การพัฒนาและการแสดงคุณลักษณะทางเทคนิคของหม้อแปลงแห้งในภูมิภาคต่างๆ

ก่อนยุค 1960 เทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งโดยทั่วไปใช้วัสดุฉนวนชนิด B ในรูปแบบที่ระบายอากาศได้ โดยมีรหัสผลิตภัณฑ์เป็น SG ขณะนั้นการพันด้วยฟอยล์ยังไม่มีให้ใช้ ดังนั้นขดลวดแรงดันต่ำจึงสร้างขึ้นโดยใช้สายไฟหลายเส้นในรูปแบบชั้นหรือเกลียว ส่วนขดลวดแรงดันสูงใช้การออกแบบแบบแผ่น สายไฟที่ใช้จะเป็นสายไฟหุ้มใยแก้วสองชั้นหรือสายไฟหุ้มอัลเคดเดียวที่หุ้มด้วยใยแก้ว

ส่วนประกอบฉนวนอื่น ๆ ส่วนใหญ่ทำจากวัสดุใยแก้วฟีโนลิค การแช่สารละลายฉนวนใช้วิธีแช่ขดลวดแรงดันสูงและต่ำด้วยสารละลายฉนวนชนิด B ที่อุณหภูมิและแรงดันปกติ แล้วอบแห้งที่อุณหภูมิปานกลาง (ไม่เกิน 130°C) แม้ว่าเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งประเภทนี้จะมีความต้านทานไฟที่ดีกว่าเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแช่น้ำมัน แต่ประสิทธิภาพในการทนต่อความชื้นและการปนเปื้อนยังไม่เพียงพอ

ดังนั้นการผลิตประเภทนี้จึงหยุดลง อย่างไรก็ตาม การออกแบบทางไฟฟ้า แม่เหล็ก และความร้อน รวมถึงโครงสร้างการวางผังที่ประสบความสำเร็จ ได้สร้างรากฐานที่แข็งแกร่งสำหรับการพัฒนาเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งที่ระบายอากาศได้ใหม่ที่ใช้วัสดุฉนวนชนิด H ต่อมา

ในสหรัฐอเมริกา ผู้ผลิตบางราย เช่น FPT Corporation ในเวอร์จิเนีย ได้พัฒนาเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งโดยใช้วัสดุอารามิด NOMEX® ของ DuPont เป็นวัสดุฉนวนหลัก FPT มีโมเดลผลิตภัณฑ์สองแบบ คือ แบบ FB ที่มีระบบฉนวนที่อุณหภูมิ 180°C (ชนิด H) และแบบ FH ที่อุณหภูมิ 220°C (ชนิด C) ซึ่งมีการเพิ่มอุณหภูมิของขดลวด 115K (125K ในประเทศจีน) และ 150K ตามลำดับ ขดลวดแรงดันต่ำใช้การพันด้วยฟอยล์หรือการพันหลายชั้น พร้อมฉนวนระหว่างรอบและระหว่างชั้นทำจาก NOMEX®

ขดลวดแรงดันสูงเป็นแบบแผ่น พร้อมสายไฟหุ้มด้วยกระดาษ NOMEX® แทนการใช้บล็อกรองระหว่างแผ่นขดลวดแบบเดิม ใช้สแปเซอร์รูปหวี ซึ่งลดแรงดันสูงสุดระหว่างแผ่นขดลวดครึ่งหนึ่งและเพิ่มความแข็งแกร่งต่อแรงดันสั้นวงจรในแนวแกนของขดลวดแรงดันสูงอย่างมาก แม้ว่าจะเพิ่มความซับซ้อนในการพันและเวลาการผลิต ขดลวดแรงดันสูงและต่ำถูกพันแบบโคจรเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งเชิงกล บางการออกแบบยังใช้แผ่นฉนวน NOMEX® เป็นสแปเซอร์และบล็อก

กระบอกฉนวนระหว่างขดลวดแรงดันสูงและต่ำทำจากกระดาษบอร์ด NOMEX® หนา 0.76 มม. กระบวนการแช่สารละลายใช้วิธีการแช่สารละลายภายใต้สุญญากาศหลายรอบ (VPI) แล้วอบแห้งที่อุณหภูมิสูง (180-190°C) ที่ FPT เทรนส์ฟอร์เมอร์เหล่านี้มีแรงดันสูงสุด 34.5 kV และกำลังสูงสุด 10,000 kVA เทคโนโลยีนี้ได้รับการรับรอง UL ในสหรัฐอเมริกา

ในประเทศจีน ผู้ผลิตเทรนส์ฟอร์เมอร์บางรายได้ยอมรับวัสดุฉนวน NOMEX® ของ DuPont และข้อกำหนดการผลิตที่เกี่ยวข้อง (เช่น HV-1 หรือ HV-2) พร้อมมาตรฐานเทคโนโลยีเทรนส์ฟอร์เมอร์ Reliatran® เพื่อผลิตเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้ง SG ชนิด H คล้ายกับแบบ FB ของ FPT แต่ต่างจาก FPT ผู้ผลิตในประเทศจีนโดยทั่วไปแช่เฉพาะขดลวดเท่านั้น ไม่แช่ทั้งเครื่อง แม้ว่าการแช่ทั้งเครื่องจะให้การปิดผนึกที่ดีกว่า แต่ไม่สวยงามและต้องทำการทดสอบทั้งหมดก่อนการแช่ นอกจากนี้ สารละลายแช่ยังมีโอกาสปนเปื้อนมากขึ้น ทำให้การแช่เฉพาะขดลวดเป็นทางเลือกที่เหมาะสมและสมเหตุสมผลในบริบทของจีน

ในยุโรป การพัฒนาเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งมีหลากหลายทาง นอกเหนือจากการหล่อเรซินอีพ็อกซีภายใต้สุญญากาศและการพัน ยังมีประเภทอื่น ๆ ที่เกิดขึ้น รวมถึงเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบ SCR ที่ไม่หล่อและมีฉนวนทึบ ตลอดจนเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งที่ระบายอากาศได้แบบ SG คล้ายกับในจีน ในยุค 1970 ผู้ผลิตชาวสวีเดนได้พัฒนาเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งที่ระบายอากาศได้โดยใช้วัสดุฉนวน NOMEX® ต่อมา ผู้ผลิตอีกรายได้เปลี่ยน NOMEX® เป็นใยแก้วและ DMD เพื่อลดต้นทุนวัสดุ

โครงสร้างขดลวดคล้ายกับผลิตภัณฑ์ฉนวนชนิด B ช่วงแรก ด้วยขดลวดแรงดันต่ำที่พันด้วยหลายเส้นหรือฟอยล์ และขดลวดแรงดันสูงแบบแผ่น ฉนวนระหว่างรอบทำจากใยแก้ว และสแปเซอร์ทำจากเซรามิก ส่วนประกอบฉนวนอื่น ๆ ใช้แผ่นลาไมเนตที่ทำจากเรซินอีเทอร์ไดเฟนิลที่ปรับปรุง (สำหรับกระบอก) หรือแผ่นลาไมเนตที่ทำจากโพลีอะไมด์-ไอไมด์ที่ปรับปรุง (สำหรับกระบอก) DMD, SMC และวัสดุที่คล้ายกัน วิธีการประมวลผลขดลวดใช้ VI (การแช่สารละลายภายใต้สุญญากาศ) โดยไม่ใช้แรงดันในการแช่

ประเด็นทางเทคนิคสำคัญของกระบวนการนี้คือ การเลือกสารละลายแช่ (เรซิน) และพารามิเตอร์กระบวนการอย่างเหมาะสม ตลอดจนการผลิตชิ้นส่วนเซรามิก เซรามิกธรรมดาเปราะ ไม่เคลือบ ไวต่อความชื้น และแตกง่ายภายใต้ความเครียดที่ไม่สม่ำเสมอหรือความแตกต่างของอุณหภูมิ ดังนั้นจึงต้องมีความหนาแน่นและความแข็งสูงมาก ซึ่งสามารถทำได้เฉพาะจากวัสดุนำเข้าเท่านั้น