विभिन्न क्षेत्रों में ड्राय-टाइप ट्रांसफॉर्मर्स का विकास और तकनीकी विशेषताएँ

1960 के दशक से पहले, शुष्क ट्रांसफॉर्मर मुख्य रूप से खुली वायु संवहन डिजाइन में क्लास B इन्सुलेशन का उपयोग करते थे, और उत्पाद मॉडल SG के रूप में नामित था। उस समय, फोइल वाइंडिंग उपलब्ध नहीं थी, इसलिए निम्न वोल्टेज के कॉइल आमतौर पर परतों या सर्पिल व्यवस्था में बहु-स्ट्रैंड कंडक्टर का उपयोग करके बनाए जाते थे, जबकि उच्च वोल्टेज के कॉइल डिस्क-टाइप डिजाइन का अपनाते थे। उपयोग किए गए कंडक्टर या तो डबल ग्लास-फाइबर व्रप्त तार या अल्किड एनामेल कोटिंग वाले एकल ग्लास-फाइबर व्रप्त तार थे।

अधिकांश अन्य इन्सुलेशन कंपोनेंट्स फीनोलिक ग्लास फाइबर सामग्रियों से बने थे। इम्प्रेग्नेशन प्रक्रिया में क्लास B इन्सुलेशन वार्निश का उपयोग किया जाता था, जिससे वातावरण तापमान और दबाव पर उच्च और निम्न वोल्टेज के कॉइल को इम्प्रेग्नेट किया जाता था, इसके बाद मध्यम तापमान (जो 130°C से अधिक नहीं होता) पर सुखाया जाता था। यद्यपि इस प्रकार के शुष्क ट्रांसफॉर्मर तेल-समाविष्ट ट्रांसफॉर्मर की तुलना में आग के प्रति प्रतिरोध में महत्वपूर्ण सुधार का प्रतिनिधित्व करते थे, इनका आर्द्रता और प्रदूषण प्रतिरोध का प्रदर्शन अपर्याप्त था।

इस परिणामस्वरूप, इस प्रकार का उत्पादन बंद कर दिया गया। फिर भी, इसके विद्युत, चुंबकीय और ऊष्मीय गणनाओं के सफल डिजाइन, साथ ही इसकी संरचनात्मक व्यवस्था, ने नए क्लास H इन्सुलेटेड खुली वायु संवहन शुष्क ट्रांसफॉर्मर के विकास के लिए एक मजबूत आधार रखा।

संयुक्त राज्य अमेरिका में, कुछ निर्माताओं जैसे वर्जीनिया के FPT कॉर्पोरेशन ने डुपोंट के NOMEX® अरामिड सामग्री का उपयोग करके शुष्क ट्रांसफॉर्मर विकसित किए, जो प्राथमिक इन्सुलेशन के रूप में काम करती है। FPT दो उत्पाद मॉडल प्रदान करता है: FB प्रकार, जिसकी इन्सुलेशन सिस्टम 180°C (क्लास H) रेटेड है, और FH प्रकार, जो 220°C (क्लास C) रेटेड है, जिनके कॉइल तापमान क्रमशः 115K (चीन में 125K) और 150K तक बढ़ते हैं। निम्न वोल्टेज के कॉइल या फोइल या बहु-स्ट्रैंड परतों के वाइंडिंग का उपयोग करते हैं, जिनका टर्न-टू-टर्न और परत-टू-परत इन्सुलेशन NOMEX® से बना होता है।

उच्च वोल्टेज के कॉइल डिस्क टाइप के होते हैं, जिनके कंडक्टर NOMEX® पेपर में लपेटे जाते हैं। कॉइल डिस्कों के बीच पारंपरिक स्पेसर ब्लॉकों के स्थान पर, कंघी-आकार के स्पेसर का उपयोग किया जाता है, जो डिस्कों के बीच शिखर वोल्टेज को आधा कर देता है और उच्च वोल्टेज के कॉइल की अक्षीय छोटे सर्किट की मजबूती में महत्वपूर्ण सुधार करता है—हालाँकि यह वाइंडिंग की जटिलता और निर्माण समय में वृद्धि करता है। उच्च और निम्न वोल्टेज के कॉइल सांद्रित रूप से घुमाए जाते हैं ताकि यांत्रिक मजबूती में सुधार हो सके। कुछ डिजाइनों में NOMEX® इन्सुलेशन बोर्ड का उपयोग स्पेसर और ब्लॉक के रूप में किया जाता है।

उच्च और निम्न वोल्टेज वाइंडिंग के बीच की इन्सुलेशन सिलेंडर 0.76 मिमी मोटाई के NOMEX® पेपरबोर्ड से बनी होती है। इम्प्रेग्नेशन प्रक्रिया विशिष्ट वेक्यूम प्रेशर इम्प्रेग्नेशन (VPI) के बहुत से चक्रों का उपयोग करती है, जिसके बाद उच्च तापमान (180-190°C तक) पर सुखाया जाता है। FPT में, ये ट्रांसफॉर्मर 34.5 kV के अधिकतम वोल्टेज रेटिंग और 10,000 kVA की अधिकतम क्षमता के साथ निर्मित किए जाते हैं। यह तकनीक संयुक्त राज्य अमेरिका में UL प्रमाणित प्राप्त की गई है।

चीन में, कुछ ट्रांसफॉर्मर निर्माताओं ने डुपोंट के NOMEX® इन्सुलेशन सामग्री और संबंधित निर्माण विनिर्देशों (जैसे HV-1 या HV-2) के साथ-साथ Reliatran® ट्रांसफॉर्मर तकनीकी मानकों को अपनाया है, जिससे क्लास H इन्सुलेटेड SG-टाइप शुष्क ट्रांसफॉर्मर निर्मित किए जाते हैं, जो FPT के FB प्रकार के समान हैं। हालाँकि, FPT के विपरीत, घरेलू निर्माताओं आमतौर पर केवल कॉइल को इम्प्रेग्नेट करते हैं, न कि पूरे ट्रांसफॉर्मर को। हालाँकि पूर्ण शरीर इम्प्रेग्नेशन समग्र गुंथन में बेहतर होता है, यह दृश्य रूप से कम आकर्षक होता है और सभी उत्पाद परीक्षणों को उपचार से पहले पूरा करने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, इम्प्रेग्नेटिंग वार्निश दूषण के लिए अधिक संवेदनशील होता है, जिससे केवल कॉइल इम्प्रेग्नेशन चीनी संदर्भ में एक अधिक व्यावहारिक और विवेकपूर्ण विकल्प बन जाता है।

यूरोप में, शुष्क ट्रांसफॉर्मरों का विकास एक अधिक विविध रास्ते पर हुआ है। एपॉक्सी रेजिन वेक्यूम डाक्टिंग और वाइंडिंग तकनीकों के अलावा, अन्य प्रकार भी उभरे हैं, जिनमें SCR-टाइप गैर-डाक्ट सॉलिड-इनसुलेटेड एनकैप्सुलेटेड ट्रांसफॉर्मर और चीन में वाले जैसे SG-टाइप खुली वायु संवहन शुष्क ट्रांसफॉर्मर शामिल हैं। 1970 के दशक में, एक स्वीडिश निर्माता ने NOMEX® इन्सुलेशन का उपयोग करके खुली वायु संवहन शुष्क ट्रांसफॉर्मर विकसित किए। बाद में, एक अन्य निर्माता ने NOMEX® को ग्लास फाइबर और DMD से बदल दिया, जिससे सामग्री की लागत कम हो गई।

कॉइल संरचना प्रारंभिक क्लास B इन्सुलेटेड उत्पादों की तरह थी, जिसमें बहु-स्ट्रैंड या फोइल-वाइंड निम्न वोल्टेज के कॉइल और डिस्क-टाइप उच्च वोल्टेज के कॉइल थे। टर्न इन्सुलेशन ग्लास फाइबर से बना था, और स्पेसर सेरामिक थे। अन्य इन्सुलेशन कंपोनेंट्स में बदले हुए डाइफेनिल ईथर रेजिन ग्लास क्लोथ लैमिनेट (सिलेंडरों के लिए) या बदले हुए पॉलियामाइड-इमाइड लैमिनेट ग्लास क्लोथ बोर्ड (सिलेंडरों के लिए), DMD, SMC और समान सामग्रियाँ शामिल थीं। कॉइल प्रोसेसिंग विधि VI (वेक्यूम इम्प्रेग्नेशन) का उपयोग करती थी, जिसमें इम्प्रेग्नेशन के दौरान दबाव लगाने की आवश्यकता नहीं थी।

इस प्रक्रिया के मुख्य तकनीकी पहलूओं में इम्प्रेग्नेशन वार्निश (रेजिन) और प्रक्रिया पैरामीटर्स का उचित चयन, और सेरामिक भागों का निर्माण शामिल है। सामान्य सेरामिक टूटनशील, अग्लाज, आर्द्रता के प्रति संवेदनशील, और असमान तनाव या तापमान ग्रेडिएंट के तहत टूटने की प्रवत्ति रखते हैं। इसलिए, उन्हें बहुत उच्च घनत्व और कठोरता की होनी चाहिए—गुण जो वर्तमान में केवल आयातित सामग्रियों से ही प्राप्त किए जा सकते हैं।