سیم لاکی؛ ستون فقرات عملکرد مطمئن در ترانسهای توزیع، قدرت و فوق توزیع
مقدمهای بر اهمیت موضوع
در معماری درونی ترانسفورماتورها، سیم لاکی همانند رگهای حیاتی در بدن انسان عمل میکند. کیفیت، ساختار و نوع عایق این سیمها مستقیماً بر عملکرد، طول عمر، راندمان و ایمنی ترانسها تأثیر میگذارند. در واقع، یک ترانس با طراحی دقیق و هسته مرغوب، بدون سیم لاکی مناسب، محکوم به شکست است!
ویژگیهای حیاتی سیمهای لاکی در ترانسفورماتورها
1.عایق الکتریکی مطمئن
تمام سیمهای لاکی باید با عایقی پوشانده شوند که در برابر ولتاژهای بالا، تخلیه جزئی (Partial Discharge) و شکست الکتریکی مقاوم باشند. طبق استاندارد IEC 60343، ولتاژ شکست لاک سیم باید بهگونهای باشد که در عملکرد بلندمدت دچار فرسایش نشود.
2.مقاومت حرارتی و کلاس عایقی
سیمها براساس استاندارد IEC 60085 و همچنین NEMA MW 1000 در کلاسهای حرارتی مختلف دستهبندی میشوند:
منبع : IEC 60085: Electrical Insulation – Thermal Evaluation and Designation
بررسی کاربردی در انواع ترانسفورماتورها
ترانسفورماتورهای توزیع (Distribution Transformers)
ترانسفورماتورهای قدرت (Power Transformers)
ترانسفورماتورهای فوق توزیع و ولتاژ بالا (EHV Transformers)
آزمونهای کلیدی کیفیت سیم لاکی(براساس IEC 60851):
1.آزمون چسبندگی لاک (Adhesion Test)
2.آزمون انعطافپذیری و پیچش
3.آزمون تخلیه جزئی (Partial Discharge Extinction Voltage)
4.مقاومت به مواد شیمیایی و روغنها
5.مقاومت به حرارت کوتاه مدت و بلندمدت
6.اندازهگیری ضخامت لاک (با میکرومتر نوری یا اندازهگیری مکانیکی)
منبع اصلی آزمونها: IEC 60851 – Winding wires – Test methods
نکاتی از تولیدکنندگان معتبر جهانی
اگر قرار باشد از بین تمام اجزای یک ترانس، فقط یکی را انتخاب کنیم که در صورت ضعف آن، کل سیستم به خطر بیفتد، بدون شک باید گفت "سیم لاکی"! انتخاب نادرست یا استفاده از سیم بیکیفیت، منجر به بروز تخلیه جزئی، افزایش دمای نقطهای، کاهش عمر عایقی و در نهایت شکست عملکردی ترانس خواهد شد.
بنابراین، مهندسان طراحی و کنترل کیفیت باید:
مقدمهای بر اهمیت موضوع
در معماری درونی ترانسفورماتورها، سیم لاکی همانند رگهای حیاتی در بدن انسان عمل میکند. کیفیت، ساختار و نوع عایق این سیمها مستقیماً بر عملکرد، طول عمر، راندمان و ایمنی ترانسها تأثیر میگذارند. در واقع، یک ترانس با طراحی دقیق و هسته مرغوب، بدون سیم لاکی مناسب، محکوم به شکست است!
ویژگیهای حیاتی سیمهای لاکی در ترانسفورماتورها
1.عایق الکتریکی مطمئن
تمام سیمهای لاکی باید با عایقی پوشانده شوند که در برابر ولتاژهای بالا، تخلیه جزئی (Partial Discharge) و شکست الکتریکی مقاوم باشند. طبق استاندارد IEC 60343، ولتاژ شکست لاک سیم باید بهگونهای باشد که در عملکرد بلندمدت دچار فرسایش نشود.
2.مقاومت حرارتی و کلاس عایقی
سیمها براساس استاندارد IEC 60085 و همچنین NEMA MW 1000 در کلاسهای حرارتی مختلف دستهبندی میشوند:
| کلاس حرارتی | دمای نامی عملکرد | مثال کاربردی |
| B | 130°C | ترانس توزیع شهری |
| F | 155°C | ترانس قدرت معمولی |
| H | 180°C | ترانس فشار متوسط |
| C | >220°C | ترانسهای EHV و کاربردهای خاص |
بررسی کاربردی در انواع ترانسفورماتورها
ترانسفورماتورهای توزیع (Distribution Transformers)
- محدوده توان: تا حدود 2.5 مگاولتآمپر
- ویژگیها: طراحی فشرده، سیم لاکی گرد با انعطافپذیری بالا
- نیازمندیها: عایق با تحمل دمایی متوسط و پایداری در مقابل رطوبت
- استانداردها:
- IEC 60317-0-1 : سیم مسی گرد با لاک پایه پلیاستر یا پلیاسترایمید
- NEMA MW 35-C : برای سیم لاکی کلاس F با سطح عایق متوسط
ترانسفورماتورهای قدرت (Power Transformers)
- محدوده توان: 2.5 تا چند صد مگاولتآمپر
- سیم مصرفی: سیمهای مستطیلی با ابعاد دقیق (طبق IEC 60228 و IEC 60317-27)
- ویژگیها:
- توانایی تحمل تنشهای مکانیکی ناشی از نیروهای مغناطیسی
- سازگاری با روغن ترانس طبق استاندارد IEC 60296
- مقاومت در برابر پدیدههایی مثل Dynamic Short Circuit Forces
ترانسفورماتورهای فوق توزیع و ولتاژ بالا (EHV Transformers)
- محدوده ولتاژ: 400 تا 765 کیلوولت و بیشتر
- نوع سیم:
- سیم مستطیلی چندلایه با پوشش ترکیبی (پلیآمید-ایمید)
- یا سیم رزینپوش (Bondable Wire) برای ایجاد کویل یکپارچه
- استانداردهای مربوطه:
- IEC 60317-29، IEC 60317-39 : سیمهای عایقشده برای کاربردهای خاص
- IEC 60076-3 : آزمونهای ولتاژی و عایقی برای ترانسهای قدرت
آزمونهای کلیدی کیفیت سیم لاکی(براساس IEC 60851):
1.آزمون چسبندگی لاک (Adhesion Test)
2.آزمون انعطافپذیری و پیچش
3.آزمون تخلیه جزئی (Partial Discharge Extinction Voltage)
4.مقاومت به مواد شیمیایی و روغنها
5.مقاومت به حرارت کوتاه مدت و بلندمدت
6.اندازهگیری ضخامت لاک (با میکرومتر نوری یا اندازهگیری مکانیکی)
منبع اصلی آزمونها: IEC 60851 – Winding wires – Test methods
نکاتی از تولیدکنندگان معتبر جهانی
- Elektrisola (آلمان): سیمهای با عایق ترکیبی برای کاربردهای فوق توزیع
- Superior Essex (آمریکا): ارائه سیمهای با Class C برای ترانسهای خاص
- Furukawa Electric (ژاپن): فناوری پوشش رزینی بدون حلال برای سیمهای High-Temp
- Tongling Jingxun (چین): تمرکز بر سیمهای Bondable Wire برای ترانسهای یکپارچه
- LACSIM (ایران): سیمهای با عایق ترکیبی برای کاربردهای توزیع و فوق توزیع
- RAMA (ایران): سیمهای با عایق ترکیبی برای کاربردهای توزیع و فوق توزیع
اگر قرار باشد از بین تمام اجزای یک ترانس، فقط یکی را انتخاب کنیم که در صورت ضعف آن، کل سیستم به خطر بیفتد، بدون شک باید گفت "سیم لاکی"! انتخاب نادرست یا استفاده از سیم بیکیفیت، منجر به بروز تخلیه جزئی، افزایش دمای نقطهای، کاهش عمر عایقی و در نهایت شکست عملکردی ترانس خواهد شد.
بنابراین، مهندسان طراحی و کنترل کیفیت باید:
- استانداردهای روز مانند IEC 60317، IEC 60076، IEC 60851 و NEMA MW1000 را دقیق بشناسند
- تولیدکنندههای معتبر را ترجیح دهند
- و با انجام آزمونهای دقیق، از کیفیت واقعی مطمئن شوند.
- IEC 60076, IEC 60317, IEC 60851
- NEMA MW 1000
- IEEE C57.12 Series
- مقالات فنی Elektrisola و Essex
