Transformatorwicklung

Die Transformatorwicklung ist der Teil eines Transformators, der das magnetische Feld trägt und eine Eingangsspannung in eine gewünschte Ausgangsspannung umsetzt. In einem typischen Transformator liegen primäre und sekundäre Wicklungen auf einem gemeinsamen Eisenkern; das Turns-Verhältnis bestimmt Spannung, Stromstärke und Leistungsübertragung.

Wicklungen bestehen aus leitfähigem Material, üblicherweise Kupfer, seltener Aluminium, das in isolierende Beschichtungen eingehüllt ist. Zwischen den Wicklungen befinden sich Isolationsschichten aus Papier, Kunststofffolien und Harzen. Je nach Bauart werden Wicklungen als Schichtwickelung, Scheibenwickelung oder Folienwickelung ausgeführt; die Bauart beeinflusst Leckinduktivität, Wärmeableitung und Betriebstemperatur.

Zusätzliche Wicklungen wie Tertiär- oder Blindwicklungen dienen der Spannungstabilisierung oder der Versorgung von Hilfsstromkreisen. Eine elektromagnetische oder elektrostatische Abschirmung (Shield) zwischen Primär- und Sekundärseite reduziert parasitäre Kapazitäten und Übersprechen. Die Anordnung der Wicklungen beeinflusst Leckinduktivität, Spannungsstärke und Verluste; Hochspannungswicklungen verwenden oft dicke Isolierlagen und spezielle Kühl- und Ölführung.

Isolierung und Kühlung: Das Isolationssystem umfasst die Wicklungsisolierung sowie zwischen den Wicklungen angeordnete Trennstoffe, die Temperatur- und Spannungsfestigkeit gewährleisten. Öl- oder Trockenöle, Luft- oder Wasserkühlung sorgen für Wärmeabführung. Die Wahl der Kühlung hängt von Leistung, Umgebung und Einsatzfall ab.

Herstellung und Prüfung: Der Wickelprozess umfasst Spulenherstellung, Wickeln, Isolation, Imprägnierung und Aushärtung. Typische Prüfungen umfassen Isolationstest, Hochspannungstest, Leckstrom und Teilentladung; Normen wie IEC 60076 und IEEE C57 legen Anforderungen an Bauart, Sicherheit und Zuverlässigkeit fest.

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