Трансформаторы малой мощности - Провода и их изоляция

§ 7. ПРОВОДА И ИХ ИЗОЛЯЦИЯ
Хотя в последнее время в Чехословакии создан новый проводниковый материал яреал, обладающий электропроводностью алюминия и механическими свойствами меди, последние являются единственными материалами, находящими практическое применение для обмоток трансформаторов малой мощности Приводим их основные данные:
Удельный вес,                                                          Удельное сопротивление
г/см*                                                                 р2о°» ом-мм*/м
Медь                                        8,8                                                    0,017
Алюминий                              2,7                                                    0,028
Толщина применяемой алюминиевой фольги — от 10 до сотен микронов. Изолируется она тонкой оксидной пленкой (2— 4 мк). Оксидная изоляция жаростойка, теплопроводна, выдерживает напряжение до 100 ей выше. Ее недостатки — ограниченная эластичность и гигроскопичность. Для ликвидации последней разрабатываются специальные меры.
Применяемые для трансформаторов малой мощности марки медных изолированных проводов с указанием областей их применения, ГОСТ и ТУ приведены в табл. 10. В табл. 11 приведены стандартные размеры и сечения проводов, а в табл. 12 — толщина их изоляции.
При выборе проводов для верхнего диапазона повышенных частот и выше следует иметь в виду возможное увеличение активного сопротивления г из-за поверхностного эффекта. Степень
увеличениязависит от частоты / и диаметра провода
(рис. 51). Глубина проникновения определяется приближенно как, В катушках, особенно многовитковых и многослойных, возможно возрастание г также из-за эффекта близости. Из-за этих явлений применение на каждой частоте провода сверх определенного диаметра нежелательно.
Из всех типов проводов наибольшее распространение получили эмалированные провода, обладающие наименьшей толщиной изоляции и обеспечивающие достаточно высокую электрическую и механическую прочность. Они в значительной мере вытеснили провода с волокнистой изоляцией. Для работы при нормальных рабочих температурах преимущественное применение находят:

Обмоточные провода для трансформаторов малой мощности и их основные характеристики

для аппаратуры народного потребления (радио- и телеприемников, гражданских установок связи и т. д.) провода ПЭЛ, для спецаппаратуры— провода ПЭВ-2. Провода ПЭВ тропикоустойчивы.

Рис. 51. Зависимость коэффициента увеличения активного сопротивления переменному току от частоты для проводов различного диаметра.
Из оплетенных проводов рядом ценных свойств обладают провода с обмоткой шелком капрон. Капрон значительно дешевле натурального шелка, имеет меньшую гигроскопичность, лучшую эластичность, устойчив против микроорганизмов и ряда химикатов, морозостоек. Однако его электрические свойства не очень высоки. Высокой электропрочностью отличаются провода, обмотанные триацетатной пленкой. Наиболее распространен из них провод ППТБО.
Значительная работа проведена в СССР по разработке проводов с теплостойкой изоляцией. Теплостойкие провода, марки которых приведены в табл. 10, обладают, однако, известными недостатками: провод ПЭТК недостаточно бензиностоек, снижает свое пробивное напряжение после нагрева и в силу технологических затруднений не выпускается с большими сечениями; провода со стекловолокнистой изоляцией имеют значительную толщину изоляции. Поэтому в последнее время разработан ряд новых типов проводов. Получено несколько марок проводов со стеклоизоляцией существенно (в 1,5—2 раза) уменьшенной толщины. Это провода ПСД-Т, ПЭТСО-Т (по ТУК ОММ 505-190-56), ПСДКТ (по ТУ КП 18-58), ПЭТКСО-Т (по ТУ КП 19-58). Их рабочие температуры не отличаются от рабочих температур соответствующих проводов, приведенных в табл. 10. Кратковременно (несколько сот часов) провода класса Н могут работать при температурах 250—350°. К числу новых относится провод с однослойной (особо тонкой) стеклоизоляцией класса Н — ПСОТ (по ТУ КП 17-58).
Из эмалированных проводов высокой нагревостойкостью (при высокой надежности) обладают провода с эмалью на полиэфирных лаках. Их длительная рабочая температура 130— 135°, кратковременно их можно использовать при температуре до 200°. За границей подобные провода получили название

голых обмоточных проводов

Провода круглого сечения

Примечание. Для отдельных марок провода из общей номенклатуры применяются по табл. 10.

Двусторонняя толщина изоляции проводов (округленно), мм

алканекс (США), теребек (Германия), терамел (Англия). В Советском Союзе разработаны провода марок ПЭТВ-1 и ПЭТВ (ТУ КП 25-58) диаметром 0,06—2,44 мм. Эти провода по механической и электрической прочности не уступают высокопрочным эмальпроводам ПЭВ-2. Провод ПЭТВ-1 обладает повышенной стойкостью к тепловым ударам. Провода тропикоустойчивы.
Особо высокой теплостойкостью отличаются провода, изолированные эмалями на основе фторопласта-4 (рабочая температура до 250°). В СССР выпущены опытные партии таких проводов марок ПЭФ и ПЭФУ диаметром 0,51 —1,4 мм и электрической прочностью эмали 1000—1800 в. Слой эмали, как и у проводов ПЭТВ, не толще, чем у проводов ПЭВ.
Дальнейшее повышение теплостойкости может быть достигнуто применением керамических эмалей и предохраненной от окисления меди, изолированной термостойкой стеклотканью. В США проведены опыты с использованием таких проводов при температуре 500°. Большие перспективы в повышении нагревостойкости открывает применение оксидированного алюминия. Все эти жаростойкие провода стойки и в отношении радиоактивного облучения. Сочетанием жаростойкости (до 600°), механической прочности, эластичности, влагостойкости отличаются изоляционные пленки, полученные за счет окисляющего действия на провод фтора или фтористого водорода.
Значительный интерес представляют эмальпровода на полиуретановых лаках, высокопрочные, теплостойкие, лудящиеся, марки ПЭВТЛ, класса изоляции Е (кратковременный нагрев — до 150—180°). Эти провода обладают высокими качествами, эластичностью, хорошей влагостойкостью. Их оригинальным свойством является способность покрываться слоем олова без зачистки эмали и применения флюсов. Пайка таких проводов может производиться простым погружением в расплавленное олово.
Для намотки бескаркасных катушек можно применять новый эмальпровод с дополнительным термопластичным слоем — ПЭВ Д. Термопластичный слой (на базе термопластичных смол) запекается при температуре 170—180° и связывает катушку в единое целое.
Важную задачу представляет правильный выбор монтажных проводов для соединения концов обмоток с выводами трансформатора. Для этой цели применяются два основных вида проводов— с волокнистой лакированной изоляцией (по ТУ ТУКП 27-58) и с полихлорвиниловой изоляцией, снаружи оплетенной. Большинство монтажных проводов рассчитано на работу при температуре 70—90°. К таким проводам относятся: МГШДО и МГШДЛ с двойной обмоткой шелком, МГБДЛ с двойной обмоткой хлопчатобумажной пряжей (рабочее напряжение 250 в), МГВ в полихлорвиниловой изоляции, МГОВ с обмоткой волокнистыми материалами в полихлорвиниловой изоляции, МГШВ с двойной обмоткой шелком в полихлорвиниловой изоляции, МП с полиэтиленовой изоляцией (рабочее напряжение 380—1000 в). Все провода гибкие, многопроволочные. Провод МГШВ можно кратковременно использовать при температурах 100—130°.
Для повышенных рабочих температур (130—150°) можно применять провод МГЦСЛ с пленочной изоляцией в обмотке стекловолокном или асбестом и в оплетке стекловолокном с лакировкой кремний-органическими лаками и провод МГТН. Провода с волокнистой изоляцией можно применять лишь при нормальной влажности. При повышенной влажности следует применять провода с полихлорвиниловой и резиновой изоляцией. Провода РКГМ с изоляцией из кремний-органической резины могут работать при температурах до 180° и напряжениях до 380 в (ВТУ МЭП ОАА 505-027-53). Провод тропикоустойчив. То же относится к проводам БНТ-250.
Теплостойкостью до 200° обладает гибкий монтажный провод с фторопластовой изоляцией МГТФ (ТУ ОММ 505-014-58). Его рабочее напряжение 250 в, испытательное—1 кВ. Провод МГТФЛ имеет рабочее напряжение 500 в.
Повышение электроизоляционных свойств и теплостойкости монтажных проводов может быть достигнуто применением для изоляции полиэтилена повышенного качества (например, так называемого низкого давления).
Для осуществления внешних высоковольтных выводов (см. рис. 17, 18) можно применять гибкий влагостойкий резиновый провод ПВГ (ВТУ МЭП 243-51) с рабочей температурой до 80° и электрической прочностью не ниже 18 кВ. Его недостатком является низкая озоностойкость и склонность к растрескиванию во времени. Для тех же целей можно использовать резиновые гибкие провода ПВРВ с испытательным напряжением 35 кВ (по Ту              -003-58), ЛПЛ — 8 кВ (по ВТУ НКЭП 346-44).

При высокой температуре, до 250°, может быть использован провод ТМ-250 (ТУК ОММ 505-111-56), изолированный пленкой фторопласта и пропитанной стекловолокнистой оплеткой. Он обладает высокой влагостойкостью. Его пробивное напряжение 6000—10 000 в. Из-за отсутствия адгезии к компаундам и трудности вулканизации применять его в залитых катушках надо с осторожностью. Теплостойким является и фторопластовый провод ПВСТ в стеклянной оплетке, пропитанной кремний-органическим лаком, с испытательным напряжением 20 кВ (по ТУК ОММ 505-205-57).
За рубежом созданы провода с фторопластовой изоляцией, отличающиеся высокой короностойкостью.