異なる地域におけるドライタイプ変圧器の開発と技術的特徴

1960年代以前、乾式変圧器は主にクラスBの絶縁材を使用し、開放通気型の設計で製品モデルはSGと指定されていました。当時、箔巻線はまだ利用可能ではなく、低電圧コイルは通常、多芯導体を層状または螺旋状に構成し、高電圧コイルはディスク型の設計を採用していました。使用された導体は、二重ガラス繊維巻線またはアルキドエンアム塗装された単一ガラス繊維巻線でした。

他の多くの絶縁部品はフェノールガラス繊維材料で作られていました。浸漬過程では、クラスBの絶縁バニッシュを使用して、常温常圧下で高・低電圧コイルを浸漬し、中温乾燥（温度が130℃を超えない）を行っていました。このタイプの乾式変圧器は油浸型変圧器と比較して耐火性が大幅に向上しましたが、湿気や汚染に対する耐性は不十分でした。

そのため、このタイプの生産は終了しましたが、その電気的、磁気的、熱計算の成功した設計と構造配置は、新しいクラスH絶縁の開放通気型乾式変圧器の後続開発に堅固な基礎を築きました。

アメリカでは、ヴァージニア州のFPTコーポレーションなどの一部のメーカーがデュポン社のNOMEX®アラミド素材を主な絶縁材として使用する乾式変圧器を開発しました。FPTは2つの製品モデルを提供しています：絶縁システムが180℃（クラスH）のFB型と、220℃（クラスC）のFH型で、それぞれコイル温度上昇が115K（中国では125K）、150Kとなっています。低電圧コイルは箔または多芯層状巻線を使用し、ターン間および層間の絶縁にはNOMEX®を使用しています。

高電圧コイルはディスク型で、導体はNOMEX®紙で巻かれています。従来のコイルディスク間のスペーサーブロックの代わりに櫛形スペーサーを使用することで、ディスク間のピーク電圧を半分に抑え、高電圧コイルの軸方向短絡強度を大幅に向上させていますが、これは巻線の複雑さと製造時間を増加させます。高・低電圧コイルは同心円状に巻かれ、機械的な強度を向上させています。いくつかの設計では、NOMEX®絶縁板もスペーサーやブロックとして使用されています。

高・低電圧巻線間の絶縁シリンダーは0.76mm厚のNOMEX®紙板で作られています。浸漬過程では、真空圧力浸漬（VPI）を複数回行い、高温乾燥（180〜190℃）を行います。FPTでは、これらの変圧器は最大電圧評価が34.5kV、最大容量が10,000kVAで製造され、米国ではUL認証を受けています。

中国では、いくつかの変圧器メーカーがデュポンのNOMEX®絶縁材と関連する製造仕様（HV-1またはHV-2など）およびReliatran®変圧器技術基準を採用し、FPTのFB型に類似したクラスH絶縁のSG型乾式変圧器を製造しています。しかし、FPTとは異なり、国内のメーカーは通常、コイルのみを浸漬し、全体の変圧器組み立てを浸漬しません。全組み立て浸漬は全体的な密封性が良いものの、視覚的に魅力的ではなく、すべての製品試験を処理前に完了させる必要があります。また、浸漬バニッシュは汚染されやすいため、コイルのみの浸漬が中国の状況ではより実際的かつ合理的な選択となります。

ヨーロッパでは、乾式変圧器の開発はより多様な道筋をたどっています。エポキシ樹脂の真空キャストと巻線技術の他にも、SCR型非キャスト固体絶縁封入型変圧器や中国のものに類似したSG型開放通気型乾式変圧器などが出現しました。1970年代にスウェーデンのメーカーがNOMEX®絶縁材を使用する開放通気型乾式変圧器を開発しました。その後、別のメーカーがNOMEX®をガラス繊維とDMDに置き換えて材料コストを削減しました。

コイル構造は初期のクラスB絶縁製品に似ており、多芯または箔巻線の低電圧コイルとディスク型の高電圧コイルを使用していました。ターン絶縁はガラス繊維で、スペーサーはセラミックでした。他の絶縁部品には、変性ジフェニルエーテル樹脂ガラス布積層板（シリンダー用）または変性ポリアミドイミド積層ガラス布板（シリンダー用）、DMD、SMCなどの材料を使用しました。コイル加工方法としては、浸漬時に圧力を加えないVI（真空浸漬）を使用しました。

この過程の主要な技術的側面には、適切な浸漬バニッシュ（樹脂）とプロセスパラメータの選択、セラミック部品の製造が含まれます。一般的なセラミックスは脆く、釉薬なしで湿気に弱く、不均一なストレスや熱勾配による割れが起こりやすいため、非常に高い密度と硬度を持つことが求められます。これらは現在、輸入材料によってしか達成できません。