Erinevates piirkondades olevate kuivtransformatorite arendus ja tehnilised omadused

Enne 1960ndaid kasutasid kuivad transformatood peamiselt klassi B eraldusmaterjali lahtisel puhastikul, toote mudel oli määratud kui SG. Sel ajal ei olnud veel foliega spiraale saadaval, nii et madalvoolulised spiraalid ehitati tavaliselt mitmesildiste juhtmete abil kiht- või spiraalikonstruktsioonides, samas kui kõrgevoolulised spiraalid kasutasid disklikku disaini. Kasutatavateks juhtmeteks olid kas topeltklaasfiberliseks kattunud juhemed või ühekordse klaasfiberliseks kattunud alkydi-lakiga kattunud juhemed.

Suurem osa muudest eralduskomponentidest valmistati fenool-klaasfiberist. Impregneerimisprotsess hõlmas klassi B eralduslaki kasutamist, mis impregneeriti kõrge- ja madalvoolulisi spiraale keskkonnalises temperatuuris ja rõhvis, järgnenes keskmise temperatuuriga kuivendamine (temperatuur ei ületanud 130°C). Kuigi see tüüpi kuivtransformator oli tulekahju vastupidavuses naftapõhise transformatori suhtes oluline samm edasi, siis nimega niiskuse ja saaste vastupidavus jääsid puudulikuks.

Ning seetõttu on selle tüübi tootmine lõpetatud. Siiski, selle elektrilise, magnetilise ja soojusliku arvutuse õnnestunud disain koos struktuurse paigutusega asetas kindla aluse uute klassi H eraldusmaterjalidega varustatud lahtisel puhastikul olevate kuivtransformatorite arendamiseks.

Ameerikas arendasid mõned tootjad, nagu Virginia osariigis asuv FPT Corporation, kuivtransformatoreid, kasutades DuPont'i NOMEX® aramiidi materjali peamisena eraldusmaterjalina. FPT pakkub välja kaks toodet: FB tüüp, mille eraldussüsteem on määratud 180°C (klass H) ja FH tüüp, mille määr on 220°C (klass C), millel on vastavalt spiraalide temperatuuri tõus 115K (Hiinas 125K) ja 150K. Madalvoolulised spiraalid kasutavad kas foliat või mitmesildist kihtkonstruktsiooni, kus ringi- ja kihti-kihti eraldus teostatakse NOMEX®i abil.

Kõrgevoolulised spiraalid on disklikku disaini, kus juhemed on NOMEX®i paberiga kattud. Spiraalide vahel kasutatakse kombikujulist eraldit, mis vähendab efektiivselt diskitvahelist maksimumvoolu pooliks ja tõhusalt parandab kõrgevooluliste spiraalide telgikorrapärase lühikeste vastupidavust - isegi kui see suurendab spiraalide kompleksust ja tootmise aega. Kõrge- ja madalvoolulised spiraalid on koncentriselt spiraalitud, et parandada mehaanilist tugevust. Mõned disainid sisaldavad ka NOMEX®i eraldusplahte eralditena ja blokkideks.

Eralduspüramiidid kõrge- ja madalvooluliste spiraalide vahel on valmistatud 0,76 mm paksu NOMEX®i paberplaatist. Impregneerimisprotsess kasutab mitme tsüklilise vakuumirõhkeimpregneerimise (VPI) järel järgneb kõrge temperatuuriga kuivendamine (saavutatakse 180–190°C). FPT-s toodetakse need transformatorid maksimaalse pingevõimsusega 34,5 kV ja maksimaalse võimsusega 10 000 kVA. See tehnoloogia on Ameerikas UL sertifitseeritud.

Hiinas on mõned transformatoritootjad võtnud kasutusele DuPont'i NOMEX® eraldusmaterjale ja vastavad tootmisspetsifikatsioonid (nagu HV-1 või HV-2) koos Reliatran® transformatori tehniliste standarditega, et toota klassi H eraldusmaterjalidega varustatud SG-tüüpi kuivtransformatoreid, mis on sarnased FPT FB tüübile. Kuid erinevalt FPT-st impregneeritakse kodumaistes tootmisettevõtetes tavaliselt ainult spiraale, mitte kogu transformatori komplekti. Kuigi täispindala impregneerimine pakub paremat üldist sidumist, on see vähem meeleheitlik ja nõuab, et kõik toote testid oleksid lõpetatud enne käsitlust. Lisaks on impregneerimislak rohkem kontaminatsioonile näidata, mis muudab spiraalide ainulaadset impregneerimist Hiina kontekstis praktikamääruliseks ja mõistlikuks valikuna.

Euroopas on kuivtransformatorite areng võtnud rohkem mitmekesistunud suunda. Lisaks epoksi resini vakuumipüstagumine- ja spiraaltehnoloogiale on ilmnenud ka muud tüübid, sealhulgas SCR-tüüpi mittekatmata solidaarsed kapseldatud transformatorid ja SG-tüüpi lahtisel puhastikul olevad kuivtransformatorid, mis on sarnased Hiina transformatoritele. 1970ndatel arendas Rootsi tootja lahtisel puhastikul olevad kuivtransformatorid, kasutades NOMEX® eraldusmaterjale. Hiljem asendas teine tootja NOMEX®i klaasfibri ja DMD-ga, mis vähendas materjalkulusid.

Spiraalide struktuur sarnanes vara-aegsetele klassi B eraldusmaterjalidega varustatud toodetele, kus madalvoolulised spiraalid ehitati mitmesildiste või foliega spiraalitud ja kõrgevoolulised spiraalid olid disklikku disaini. Ringieraldus valmistati klaasfibrist, ja eralditena kasutati keramiikamatüübilisi materjale. Muud eralduskomponendid kasutasid modifitseeritud difenüül-eeterresiiniga klaaspaberilaminaatti (silindriteks) või modifitseeritud polüamide-imiidiga laminaat-klaaspaberiplaatid (silindriteks), DMD, SMC ja sarnaseid materjale. Spiraalide töötlemismeetod kasutas VI (vakuumimpregneerimist) ilma impregneerimisel rööpilteta.

See protsessi olulisemad tehnilised aspektid hõlmavad sobiva impregneerimislaki (resiini) ja protsessiparametrite valikut ning keramiikkomponentide tootmist. Tavalised keramiikad on kergesti murdvad, pole glaseeritud, on niiskusele altsoojad ja lähevad reppeks ebavõrdsete pingede või soojusgradiendi all. Seetõttu peavad need omama väga kõrget tihedust ja kõrghärgistust - omadusi, mida praegu saavutatakse ainult importitud materjalidega.