Derzeit besteht die Wicklung des Transformators hauptsächlich aus Kupferdraht und Kupferfolie, aber auch aus Aluminiumdraht und Aluminiumfolie. Es gibt jedoch Streit über die Mängel von Transformatoren mit Kupferwicklung und Transformatoren mit Aluminiumwicklung. Derzeit wird der Aluminiumwicklungstransformator häufiger in Verteilungstransformatoren eingesetzt, insbesondere in Europa, Nordamerika, Lateinamerika und anderen Regionen.
Leistungsvergleich zwischen Kupfer und Aluminium: Unter Berücksichtigung der Kosten-effektivität und Verfügbarkeit verwendet der Markt überwiegend Kupfer und Aluminium für Transformatorleiter, wobei die wichtigsten Unterschiede darin bestehen:
1. Widerstand
2. Dichte
3. Leiter-Skin-Effekt
4. Konnektivität
5. Bearbeitbarkeit
6. Mechanisches Verhalten
1. Widerstand und Dichte
Die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium beträgt etwa 62 % der von Kupfer. Um den gleichen Widerstand zu erreichen, benötigen Aluminiumleiter eine Querschnittsfläche, die 62 % größer ist als die von Kupfer. Dies erfordert größere Querschnitte, um den gleichen Widerstand aufrechtzuerhalten, was die Menge anderer in Leistungstransformatoren verwendeter Materialien wie Eisenkerne und Gehäuse erhöht. Allerdings ist die Dichte von Aluminium geringer als die von Kupfer (2,7 kg/dm³ gegenüber . 8.9 kg/dm³). Bei gleichem Widerstand und gleicher Wicklungslänge (bei gleichen Verlusten) reduziert sich die Masse von Aluminium um die Hälfte.
2. Zugfestigkeit
Aluminium hat eine geringere Zugfestigkeit als Kupfer. Im Vergleich zu Kupfermaterialien, die den gleichen spezifischen Widerstand erreichen, trägt die größere Querschnittsfläche von Aluminiumleitern jedoch dazu bei, die geringere Streckgrenze auszugleichen.
3. Wärmeleistung und thermische Kurzschlussstabilität
Vergleich der thermischen Kurzschlussstabilität von Kupfer- und Aluminiumwicklungstransformatoren desselben Modells
Für dasselbe Transformatormodell ist der Vergleich der Kurzschlussstrombeständigkeit zwischen Kupfer- und Aluminiumtransformatoren in der folgenden Abbildung dargestellt (gemäß GB1094.5-2008 hält Kupfer 350 Grad und Aluminium 200 Grad stand).
Kupfer-Kurzschlussstromfestigkeit/S Aluminium-Kurzschlussstromfestigkeit/S
Der Vergleich in der Abbildung oben zeigt, dass bei Transformatoren desselben Modells der Temperaturanstieg von Kupfer- und Aluminiumtransformatoren bei identischem Kurzschlussstrom und identischer Kurzschlussdauer im Wesentlichen gleich ist, Kupfertransformatoren dem Kurzschlussstrom jedoch länger standhalten können als Aluminiumtransformatoren.