Назначение, типы, плюсы и минусы проводов обмоточных медных

Функциональность электрооборудования основывается на протекании электрического тока по обмоточным проводам катушки и формировании магнитного поля. Например, подобные процессы присущи радиоэлектронному оборудованию, генераторам и трансформаторам.

Жилы обмоточных кабелей изготавливают из алюминия, меди и металлических сплавов, но часто используются именно медные провода. Поэтому стоит разобраться в чем их преимущества, каких типов бывают, как маркируются, в какой сфере наиболее востребованы.

Основные характеристики

Благодаря высоким показателям электропроводности, медная обмотка нашла достаточно широкое применение в электротехнической сфере производства. Провода из меди используют для обмотки в электроприборах, технических агрегатах и машинах, работающих от электричества.

Обмоточные провода из меди изготавливают согласно требованиям ГОСТ 1770, ГОСТ 3057, ГОСТ 22483. Разные виды кабелей состоят из медных жил с изоляционным покрытием (бумажным, эмалевым, волокнистым и прочим). Изоляция может быть и двухслойной.

Наиболее востребована медная обмотка с эмалевой изоляцией, которая характеризуется повышенной стойкостью к высоким рабочим температурам и предоставляет возможность сокращать размеры электротехнических приборов, повышая при этом их мощность.

Одним из ключевых параметров, по которым классифицируют провода обмотки, является рабочая температура:

• класс А — 105°C;
• класс Е — 120°C;
• класс В — 130°C;
• класс F — 155°C;
• класс Н — 180°C.

Ключевые технические параметры проводов обмотки:

• диаметр (сечение), мм;
• допустимый (максимальный) ток, А;
• сопротивление постоянному току, Ом/км;
• напряжение пробивное, кВ;
• рабочая температура, °C.

Провода, используемые для обмотки в электрооборудовании, должны иметь повышенную стойкость к износу, высокие прочностные показатели и хорошую гибкость.

Область применения

Целевое назначение медных проводов обмотки – электротехническое оборудование, к которому относятся:

• трансформаторы,
• измерительные приборы,
• бытовая электротехника и т.д.

Обмоточные кабели используют в разных промышленных отраслях:

1. Авиационно-космическая (космические аппараты).
2. Военная (танки, самолеты, ракеты).
3. Машиностроительная (автомобили, троллейбусы).
4. Телевизоры, компьютерная и бытовая техника.
5. Прочие (детские аттракционы, светофоры, радары, связные вышки и т.д.)

Обмоточные провода являются проводниками электротока, способствуют созданию электромагнитного поля.

Не каждый подразумевает, что использует медную обмотку в бытовых условиях, например:

• электромагнитное реле блока бесперебойного питания;
• электромоторы бензопилы, триммера, мотоцикла, гибридного авто;
• персональный компьютер.

Современные технологии постоянно развиваются, обмоточные провода применяются повсеместно, поэтому выделить какую-либо конкретную сферу применения невозможно.

Виды

В зависимости от габаритов и предназначения электротехнического оборудования, технических средств используются обмоточные провода (кабеля) разного типа. Они отличаются сечением токопроводящей жилы, материалом и толщиной изоляции, прочими параметрами, имеют соответствующую маркировку.

Форма сечения

Обмоточные провода из меди отличаются формой сечения:

1. Прямоугольные.
2. Круглые.

Обмотку прямоугольного сечения чаще всего используют в трансформаторах и прочем электрооборудовании, подвергающемся высоким нагрузкам. Круглые провода более востребованы в разных электротехнических средствах.

Но оба типа изделий можно применять для любого оборудования, подобрав оптимальный размер сечения с учетом предусматриваемых рабочих нагрузок.

Материал изоляции

Обмоточные провода разного типа также отличаются изоляционным покрытием.

Волокнистая

Основные характеристики:

• толщина изоляционного покрытия – до 0,3-0,4 мм;
• высокая прочность, стойкость к механическим нагрузкам;
• низкая стойкость к влаге, химическим средствам.

В качестве изоляционного материала могут выступать асбестовые волокна, шелк, бумага и пр.

Эмалевая

Изоляционным материалом может быть металвин, полиуретан и прочие похожие по структуре материалы.

Характеристики:

• толщина – до 0,01 мм;
• низкая прочность;
• высокий уровень влагостойкости;
• устойчивость к некоторым агрессивным химическим компонентам.

Медную обмотку с эмалевой изоляцией используют для неподвижных катушек электрооборудования.

Комбинированная

В данном случае токопроводящая жила имеет одновременно несколько слоев изоляции: эмалевую и волокнистую.

Требования

Чтобы эксплуатация электрооборудования была максимально безопасной при сборке устройств производители используют обмоточные провода, которые отвечают следующим требованиям:

1. Высокая температурная стабильность.
2. Эффективная изоляция токопроводящих жил.
3. Повышенная стойкость к механическим повреждениям.
4. Влагостойкость.
5. Устойчивость к агрессивным химическим компонентам.
6. Стойкость к ультрафиолету.
7. Соответствие современным стандартам безопасности, установленным нормативными документами (ГОСТ).

Обмотка в электротехнике является одним из самых значимых компонентом. От ее качества и надежности зависит эффективность передачи электротока, функциональность электроприбора.

Маркировка

В зависимости от материала изготовления токопроводящей жилы, изоляционного покрытия провода обмотки имеют определенную маркировку:

1. В маркировке медной проволоки первая буква «П» обозначает, что это «провод».
2. Если жила выполнена из алюминия в конце маркировки ставят букву «А» — пример ПЭВА.
3. В маркировку проводов, токопроводящие жилы которых выполнены из сплавов с высоким показателем удельного сопротивления, в конце добавляют соответствующие буквы: константан – «К», манганин – «М», нихром – «НХ».
4. В конце маркировки твердых проводников добавляют букву «Т», мягких – «М».

Пример расшифровки обмоточного провода с маркировкой ПЭММ – провод медный, изготовленный из мягкой проволоки, ПЭМТ – из твердой проволоки.

Маркировка изоляционного покрытия обмоточных проводов:

• высокопрочная поливиниловая эмаль – «ЭМ»;
• высокопрочная поливинилацетатная эмаль – «ЭВ»;
• масляная основа – «ЭЛ»;
• капрон – «ШК»;
• натуральный шелк – «Ш»;
• лавсан – «Л»;
• стекловолокно – «С»;
• хлопчатобумажная пряжа – «Б»;
• один слой – «О»;
• два слоя – «Д».

Если маркировка начинается двумя буквами «ПП», значит, обмоточная проволока имеет пленочную изоляцию. Например, ППФ – медный провод с фторопластовой пленочной изоляцией.

В маркировке проводов обмотки с комбинированной изоляцией материал изоляционных покрытий указывают от внутреннего слоя к наружному.

Пример расшифровки обмоточной проволоки с маркировкой ПЭЛШО:

• «П» — провод из меди;
• «ЭЛ» — внутренний эмалевый изоляционный слой на масляной основе;
• «ШО» — наружное шелковое однослойное изоляционное покрытие.

Популярные изделия из меди, используемые на трансформаторах

Существует достаточно большое количество модификаций медных обмоточных кабелей и проводов, поэтому запомнить маркировку всех моделей просто нереально. Самые популярные из них – ПЭВ, ПЭМ, ПЭТВЛ.

ПЭВ

Медную проволоку этой модификации используют для обмотки электромагнитных катушек трансформаторов, электрических моторов, работающих длительное время при температуре до 110ºС.

Основные характеристики и расшифровка ПЭВ:

• провод медный;
• лакированная высокопрочная изоляция, выполненная на поливинилформальэтилалевой основе;
• форма сечения токопроводящей жилы – круглая;
• диаметр проволоки – 0,02-2,44 мм.

Различают два типа обмотки: ПЭВ-1 и ПЭВ-2, соответственно с одно- и двухслойной эмалевой изоляцией.

ПЭМ

Медный провод данной модификации предназначен для обмотки катушек, устанавливаемых на электромашины, функционирующие продолжительное время при температуре до 105ºС.

Основные характеристики ПЭМ:

• токопроводящая жила из меди;
• изоляционное покрытие – металвиновый лак;
• форма сечения жилы – круглая либо прямоугольная;
• диаметр проволоки круглого сечения – 0,06-2,44 мм;
• размеры прямоугольного сечения: одна сторона – 0,5-1,95 мм, вторая сторона – 2,1-8,8 мм.

Отличают 3 варианта проволоки: ПЭМ-1, ПЭМ-2 и ПЭМ-3, соответственно с одно-, двух- и трехслойной маталвиновой изоляцией.

ПЭТВЛ

Медный обмоточный кабель этой модели используют на электроустановках, функционирующих при температуре до 120ºС.

Характеристики обмотки ПЭТВЛ:

• провод из меди;
• высокопрочная эмалевая изоляция на полиуретановой основе;
• сечение жилы – круглое;
• Ø проволоки – 0,06-1,56 мм.

Модификации ПЭТВЛ-1 и ПЭТВЛ-2, соответственно с одно- и двухслойным изоляционным покрытием.

Особенности эксплуатации

Для работы с обмоточным медным проводом используют комплект следующих инструментов:

• специальный нож для снятия диэлектрического материала;
• пинцет, кусачки и другие манипуляторы;
• паяльник для расплавления эмалированных покрытий;
• контейнер для хранения вспомогательных деталей, припоя.

Порядок выполнения работ зависит от типа электротехнического устройства, требуемого количества обмотки, формы сечения медного кабеля.

При этом обязательно учитываются:

• электротехнические характеристики,
• химический состав,
• токопроводящий материал,
• тугоплавкость и дополнительные опции.

Рекомендации по выбору

Чтобы правильно подобрать модель обмоточной проволоки нужно учесть следующие факторы:

1. Эксплуатационные условия – уровень влажности, рабочие температуры.
2. Номинальные значения тока и напряжения в обмотке.
3. Необходимую механическую прочность, гибкость.

Для обмотки электроустановок, работающих в неблагоприятных климатических условиях, рекомендуется выбирать проволоку из меди с влагостойкой высокопрочной изоляцией.

Хранение

Условия хранения обмоточной проволоки:

• закрытые, сухие, хорошо проветриваемые помещения;
• влажность окружающей среды – не более 80%;
• температура воздуха – от -50ºС до +50ºС;
• максимальный срок хранения – 3 года.

Нельзя допускать взаимодействие проволоки для обмотки с кислотами, маслами, щелочами и прочими химическими компонентами.

Стоимость

Цена материала зависит от следующих критериев:

• диаметра токопроводящей жилы;
• типа и толщины изоляционного покрытия;
• модификации, целевого назначения провода;
• длины проволоки в бухте;
• наличия стандартов, сертификатов качества.

Средняя стоимость востребованных модификаций проводов обмотки:

• ПЭТВ-1 – 300 руб./кг;
• ПЭТВ-2 – 320 руб./кг;
• ПЭТВ-3 – 350 руб./кг.

Оптовая цена на материал меньше в 1,5-2 раза.

Меры безопасности

Работая с проволокой для обмотки нужно соблюдать установленные правила техники безопасности:

1. Перед началом электромонтажных работ обязательно проверяется отсутствие электропитания.
2. Работы осуществляются исключительно в специальных диэлектрических перчатках с применением диэлектрического коврика.
3. Используемая проволока для обмотки не должна иметь повреждений изоляционного покрытия.
4. Нужно исключить случайное попадание на поверхность обмотки влаги.
5. Нельзя осуществлять нагревание проволоки обмотки выше максимально допустимой температуры.

В готовом изделии нужно контролировать отсутствие утечки электротока, сопротивление изоляционного покрытия.

Монтаж

Основные этапы монтажных работ:

• намотка обмоточной проволоки по установленной схеме на каркас (сердечник);
• подсоединение выводов к специальной колодке с клеммами (спайка);
• изоляция, укладка обмотки;
• проверка индуктивности, сопротивления.

Для выполнения более точной, качественной обмотки применяют специальные полуавтоматические станки.

Ремонт

Ремонт медной обмотки не предусматривается. При обнаружении повреждений обмоточную проволоку меняют.

Удаление поврежденного участка и припайка целого куска проволоки допускается только в исключительных ситуациях, и квалифицированными мастерами. Но после такого ремонта конструкция становится более сложной и менее надежной.

Утилизация

Провода медные обмоточные входят в категорию опасных отходов 5-го класса, для утилизации которых используют технологии, полностью исключающие попадание в природную среду вредных компонентов.

Чаще всего этот отработанный материал утилизируют на специальных полигонах для промышленных отходов либо сжигают на заводах, специально предназначенных для утилизации мусора.

Преимущества и недостатки

Обмоточные провода с медными жилами пользуются большим спросом в разных производственных отраслях благодаря следующим достоинствам материала:

1. Медные проводники в отличие от алюминиевых выдерживают многократные сгибания, обеспечивают более эффективную работоспособность изделий.
2. Медная проволока характеризуется высокой пластичностью, устойчивостью на излом, ее можно использовать для подключения подвижных электроприборов.
3. У меди в 2 раза меньше показатель сопротивления, чем у алюминия, соответственно лучше пропускная способность, возможность применения кабеля меньшего сечения.
4. Медные контакты более надежные и прочные, чем выполненные из хрупкого алюминия.
5. Медь более устойчива к коррозионным процессам, чем алюминий, исключает замыкания на контактах.

Несмотря на множество преимуществ, у медной проволоки есть и свои недостатки:

1. Медные изделия в несколько раз дороже алюминиевых аналогов.
2. Медный кабель весит больше кабеля такого же сечения с жилой из алюминия.

Заключение

Токопроводящие обмоточные провода из меди широко применяются для обмотки:

• электромагнитных катушек разного электрооборудования,
• электрических двигателей,
• измерительных устройств,
• трансформаторов,
• бытовой техники и прочих приборов, работающих от электросети.

Медная проволока отличается высокой электропроводностью, теплопроводностью, низким сопротивлением.

Проводники из меди характеризуются:

• повышенной коррозионной стойкостью,
• устойчивостью к неблагоприятным воздействиям агрессивных химических компонентов, щелочей, кислот, растворителей, трансформаторных масел и прочих органических жидкостей.