À l'heure actuelle, l'enroulement du transformateur est principalement constitué de fil de cuivre et de feuille de cuivre, mais également de fil d'aluminium et de feuille d'aluminium. Cependant, il existe un différend concernant les défauts du transformateur à enroulement en cuivre et du transformateur à enroulement en aluminium. À l'heure actuelle, le transformateur à enroulement en aluminium est plus largement utilisé dans les transformateurs de distribution, notamment en Europe, en Amérique du Nord, en Amérique latine et dans d'autres régions.
Comparaison des performances entre le cuivre et l'aluminium : en termes de rentabilité-et de disponibilité, le marché utilise principalement du cuivre et de l'aluminium pour les conducteurs de transformateur, leurs principales différences étant les suivantes :
1. résistivité
2. densité
3. effet peau conductrice
4. connectivité
5. usinabilité
6. comportement mécanique
1. Résistivité et densité
La conductivité électrique de l'aluminium est d'environ 62 % de celle du cuivre. Pour obtenir la même résistance, les conducteurs en aluminium nécessitent une section transversale 62 % plus grande que celle en cuivre. Cela nécessite des sections transversales-plus grandes pour maintenir une résistance équivalente, ce qui augmente la quantité d'autres matériaux utilisés dans les transformateurs de puissance, tels que les noyaux et les boîtiers en fer. Cependant, la densité de l'aluminium est inférieure à celle du cuivre (2,7 kg/dm³ contre . 8.9 kg/dm³). Pour une même résistance et une même longueur de bobinage (avec des pertes identiques), la masse de l'aluminium est réduite de moitié.
2. résistance à la traction
L'aluminium a une résistance à la traction inférieure à celle du cuivre. Cependant, par rapport aux matériaux en cuivre atteignant la même résistivité, la section transversale accrue des conducteurs en aluminium permet de compenser sa plus faible limite d'élasticité.
3. Performances thermiques et stabilité thermique des courts-circuits
Comparaison de la stabilité thermique des courts-circuits-de transformateurs à enroulements en cuivre et en aluminium du même modèle
Pour le même modèle de transformateur, la comparaison de l'endurance du courant de court-circuit-entre les transformateurs en cuivre et en aluminium est présentée dans la figure ci-dessous (selon GB1094.5-2008, le cuivre résiste à 350 degrés et l'aluminium à 200 degrés).
Temps de tenue au courant de court-circuit-en cuivre/S Temps de tenue au courant de court-circuit-en aluminium/S
La comparaison dans la figure ci-dessus montre que pour les transformateurs du même modèle, l'échauffement des transformateurs en cuivre et en aluminium est essentiellement la même pour un courant et une durée de court-circuit identiques, mais les transformateurs en cuivre peuvent résister au courant de court-circuit pendant une période plus longue que les transformateurs en aluminium.