Attualmente, l'avvolgimento del trasformatore è costituito principalmente da filo e foglio di rame, ma anche da filo e foglio di alluminio. Tuttavia, esiste una controversia sui difetti del trasformatore di avvolgimento in rame e del trasformatore di avvolgimento in alluminio. Attualmente, il trasformatore di avvolgimento in alluminio è più ampiamente utilizzato nei trasformatori di distribuzione, soprattutto in Europa, Nord America, America Latina e altre regioni.
Confronto delle prestazioni tra rame e alluminio: considerando il rapporto costi-e la disponibilità, il mercato utilizza prevalentemente rame e alluminio per i conduttori dei trasformatori, con le principali differenze che sono:
1. resistività
2. densità
3. effetto pelle conduttore
4. connettività
5. lavorabilità
6. comportamento meccanico
1. Resistività e densità
La conduttività elettrica dell'alluminio è circa il 62% di quella del rame. Per ottenere la stessa resistenza, i conduttori in alluminio richiedono un'area della sezione trasversale-più grande del 62% rispetto a quelli in rame. Ciò richiede sezioni trasversali-più grandi per mantenere una resistenza equivalente, il che aumenta la quantità di altri materiali utilizzati nei trasformatori di potenza, come nuclei e involucri di ferro. Tuttavia, la densità dell'alluminio è inferiore a quella del rame (2,7 kg/dm³ contro. 8.9 kg/dm³). A parità di resistenza e lunghezza di avvolgimento (con perdite identiche), la massa dell'alluminio è ridotta della metà.
2. resistenza alla trazione
L'alluminio ha una resistenza alla trazione inferiore rispetto al rame. Tuttavia, rispetto ai materiali in rame che raggiungono la stessa resistività, la maggiore area della sezione trasversale- dei conduttori in alluminio aiuta a compensare il loro minore carico di snervamento.
3. Prestazioni termiche e stabilità-termica a cortocircuito
Confronto della stabilità termica al corto-circuito dei trasformatori con avvolgimento in rame e alluminio dello stesso modello
Per lo stesso modello di trasformatore, il confronto della resistenza alla corrente di cortocircuito- tra trasformatori in rame e alluminio è mostrato nella figura seguente (secondo GB1094.5-2008, il rame resiste a 350 gradi e l'alluminio a 200 gradi).
Tempo di tenuta alla corrente di cortocircuito-in rame/S. Tempo di tenuta alla corrente di cortocircuito-in alluminio/S
Il confronto nella figura sopra mostra che per i trasformatori dello stesso modello, l'aumento di temperatura dei trasformatori in rame e alluminio è essenzialmente lo stesso con corrente di cortocircuito e durata identiche, ma i trasformatori in rame possono resistere alla corrente di cortocircuito per un periodo più lungo rispetto ai trasformatori in alluminio.