Si le fil n'a pas une résistance mécanique suffisante, il peut se casser pendant l'enroulement, ce qui entraîne des enroulements imprécis et affecte le rapport de transformation du transformateur et d'autres performances. Pendant un fonctionnement à long terme, il est également sujet à la déformation et au déplacement en raison des forces électromagnétiques et des vibrations, détruisant l'intégrité structurelle de l'enroulement et déclenchant d'autres défauts de court-circuit entre les spires.
Dans les transformateurs de grande puissance, en raison du volume important et du poids élevé de leurs enroulements et des fortes forces électromagnétiques, des exigences plus élevées sont imposées à la résistance mécanique du fil pour assurer la stabilité de l'enroulement dans des conditions de travail complexes.
● Performances de dissipation thermique
La qualité du fil affecte également l'effet de dissipation thermique du transformateur. Si la surface du fil est rugueuse ou présente des impuretés, cela gênera le transfert de chaleur entre le fil, le matériau isolant et le fluide de refroidissement. Par exemple, les impuretés peuvent combler les minuscules espaces entre le fil et la couche isolante, réduisant la conductivité thermique et rendant difficile la dissipation de la chaleur, ce qui entraîne une augmentation de la température de l'enroulement. Une température élevée accélère le vieillissement du matériau isolant, raccourcit la durée de vie du transformateur et peut même déclencher une panne thermique dans les cas extrêmes.
Dans les transformateurs immergés dans l'huile avec des conditions de dissipation thermique relativement médiocres, l'impact de la qualité du fil sur les performances de dissipation thermique est plus évident. Une bonne qualité de fil permet de maintenir un environnement de fonctionnement à basse température pour l'enroulement.
En résumé
La qualité du fil a une influence inévitable sur de nombreux aspects tels que les performances d'isolation, les paramètres électriques, la résistance mécanique et les performances de dissipation thermique des transformateurs. Lors de la conception, de la fabrication et de la maintenance des transformateurs, un contrôle strict de la qualité du fil doit être mis en avant. De la sélection des matériaux du fil, de la production et du traitement à l'installation et à l'utilisation, les normes et spécifications pertinentes doivent être strictement respectées pour garantir que le transformateur peut fonctionner de manière sûre, fiable et efficace, répondant aux exigences du système électrique et de divers équipements électriques.
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