Die in Transformatoren auftretenden Leistungsverluste sind für die Wärmeentwicklung verantwortlich. Die Wärmequellen sind hauptsächlich die Wicklungen und der Kern. Die entstehende Wärme ist eine unerwünschte Erscheinung und führt zu einer Reihe von konstruktiven Einschränkungen und elektrischen Effekten.
Der Temperaturanstieg der Wicklungen wirkt sich unmittelbar auf deren Widerstand aus. Anhand der Änderungen des Wicklungswiderstands werden die mittleren Übertemperaturen bestimmt, um die Übereinstimmung mit den zulässigen Temperaturen der eingesetzten Isolierstoffe zu überprüfen.
Die Empfehlungen der IEC85 legen die Wärmeklassen der Isolierung fest:
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Wärmeklasse
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Mittlere zulässige Temp. der Isolierung in ˚C
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Maximale zulässige Temp. der Isolierung in ˚C
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A
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100
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105
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E
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115
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120
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B
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120
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130
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F
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140
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150
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Für die Transformatoren der Firma Breve-Tufvassons wird üblicherweise die Wärmeklasse der Isolierung „B“ angenommen. Sie ist auf dem Typenschild bei „ta“ angegeben, z. B. ta40B, was bedeutet: maximale Nenn-Umgebungstemperatur 40˚C, Wärmeklasse B (max. 130˚C, mittl. 120˚C).
Der Wert der mittleren Übertemperatur der Wicklungen wird nach folgender Formel bestimmt:
Δt = (R2 – R1)(x+t1)/R1 – (t2 – t1), wobei:
x = 234,5 für Kupfer
Δt mittlere Übertemperatur über t2
R1 Widerstand zu Beginn der Prüfung bei der Umgebungstemperatur t1
R2 Widerstand am Ende der Prüfung nach Erreichen des Beharrungszustands
t1 Umgebungstemperatur des Transformators zu Beginn der Prüfung
t2 Umgebungstemperatur des Transformators am Ende der Prüfung
Es wird angenommen, dass gilt:
tmittl. = Δt + ta, wobei
tmittl. – mittlere Temperatur der Wicklung
ta – Umgebungstemperatur
Die Nennleistung der Transformatoren wird im Labor bei ohmscher Belastung für Dauerbetrieb (sofern nicht anders angegeben) in einer Luftumgebung mit der Nenntemperatur „ta“ (auf dem Typenschild angegeben) bestimmt. Treten in der Praxis Temperaturen auf, die von der Nenntemperatur „ta“ abweichen, sind entsprechende Korrekturen der Belastungsleistung gemäß dem folgenden Diagramm zulässig:
Bei kleinen Geräten, in denen ein Transformator eingesetzt wird, lässt sich die tatsächliche Umgebungstemperatur nur schwer bestimmen. In diesem Fall empfiehlt es sich, das Gerät zu bewerten und den Transformator auszuwählen, indem die Erwärmung der Wicklungen während des Betriebs des Transformators im Gerät bei dem für das Gerät festgelegten „ta“ gemessen wird.
Dipl.-Ing. Krzysztof Majewski
Leiter der Vertriebsabteilung
Breve-Tufvassons
