ちょっと、そこ！私は変圧器の原材料のサプライヤーとして、かなり長い間この業界に携わっており、化学プラントの変圧器の製造に何が行われるかを直接見てきました。そこで、これらの重要な機器にとって重要な原材料について、いくつかの洞察を共有したいと考えました。
コア材料
トランスのコアは心臓のようなものです。電磁誘導を通じてある回路から別の回路に電気エネルギーを伝達する役割を果たします。変圧器のコアに使用される最も一般的な材料はケイ素鋼です。このタイプの鋼は導電率が低く、透磁率が高いため、渦電流によるエネルギー損失を最小限に抑えながら磁束を効率的に伝導できます。
珪素鋼は通常、純鉄に少量（3～5%程度）の珪素を添加して作られます。シリコンは鋼の電気抵抗を増加させ、加熱やエネルギー損失の原因となる渦電流を低減します。次に、鋼はラミネートと呼ばれる薄いシートに圧延され、積層されてコアが形成されます。これらの積層は渦電流をさらに低減するために互いに絶縁されています。
特殊用途の変圧器に使用されることがあるもう 1 つの材料は、アモルファス金属です。アモルファス金属は原子構造が乱れているため、従来のケイ素鋼と比較してコア損失が非常に低くなります。エネルギー効率が最優先される用途には最適ですが、製造コストが高くなる可能性があります。
導電性材料
変圧器に電流を流すために導電性材料が使用されます。最も広く使用されている導電性材料は銅です。銅は優れた導電性を備えているため、比較的低い抵抗で大量の電流を流すことができます。これにより、熱として浪費されるエネルギーが少なくなります。
変圧器の巻線には銅が使用されます。巻線は、コアの周りに巻かれた銅線のコイルです。通常、2 セットの巻線があります。電気入力を受け取る一次巻線と、出力を供給する二次巻線です。各巻線の巻き数によって、変圧器の変圧比が決まります。
アルミニウムも変圧器の巻線に使用できる導電性材料です。銅よりも軽くて安価ですが、電気伝導率も低くなります。したがって、同じ量の電流容量を得るには、アルミニウム巻線の断面積を銅巻線よりも大きくする必要があります。
断熱材
絶縁材料は、巻線とコアの間、および巻線自体の異なる部分間の電気的短絡を防ぐために変圧器に不可欠です。最も重要な断熱材の一つは、電気用エポキシ樹脂。
電気用エポキシ樹脂は、電気絶縁性、機械的強度、耐薬品性に優れています。など、さまざまな形で使用できます。射出エポキシ樹脂そしてエポキシ樹脂の注型。射出エポキシ樹脂は変圧器内の小さなギャップや空隙を埋めるために使用され、注型エポキシ樹脂は巻線やその他のコンポーネントを封入して保護および絶縁層を提供するために使用されます。
変圧器油も一般的に使用される絶縁材です。これは優れた誘電特性を備えた鉱物油であるため、破壊することなく高電圧に耐えることができます。変圧器油は電気部品を絶縁するだけでなく、変圧器の動作中に発生する熱を放散するのにも役立ちます。
紙やプレスボードなどのセルロースベースの材料も断熱材として使用されます。変圧器油と組み合わせて使用されることが多いです。紙は巻線の周りに巻き付けられ、プレスボードは構造的なサポートと追加の絶縁を提供するために使用されます。
保冷材
変圧器は動作中に熱を発生します。この熱が適切に放散されないと、変圧器が損傷し、寿命が短くなる可能性があります。したがって、冷却材と冷却システムは非常に重要です。
先ほども述べたように、変圧器油は冷却媒体として機能します。巻線とコアによって発生した熱を吸収し、変圧器タンクに伝達し、そこで周囲の環境に放散します。一部の大型変圧器では、熱放散のための表面積を増やすために外部ラジエーターが使用されます。
空気も冷却媒体として使用できます。空冷変圧器では、ファンを使用して変圧器の巻線とコアに空気を吹き付け、熱を除去します。このタイプの冷却は、小型の変圧器や、油入り変圧器が適さない用途でよく使用されます。
構造材料
変圧器の構造材料は、内部コンポーネントを機械的にサポートし、保護するために使用されます。変圧器タンクには鋼製が一般的です。強くて耐久性があり、動作中の圧力や機械的ストレスに耐えることができます。
タンクは変圧器オイルを保持し、内部コンポーネントを環境から保護するように設計されています。また、変圧器を外部電気回路に接続するために使用されるブッシング用の開口部もあります。
プラスチックや複合材料は、カバーや筐体などの重要ではない構造部品に使用されることがあります。軽量で耐食性があり、さまざまな形状に簡単に成形できます。
結論
これで、化学プラントの変圧器に使用される主な原材料がわかりました。エネルギーを伝達するコア材料から、電流を流す導電材料、すべてを安全に保つ絶縁材料、過熱を防ぐ冷却材料、すべてをまとめる構造材料に至るまで、各コンポーネントは重要な役割を果たします。
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参考文献
- グローバー、PK (2007)。変圧器エンジニアリング: 設計、技術、および診断。 CRCプレス。
- ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポレーション（1964年）。送配電のリファレンスブック。ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポレーション
