Temperaturverhalten und Isolierstoffe


Auslegung der Transformatoren
Unsere Transformatoren werden so ausgelegt, dass keine unzulässigen Temperaturen entstehen. Die Isolierstoffe haben nach IEC 85 mindestens Klasse E, meistens Klasse B und auf Wunsch auch eine höhere Temperaturklasse. Bei der technischen Berechnung wird die Temperatur bei 1,06 facher Primärspannung im Nennbetrieb und im Kurzschlussfall berechnet.


Zulässige Erwärmung im Normalbetrieb nach EN 61558-1
Die Transformatoren dürfen bei bestimmungsgemäßem Gebrauch keine unzulässige Temperatur annehmen. Die Übereinstimmung wird nach EN 61558-1 §14.2 überprüft. Die Transformatoren und Drosseln werden an die Bemessungs-Eingangsspannung angeschlossen und mit einer Impedanz belastet, die bei Bemessungs-Ausgangsspannung und für Wechselstrom bei Bemessungs-Leistungsfaktor Bemessungsleistung ergeben würde. Anschließend wird die Eingangsspannung um 6 % erhöht. Nach dieser Spannungserhöhung wird im Stromkreis nichts verändert. Die Prüfung wird unter Leerlaufbedingungen wiederholt, wenn dies eine ungünstigere Situation ist.
Die Temperaturen von Wicklungen werden nach dem Widerstandsverfahren ermittelt. Der Wert der Temperaturerhöhung einer Wicklung wird aus folgender Gleichung berechnet:

tui-formel

Dabei ist: x = 234,5 für Kupfer und:

D Temperaturerhöhung über t2, so dass die höchste Temperatur gleich D + t2 beträgt,
R1 Widerstand zu Beginn der Prüfung bei der Temperatur t1,
R2 Widerstand am Ende der Prüfung, im Beharrungszustand,
t1 Umgebungstemperatur zu Beginn der Prüfung,
t2 Umgebungstemperatur am Ende der Prüfung.

Bei Beginn der Prüfung müssen die Wicklungen Umgebungstemperatur aufweisen.

Für Transformatoren mit mehr als einer Eingangs- oder Ausgangswicklung oder mit einer angezapften Eingangs- oder Ausgangswicklung werden die Ergebnisse in Betracht gezogen, die die höchste Temperatur zeigen. Während der Prüfung darf die Temperatur, die in Tabelle 1 angegebenen Werte nicht überschreiten, wenn der Transformator bei seiner Bemessungs-Umgebungstemperatur (25°C oder ta) betrieben wird.
Tabelle 1: Höchste Temperaturwerte bei bestimmungsgemäßem Gebrauch

Teile

Temperatur

Wicklungen (Spulen und damit in Verbindung stehende Kernbleche), wenn das Isoliersystem besteht aus:

- Werkstoff der thermischen Klasse A1

- Werkstoff der thermischen Klasse E

- Werkstoff der thermischen Klasse B

- Werkstoff der thermischen Klasse F

- Werkstoff der thermischen Klasse H

 

100

115

120

140

165

Die Klassifizierung der Werkstoffe entsprich IEC 60085 und IEC 60216; aber die Werte wurden unter Berücksichtigung der Tatsache angepasst, dass in diesen Prüfungen die Temperaturen Durchschnittswerte sind und keine Heißpunktwerte

 

Unmittelbar nach der Prüfung muss der Prüfling die in §18.3 EN 61558 festgelegte Spannungsfestigkeitsprüfung bestehen, wobei die Prüfspannung nur zwischen Eingangs- und Ausgangsstromkreis angelegt wird. Nach der Prüfung dürfen sich die elektrischen Anschlüsse nicht gelöst haben, Kriech- und Luftstrecken dürfen nicht kleiner als die in §26 EN 61558-1 festgelegten Werte geworden sein; Vergussmasse darf nicht ausgelaufen sein und Überlastschutzeinrichtungen dürfen nicht angesprochen haben.
Durch umfassende technische Berechnung eines jeden Transformators mit einem Computerprogramm wird von uns sichergestellt, dass die Werte in Tabelle 1 nicht überschritten werden. Eine höhere Umgebungstemperatur mindert aber die mögliche Leistung eines Transformators bei gegebener Baugröße.


Maximale Erwärmung bei Kurzschluss und Überlast nach EN 61558-1
Tabelle 2:
Höchstwerte der Temperaturen unter Kurzschluss- oder Überlastbedingungen

Klassifikation der Isolierung

A

E

B

F

H

 

Höchst-Temperatur °C

unbedingt kurzschlussfeste Wicklungen

150

165

175

190

210

Wicklungen mit Schutzeinrichtung:

- während der Dauer T, angegeben in Tabelle 3)

- nach der ersten Stunde, Spitzenwert

- nach der ersten Stunde, arithmetischer Mittelwert

 

200

175

150

 

215

190

165

 

225

200

175

 

240

215

190

 

260

235

210

Äußere Gehäuse (die mit dem Norm-Prüffinger berührt werden können)

Gummi-Isolierung der Leiter

PVC-Isolierung der Leiter

Auflageflächen (z.B. jeder Bereich der Oberfläche der Kiefernsperrholzplatte, die durch den Transformator bedeckt ist)

105

85

85

105

Tabelle 3: Werte T und k für Sicherungen

Angegebener Bemessungsstrom In des schützenden Sicherungseinsatzes für gG
A

T
h

k

In < 4

4 < In < 16

16 < In < 63

63 < In < 160

160 < In < 200

1

1

1

2

3

2,1

1,9

1,6

1,6

1,6


Isolationserklärung nach IEC 85
Auf Wunsch erhalten Sie von uns für jeden Transformatortyp eine Isolationserklärung mit der Angabe der verwendeten Isolierstoffe und deren Temperaturklassen.


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