วัสดุฉนวนของหม้อแปลงในประเภทแช่น้ำมันและแห้ง

ฉนวนในหม้อแปลงแช่น้ำมัน

ในหม้อแปลงแช่น้ำมันสมัยใหม่ การฉนวนของขดลวดแรงดันสูงจะใช้วิธีที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง โดยปกติแล้วสายไฟจะถูกเคลือบด้วยอีนาเมล และกระดาษคราฟท์จะถูกใส่ระหว่างแต่ละชั้นของขดลวด การผสมผสานนี้ให้ความมั่นใจในการฉนวนทางไฟฟ้าและการป้องกันทางกลสำหรับขดลวดแรงดันสูง ปกป้องจากความเสียหายทางไฟฟ้าและทางกายภาพ

สำหรับขดลวดแรงดันต่ำ จะใช้วิธีการฉนวนที่แตกต่างออกไป ในกรณีนี้ สายคอนดักเตอร์สามารถทิ้งไว้เปล่าๆ โดยมีฉนวนกระดาษระหว่างชั้น วิธีนี้ทำให้เกิดความสมดุลระหว่างความคุ้มค่าและความต้องการในการฉนวนสำหรับการใช้งานแรงดันต่ำ

อย่างไรก็ตาม วัสดุฉนวนสำหรับคอนดักเตอร์แบบแถบในขดลวดแรงดันต่ำกำลังเปลี่ยนแปลง วิธีการห่อคอนดักเตอร์แบบแถบด้วยกระดาษที่ใช้มาอย่างยาวนานกำลังถูกแทนที่ด้วยการเคลือบโพลิเมอร์สังเคราะห์และผ้าสังเคราะห์ เหล่าวัสดุสมัยใหม่นี้ให้ความทนทานที่ดีขึ้น คุณสมบัติในการฉนวนทางไฟฟ้าที่ดีขึ้น และความต้านทานต่อปัจจัยแวดล้อมที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับฉนวนกระดาษแบบดั้งเดิม

การรวมเอาสายอลูมิเนียม แถบ และคอนดักเตอร์แบบแถบ พร้อมกับการเคลือบด้วยอีนาเมล ได้นำเสนอความท้าทายเฉพาะตัวให้แก่ผู้ผลิตหม้อแปลงจำหน่าย อลูมิเนียมมีคุณสมบัติพิเศษ: เมื่อสัมผัสกับอากาศ มันจะสร้างชั้นออกไซด์ที่เป็นฉนวนบนพื้นผิวโดยอัตโนมัติ ชั้นออกไซด์ที่สร้างขึ้นเองนี้สามารถขัดขวางการนำไฟฟ้าได้ ดังนั้น ทุกครั้งที่จำเป็นต้องสร้างการเชื่อมต่อไฟฟ้าโดยใช้คอนดักเตอร์อลูมิเนียม ผู้ผลิตต้องหาวิธีที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดชั้นออกไซด์หรือป้องกันการเกิดชั้นออกไซด์ที่จุดเชื่อมต่อ ซึ่งต้องการการเลือกวัสดุอย่างระมัดระวัง การผลิตที่แม่นยำ และมาตรการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าหม้อแปลงจำหน่ายที่มีองค์ประกอบจากอลูมิเนียมทำงานได้อย่างเชื่อถือได้

ความท้าทายและวิธีการแก้ไขสำหรับคอนดักเตอร์อลูมิเนียมในหม้อแปลง และฉนวนในหม้อแปลงแบบแห้ง

ความท้าทายและการจัดการกับคอนดักเตอร์อลูมิเนียมในหม้อแปลงแช่น้ำมัน

นอกจากนี้ อลูมิเนียมเกรดคอนดักเตอร์ไฟฟ้ายังมีเนื้อสัมผัสที่นุ่มมาก เมื่อทำการหนีบด้วยแรงกล มันมีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหาเช่น การไหลเย็นและการขยายตัวที่ไม่เท่ากัน การไหลเย็นหมายถึงการยืดหยุ่นของอลูมิเนียมที่นุ่มภายใต้แรงกดทับตลอดเวลา ในขณะที่การขยายตัวที่ไม่เท่ากันเกิดขึ้นเมื่ออลูมิเนียมขยายหรือหดตัวที่อัตราที่แตกต่างจากส่วนประกอบอื่น ๆ ในชุด อาจนำไปสู่การเชื่อมต่อที่คลายหรือความเสียหายทางกล

เพื่อตอบสนองความต้องการในการเชื่อมต่อของสายอลูมิเนียม ได้มีการพัฒนาวิธีการต่อสายหลายวิธี เชื่อมด้วยตะกั่วสามารถใช้ได้ แม้ว่าจะต้องใช้เทคนิคการเชื่อมและสารประสานพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อที่ดี อีกวิธีหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือการหนีบ ซึ่งใช้หนีบพิเศษ หนีบเหล่านี้ออกแบบมาเพื่อเจาะผ่านทั้งการเคลือบด้วยอีนาเมลบนสายและชั้นออกไซด์ที่เกิดขึ้นเองบนพื้นผิวอลูมิเนียม ด้วยการทำเช่นนี้ พวกมันสร้างการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ นอกจากนี้ยังปิดกั้นพื้นที่การสัมผัสจากออกซิเจน ป้องกันการออกซิไดซ์ต่อไปและรับประกันความสมบูรณ์ของการเชื่อมต่อในระยะยาว

สำหรับคอนดักเตอร์แบบแถบหรือแบบแถบของอลูมิเนียม การเชื่อมด้วย TIG (tungsten inert gas) นำเสนอวิธีการเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพ กระบวนการเชื่อมนี้ใช้ขั้วไฟฟ้าทังสเตนที่ไม่สามารถใช้ได้และก๊าซเฉื่อยเป็นโลหะคุ้มกัน เพื่อสร้างการเชื่อมต่อที่มีคุณภาพสูงและแข็งแรงระหว่างส่วนประกอบอลูมิเนียม นอกจากนี้ แถบอลูมิเนียมยังสามารถเชื่อมต่อกับคอนเน็กเตอร์ทองแดงหรืออลูมิเนียมอื่น ๆ ผ่านวิธีการเชื่อมแบบเย็นหรือการหนีบ วิธีการเชื่อมแบบเย็นสร้างการเชื่อมต่อในสถานะของแข็งโดยไม่ต้องละลายวัสดุ ซึ่งเป็นประโยชน์ในการรักษาคุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้าของคอนดักเตอร์ นอกจากนี้ สำหรับการเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวกับอลูมิเนียมที่นุ่ม หากทำความสะอาดพื้นที่การเชื่อมต่ออย่างละเอียดเพื่อขจัดออกไซด์หรือสิ่งปนเปื้อนใด ๆ ก็สามารถทำให้ได้การเชื่อมต่อที่มั่นคงและมีการนำไฟฟ้า

วัสดุฉนวนในหม้อแปลงแบบแห้ง

ในวงการหม้อแปลงแบบแห้ง การปฏิบัติที่เป็นมาตรฐานคือการทาสีป้องกันหรือเคลือบบนขดลวดโดยใช้เรซินหรือวาร์นิช นี่เป็นการป้องกันจากการส่งผลกระทบจากสภาพแวดล้อมที่ไม่ดีต่าง ๆ เช่น ความชื้น ฝุ่น และก๊าซกัดกร่อน ซึ่งสามารถทำให้คุณสมบัติการฉนวนของขดลวดหม้อแปลงเสื่อมลงและลดประสิทธิภาพและการใช้งานของหม้อแปลง

สื่อฉนวนที่ใช้สำหรับขดลวดหลักและขดลวดรองของหม้อแปลงแบบแห้งสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

• Cast Coil: ในประเภทนี้ ขดลวดจะถูกฝังอยู่ในเรซินหล่อ ซึ่งให้โครงสร้างฉนวนที่แข็งแรงและทนทาน เรซินหล่อไม่เพียงแค่ห่อหุ้มคอนดักเตอร์เท่านั้น แต่ยังให้ความแข็งแรงทางกลและฉนวนทางไฟฟ้าที่ดี ทำให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ต้องการความเชื่อถือได้และป้องกันสูง

• Vacuum - Pressure Encapsulated: วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการห่อหุ้มขดลวดภายใต้เงื่อนไขความดันสุญญากาศ ด้วยการกำจัดอากาศและสิ่งปนเปื้อนอื่น ๆ จากกระบวนการฉนวน ทำให้มั่นใจได้ว่ามีชั้นฉนวนที่สม่ำเสมอและปราศจากช่องว่าง ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและทางความร้อนของหม้อแปลง

• Vacuum - Pressure Impregnated: ในวิธีนี้ ขดลวดจะถูกแช่ในเรซินฉนวนภายใต้ความดันสุญญากาศ กระบวนการนี้ทำให้เรซินสามารถแทรกซึมลึกเข้าไปในโครงสร้างขดลวด ทำให้เติมเต็มช่องว่างและรูพรุนทั้งหมด ผลลัพธ์คือการให้ฉนวนที่ดีขึ้นและความสามารถในการกระจายความร้อนที่ดีขึ้น ทำให้ช่วยในการทำงานของหม้อแปลงอย่างมีประสิทธิภาพ

• Coated: วิธีการเคลือบแบบง่าย ๆ หมายถึงการทาชั้นของวัสดุฉนวน เช่น วาร์นิชหรือสารเคลือบพิเศษ ลงบนขดลวดโดยตรง วิธีการฉนวนนี้ค่อนข้างง่ายและประหยัดค่าใช้จ่าย เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ต้องการคุณสมบัติการฉนวนที่ไม่เข้มงวดมาก

Cast Coil

ในวิธีการฉนวนแบบ Cast Coil ขดลวดจะถูกเสริมแรงตามที่จำเป็นหรือวางอยู่ภายในแม่พิมพ์ จากนั้นจะถูกหล่อในเรซินภายใต้เงื่อนไขความดันสุญญากาศ กระบวนการนี้มีข้อดีหลายประการ เนื่องจากขดลวดถูกห่อหุ้มด้วยฉนวนที่แข็ง ทำให้ลดระดับเสียงในการทำงาน นอกจากนี้ กระบวนการหล่อภายใต้ความดันสุญญากาศยังทำให้เรซินเติมเต็มขดลวด ทำให้ไม่มีช่องว่างใด ๆ ช่องว่างเหล่านี้หากมีอยู่อาจทำให้เกิดการปล่อยประจุไฟฟ้า (corona discharge) ซึ่งสามารถทำให้ฉนวนเสื่อมสภาพและเกิดปัญหาทางไฟฟ้าในระยะยาว ด้วยระบบฉนวนที่แข็ง ขดลวดแบบ Cast Coil มีความแข็งแรงทางกลที่ยอดเยี่ยม สามารถทนต่อแรงกดทับทางกล ยังมีความแข็งแรงในการป้องกันการลัดวงจร ทำให้ทำงานได้อย่างเชื่อถือได้ในภาวะไฟฟ้าผิดปกติ นอกจากนี้ ขดลวดชนิดนี้ยังมีความต้านทานต่อความชื้นและสิ่งปนเปื้อนสูง ทำให้ช่วยปกป้องส่วนประกอบภายในของหม้อแปลงและยืดอายุการใช้งาน

Vacuum - Pressure Encapsulated

สำหรับวิธีการฉนวนแบบ Vacuum - Pressure Encapsulated ขดลวดจะถูกห่อหุ้มด้วยเรซินภายใต้ความดันสุญญากาศ คล้ายกับกระบวนการ Cast Coil การห่อหุ้มขดลวดด้วยเรซินในวิธีนี้ทำให้สามารถกำจัดช่องว่างที่อาจทำให้เกิดการปล่อยประจุไฟฟ้า (corona) ได้ ผลลัพธ์คือขดลวดมีความแข็งแรงทางกลที่ดี สามารถทนต่อแรงกระแทกและแรงสั่นสะเทือน ยังมีความแข็งแรงในการป้องกันการลัดวงจร ทำให้ทำงานได้อย่างมั่นคงในภาวะไฟฟ้าผิดปกติ วิธีการฉนวนนี้ให้การป้องกันที่แข็งแกร่งต่อการแทรกซึมของความชื้นและสิ่งปนเปื้อน ทำให้รักษาความสมบูรณ์ของขดลวดและประสิทธิภาพการทำงานของหม้อแปลง

Vacuum - Pressure Impregnated

ในวิธีการฉนวนแบบ Vacuum - Pressure Impregnated ขดลวดจะถูกแทรกซึมด้วยวาร์นิชภายใต้ความดันสุญญากาศ กระบวนการแทรกซึมนี้ทำให้วาร์นิชครอบคลุมขดลวดอย่างทั่วถึง สร้างชั้นป้องกันที่ช่วยป้องกันความชื้นและสิ่งปนเปื้อน ช่วยรักษาคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลของขดลวด ทำให้หม้อแปลงทำงานได้อย่างเชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมต่าง ๆ แม้ว่าการป้องกันอาจจะไม่ครอบคลุมเท่ากับวิธีการฉนวนบางวิธี แต่ก็ยังให้การป้องกันที่เพียงพอสำหรับการใช้งานมากมาย

Coated

วิธีการฉนวนแบบ Coated หมายถึงการจุ่มขดลวดในวาร์นิชหรือเรซิน ขดลวดที่เคลือบให้การป้องกันพื้นฐานต่อความชื้นและสิ่งปนเปื้อน ทำให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงต่อการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงน้อย แม้ว่าอาจจะไม่ให้การป้องกันที่เท่ากับวิธีการฉนวนที่ซับซ้อน แต่ก็เป็นวิธีการที่ประหยัดค่าใช้จ่ายและง่ายสำหรับการใช้งานที่ต้องการคุณสมบัติการฉนวนที่ไม่สูงมาก