Grâce à leur conception sans huile et à leurs caractéristiques de sécurité incendie, les transformateurs secs sont largement utilisés dans les ateliers de fabrication, les bâtiments commerciaux, les hôpitaux, les centres de données, les tunnels et les projets côtiers. Deux solutions techniques dominent le marché : les transformateurs secs en résine coulée et les transformateurs secs VPI (imprégnés sous vide et pression). Cet article compare leurs principes de fabrication, leurs performances clés, leurs avantages et leurs limites afin de vous aider à choisir rapidement et efficacement l’équipement adapté à vos besoins.
1. Principes fondamentaux de la fabrication
Transformateur sec en résine moulée
Les enroulements sont placés dans des moules. Une résine époxy mélangée à des charges est coulée sous vide. Après polymérisation, les bobines forment des blocs de résine monolithiques et solides. Les enroulements sont entièrement encapsulés et scellés par la résine époxy afin de former une couche protectrice isolante et robuste.
Caractéristique : Les conducteurs en cuivre ou en aluminium ne sont pas visibles ; l'ensemble de la bobine forme un boîtier rigide en résine solide.
Transformateur sec imprégné sous vide et pression VPI
VPI signifie Imprégnation sous vide et pression. Les bobines sont placées dans une cuve sous vide. L'air est d'abord évacué, puis un vernis isolant est injecté sous pression pour pénétrer tous les interstices des enroulements, suivi d'un séchage et d'un durcissement. Aucune enveloppe extérieure complètement fermée n'est formée ; les enroulements conservent une structure ouverte et le corps de la bobine reste visible.
2. Comparaison des performances clés
Résistance à l'humidité, à la poussière et à la corrosion
Transformateur en résine coulée : son encapsulage époxy intégral empêche l’humidité, les embruns et la poussière de pénétrer dans les enroulements. Après un arrêt en milieu humide, l’appareil peut être redémarré directement sans séchage. Il est parfaitement adapté aux ateliers humides, aux environnements côtiers exposés aux embruns, aux tunnels souterrains et aux sites industriels poussiéreux.
Transformateur VPI à sec : Construction à bobine ouverte. Le vernis isolant imprègne uniquement les espaces entre les conducteurs et ne constitue pas un boîtier complet. Ses performances restent stables dans un environnement propre et sec. En cas d'humidité élevée persistante ou de forte concentration de poussière, l'humidité et la poussière s'accumulent dans les espaces entre les conducteurs et réduisent progressivement la résistance d'isolation. L'utilisation de radiateurs d'appoint est recommandée dans les environnements humides. Les transformateurs VPI ne conviennent pas aux environnements difficiles exposés à de fortes projections de sel ou à une forte concentration de poussière.
Niveau sonore et résistance mécanique en court-circuit
Transformateur en résine moulée : La résine massive amortit les vibrations du noyau et des enroulements, réduisant ainsi le bruit à puissance apparente égale. Sa structure monolithique moulée empêche le déplacement et la déformation des bobines en cas de court-circuit, offrant une excellente résistance mécanique et une protection sismique optimale lors du transport.
Transformateur VPI : Les bobines sont collées par un vernis isolant offrant une bonne résistance mécanique. Toutefois, un risque de déplacement des enroulements existe en cas de court-circuit extrême dû à des forces électromagnétiques importantes. Le niveau sonore est légèrement supérieur à celui des transformateurs en résine moulée de même puissance.
Entretien et réparabilité
Transformateur en résine coulée : pratiquement sans entretien. La barrière de résine empêche la pénétration de la poussière et de l’humidité. Les contrôles de routine se limitent à la ventilation et à la surveillance de la température. Inconvénient : en cas de dommage interne à la bobine, une réparation partielle est impossible ; le remplacement complet de la bobine est nécessaire.
Transformateur VPI : Maintenance modérée. Un dépoussiérage périodique de la surface des bobines est nécessaire. Un séchage est requis après toute infiltration d’humidité. Avantage : les bobines endommagées localement peuvent être réparées sur site par réimprégnation partielle de vernis, ce qui permet leur réparation.
Résumé
Les transformateurs QXG en résine coulée sont dotés d'un boîtier massif entièrement fermé, offrant des performances exceptionnelles en matière d'étanchéité à l'humidité et à la poussière, de robustesse mécanique et de maintenance quasi nulle, ce qui les rend idéaux pour les environnements d'exploitation difficiles et complexes. Cependant, toute réparation partielle de la bobine est impossible en cas de défaillance interne.
Les transformateurs imprégnés sous vide et pression (VPI) sont dotés d'enroulements ouverts permettant des réparations partielles sur site. Ils imposent toutefois des exigences strictes en matière de propreté et d'humidité ambiantes. La déshumidification et l'utilisation d'enceintes étanches à la poussière sont indispensables pour les sites d'installation humides et poussiéreux.
Pour le choix des solutions techniques, le coût ne doit pas être le seul critère déterminant. La technologie d'isolation doit être définie de manière globale en tenant compte des conditions environnementales du site et des modalités d'exploitation et de maintenance à long terme.