ContactoEn los proyectos modernos de transmisión y distribución de energía, la eficiencia, el tamaño y el control de costos de los transformadores son factores competitivos clave. Con la rápida mejora de las tecnologías de fundición y procesamiento, las tiras de aluminio de alta conductividad, también conocidas como tiras de aluminio para transformadores, se han aplicado ampliamente en transformadores de tipo seco, transformadores sumergidos en aceite y reactores.
Entre ellas, las aleaciones de aluminio puro 1070 y 1350 se han convertido en materiales ideales para reemplazar los alambres y tiras de cobre tradicionales en la fabricación de devanados/bobinas de transformadores de alta eficiencia, gracias a su conductividad eléctrica de más del 61 % IACS, excelente procesabilidad y excelente rendimiento de costos.
Análisis de materiales centrales
Tira de aluminio 1070
La aleación 1070 es un representante de alta pureza del aluminio puro de la serie 1xxx, con una conductividad eléctrica de ≥61% IACS. Su contenido de aluminio supera el 99,7%, mientras que las impurezas como el hierro y el silicio se controlan estrictamente en niveles muy bajos.
En la ciencia de los materiales, los átomos de impurezas pueden distorsionar la red de aluminio y aumentar significativamente la probabilidad de dispersión de electrones, reduciendo así la conductividad eléctrica. Por lo tanto, tira de aluminio 1070 logra una excelente conductividad eléctrica debido a su altísima pureza.
Composición química de la tira de aluminio 1070
| Elemento | Alabama | Y | fe | Cu | Minnesota | magnesio | zinc | De | otro, cada uno | Impurezas totales |
| Rango de contenido (%) | 99,70–99,90 | ≤0,10 | ≤0,10 | ≤0,05 | ≤0,05 | ≤0,05 | ≤0,05 | ≤0,05 | ≤0,05 | ≤0,03 |
Tira de aluminio 1350
La aleación 1350 no es un aluminio puro industrial general, sino una aleación específica desarrollada para conductores eléctricos, con una conductividad eléctrica de ≥62% IACS. Aunque su pureza nominal es cercana a la del aluminio 1050, ≥99,50 %, tiene requisitos de control individuales extremadamente estrictos para las impurezas que son más sensibles a la conductividad eléctrica, incluidos el vanadio (V), el titanio (Ti), el cromo (Cr) y el manganeso (Mn).
Esta estrategia de control de elementos permite tira de aluminio 1350 para mantener una alta conductividad eléctrica y al mismo tiempo ofrecer una mejor resistencia a la fluencia y estabilidad de soldadura que la tira de aluminio 1070.
Composición química de la tira de aluminio 1350
| Elemento | Alabama | Y | fe | Cu | Minnesota | magnesio | zinc | De | otro, cada uno | Impurezas totales |
| Rango de contenido (%) | 99,50–99,70 | ≤0,20 | ≤0,20 | ≤0,10 | ≤0,10 | ≤0,10 | ≤0,10 | ≤0,10 | ≤0,05 | ≤0,40 |
Parámetros técnicos de la tira de aluminio para transformadores
| Artículo | Especificación |
| Aleación | 1070,1350 |
| Temperamento | oh |
| Espesor | 0,2 mm, 0,3 mm, 0,5 mm, 0,8 mm, 1,0 mm, 1,5 mm, 2,0 mm, 3,0 mm; personalizable a pedido |
| Tolerancia de espesor | ±0,01mm |
| Ancho | 10 mm–1600 mm; tiras estrechas personalizadas y tiras anchas disponibles |
| Tolerancia de ancho | ±0,1mm |
| Conductividad eléctrica | 1070 ≥61% SIGC, 1350 ≥62% SIGC |
| Condición de la superficie | Superficie brillante, superficie mate; libre de manchas de aceite, rayones y poros |
| Cantidad mínima de pedido | 1 a 3 toneladas |
Propiedades físicas
| Parámetro | 1070 tira de aluminio | 1350 tira de aluminio |
| Conductividad eléctrica, % IACS | 65%–70% | 63%–68% |
| Resistividad eléctrica, μΩ·cm | 0,27–0,29 | 0,28–0,30 |
| Densidad, g/cm³ | 2.70 | 2.70 |
| Coeficiente de expansión térmica, ×10⁻⁶/K | 23.1 | 23.2 |
| Punto de fusión, °C | 660 | 660 |
Propiedades mecánicas: temple H14
| Parámetro | Valor mínimo | Método de prueba |
| Resistencia a la tracción, MPa | 180 | ASTM E8 |
| Límite elástico, MPa | 150 | ASTM E8 |
| Alargamiento, % | 12 | ASTM E8 |
| Dureza, HB | 60 | ASTM E103 |
Proceso de producción de tiras de aluminio para transformadores
Flujo de producción
Fusión de lingotes de aluminio de alta pureza → laminado por fundición/laminado en caliente → laminado en frío → acabado → recocido → corte longitudinal → inspección
La producción de tiras de aluminio que cumplan con los requisitos de devanado de transformadores requiere no sólo una composición de aleación adecuada, sino también procesos de fabricación avanzados y un estricto control de calidad.
1. Derretir y Laminar
Se utilizan lingotes de aluminio de alta pureza. Mediante el refinado, la desgasificación y la eliminación de escoria, el contenido de hidrógeno se controla estrictamente para garantizar una estructura interna densa del material.
2. Laminación en frío y tratamiento térmico
Proceso de laminación en frío
La pieza laminada en bruto se lamina en frío mediante múltiples pasadas para controlar con precisión la tolerancia del espesor. El espesor de la tira de aluminio del transformador suele estar entre 0,2 mm y 3,5 mm.
Tratamiento de recocido - O Temper
Este es el paso clave de la producción. Mediante un recocido completamente suave, se elimina el estrés del trabajo en frío y se obtiene una estructura completamente recristalizada. Esta estructura, conocida como temple O, garantiza que la tira de aluminio tenga un límite elástico extremadamente bajo al enrollar bobinas de alto voltaje, evitando que una tensión excesiva dañe la capa aislante.
3. Corte y tratamiento de bordes: tecnología clave
Este es el proceso central que distingue las tiras de aluminio para transformadores de las láminas y tiras de aluminio comunes.
Tratamiento de biselado
Los bordes de la tira de aluminio deben tratarse con biselado en arco, procesamiento en ángulo R o tratamiento de bordes redondeados para eliminar por completo las rebabas.
Control de rebabas
La altura de las rebabas no debe ser superior a 0,02 mm, o incluso inferior. Cualquier pequeña rebaba puede perforar la película aislante entre espiras y provocar una avería en la descarga de alto voltaje.
Precisión de ancho
El ancho de corte se puede personalizar según los requisitos del cliente, normalmente oscilando entre 10 mm y 1650 mm.
Características principales de la tira de aluminio para transformadores
1. Alta conductividad eléctrica, menor consumo de energía
El aluminio de alta pureza garantiza una baja resistencia, reduce la pérdida de energía durante el funcionamiento del transformador y mejora la eficiencia general.
2. Excelente procesabilidad del bobinado
La tira de aluminio O-temper es suave y adecuada para un bobinado apretado de múltiples capas. No es fácil agrietarse o romperse durante el procesamiento.
3. Calidad de borde controlable
El tratamiento de corte y desbarbado de alta precisión ayuda a evitar el riesgo de rotura del aislamiento durante el bobinado.
4. Buena conductividad térmica
La conductividad térmica del aluminio es aproximadamente el 60% de la del cobre y mucho mayor que la del acero. Puede disipar rápidamente el calor generado durante la operación de bobinado, reducir el aumento de temperatura del equipo, prevenir el envejecimiento a alta temperatura y extender la vida útil de los materiales aislantes.
5. Resistencia a la corrosión
Se forma naturalmente una densa película de óxido de Al₂O₃ en la superficie del aluminio, aislándola del aire, la humedad, el ácido y la corrosión alcalina. En ambientes húmedos, al aire libre y ligeramente corrosivos, el aluminio ofrece una mejor resistencia a la corrosión que el cobre y puede prevenir eficazmente la oxidación del devanado y los cortocircuitos.
6.Ventajas de costo y peso
comparado con tira de cobre para devanado de transformador , las tiras de aluminio pueden reducir los costos aproximadamente entre un 30% y un 50% y reducir el peso aproximadamente un 50%, lo que las hace adecuadas para diseños de reducción de costos en equipos de gran capacidad.
Campos de aplicación de la tira de aluminio para transformadores
Devanados de transformador tipo seco
Devanados de transformadores sumergidos en aceite
Bobinas del reactor
Transformadores de distribución
Nuevos equipos de energía, como sistemas de transformación de energía eólica y fotovoltaica.
Cómo elegir la tira de aluminio adecuada para el devanado del transformador
Por nivel de voltaje
Para transformadores grandes y de alto voltaje, como 10 kV y superiores, se prefiere la tira de aluminio 1350 debido a su mayor conductividad eléctrica y mayor estabilidad.
Para transformadores de media y baja tensión, pequeños y medianos, como los de 0,4 kV, se pueden seleccionar tiras de aluminio 1070 para obtener un mejor rendimiento de costos.
Por tipo de bobinado
Para bobinados de láminas, se prefiere la tira de aluminio templado en O debido a su buena plasticidad y fácil rendimiento de bobinado.
Para devanados bobinados, se puede seleccionar una tira de aluminio templado en H según los requisitos para equilibrar la resistencia y la conductividad eléctrica.
Por entorno operativo
Para ambientes húmedos, exteriores y de alta temperatura, se prefieren las tiras de aluminio 1350 debido a su mejor resistencia a la corrosión y estabilidad a altas temperaturas.
Para condiciones normales de funcionamiento en interiores, se puede seleccionar una tira de aluminio 1070.
Por presupuesto de costos
Para presupuestos limitados se recomienda el listón de aluminio 1070.
Para requisitos de alta eficiencia a largo plazo y bajas pérdidas, la tira de aluminio 1350 es la mejor opción.
