Механическая прочность обмоток трансформатора зависит от стабильности их размеров и усилий запрессовки в течение эксплуатации. При изменении взаимного расположения центров обмоток из-за изменения размеров изоляции (толщины прокладок и других участков изоляции) и, как следствие, искажения поля рассеяния, могут существенно измениться электродинамические силы, воздействующие на обмотки.
В то же время, ослабление прессовки, вследствие усадки картона прокладок, витковой и др. изоляции, приведет к снижению механической прочности обмоток. Линейная усадка картона и бумаги при уменьшении влагосодержания на 1 % составляет примерно 0,5—0,8% (рис. 10). Эта величина справедлива для области нормальных значений влажности этих материалов возможных в эксплуатации.
Очень важно то, что обмотки достигают стабильных форм, и их изоляция имеет динамические модули эластичности, которые предварительно установлены для окончания заводской технологической обработки. Такая обработка является условием удовлетворительной прочности по отношению к усилиям короткого замыкания в трансформаторе при эксплуатации.
Поэтому обработка обмотки состоит из ряда процессов, включая сушку под давлением. Эти операции завершаются перед окончательной сушкой, обычно перед насадкой обмоток на магнитопровод. Опыт показывает, что остаточная влажность, которая может быть после этой операции не должна быть более 1 %.
Перед сборкой трансформатора изоляция должна быть высушена и ее высота должна быть стабилизирована сушкой и давлением, значение которого желательно должно быть равно или несколько больше того, которому обмотка будет подвергаться в эксплуатации.
Рис. 10. Уменьшение толщины (усадка) электротехнического картона в процессе сушки; Wb — влагосодержание картона до сушки, %; И — значение усадки, % .
Рис. 11. Абсорбция влаги трансформаторным картоном толщиной 0,5 мм при температуре 17 °С и относительной влажности воздуха 65 %: 1 — непропитанный картон; 2 — пропитанный маслом картон; Wb — влагосодержание картона, %; t— время, сутки (Вайдман).
Несмотря на меры, принятые для устранения или замедления абсорбции влаги изоляцией, во время сборки трудно избежать повышения влаги в ней к моменту начала окончательной сушки. Однако, к тому, что уже было достигнуто в отношении механических свойств, эта операция ничего не добавляет. Все же необходимо вновь сжать обмотку перед окончательной пропиткой маслом. Для этого кроме высокой температуры и вакуума требуется время, особенно для деталей большой толщины.
Здесь уместно заметить, что пропитка изоляции маслом значительно замедляет ее увлажнение (рис. 11).
Значение влагосодержания оказывает влияние на механическую прочность косвенным образом, значительно ускоряя температурное старение (рис. 12).
Рис. 12. Влияние влагосодержания бумаги, на скорость теплового старения. За единицу принята скорость старения высушенной и пропитанной маслом бумаги с остаточным влагосодержанием 0,3 % (например, при влагосодержании 1 % бумага старится в 6 раз быстрее, чем при влагосодержании 0,3 %).