알루미늄 권선 변압기의 특징과 동(구리) 권선 변압기 비교

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1. 개요

최근 구리 가격이 급등함에 따라 대체 권선 재료로 알루미늄이 주목받기 시작하였다. 2001년부터 알루미늄 권선을 적용한 변압기가 제조되어 사용되기 시작하였으며, 구리 권선 변압기 대비 여러 장점을 가지고 있다.

1) 가격 안정성: 구리는 원료 수급 불균형으로 가격 변동성이 크지만, 알루미늄은 안정된 수급이 가능하다.
2) 생산 안정성: 공급의 안정성과 확보 용이성으로 대량생산에도 유리하다.

1) 알루미늄 도체의 도전율은 구리보다 낮으나, 동일 손실 조건을 만족시키기 위해 알루미늄을 구리보다 1.5배 단면적으로 제작함으로써 효율은 거의 동일하다.
2) 변압기 총 손실 면에서 두 금속의 도전재료 차이는 크지 않다.

1) 알루미늄은 구리 대비 기계적 강도가 낮지만, 1.5배 단면적으로 제작하면 유사한 강도를 확보할 수 있다.
2) 특히 접연물에서의 견디력은 구리보다 약 3배 정도 높기 때문에 단락강도 측면에서 오히려 유리하다.

1) 알루미늄은 표면 발열 손실이 구리보다 178% 수준으로 낮다.
2) 설계 측면에서도 알루미늄이 열 발산에 유리하여 냉각 효율이 높다.

1) 단면적 증가로 중량은 구리보다 크지만, 전체 권선비중의 85% 이상이 경량화 가능하다.
2) 외형 치수 증가는 도체의 형상과 절연 설계 최적화로 최소화할 수 있다.

1) 구리는 절연유와의 화학 반응 시 침전물 생성으로 절연 수명에 악영향을 미칠 수 있다.
2) 알루미늄은 절연유에 접촉해도 화학적으로 안정하여 변압기 수명을 연장할 수 있다.