Grazie alla costruzione senza olio e alle caratteristiche di resistenza al fuoco, i trasformatori a secco sono ampiamente utilizzati in officine di produzione, edifici commerciali, ospedali, data center, gallerie e progetti costieri. Sul mercato prevalgono due soluzioni tecniche principali: i trasformatori a secco in resina colata e i trasformatori a secco VPI (Vacuum Pressure Impregnated). Questo articolo confronta i principi di produzione, le prestazioni chiave, i vantaggi e i limiti per aiutarvi a scegliere l'apparecchiatura più adatta alle vostre esigenze.
1. Principi fondamentali della produzione
Trasformatore a secco in resina colata
Gli avvolgimenti vengono posizionati all'interno di stampi. La resina epossidica, miscelata con materiali di riempimento, viene versata sottovuoto. Dopo la polimerizzazione, le bobine diventano blocchi monolitici di resina solida. Gli avvolgimenti vengono completamente incapsulati e sigillati con resina epossidica per formare un robusto strato isolante protettivo.
Caratteristica: i conduttori in rame o alluminio non sono visibili; l'avvolgimento è racchiuso in un involucro rigido in resina solida.
Trasformatore a secco VPI impregnato sottovuoto e pressione
VPI è l'acronimo di Vacuum Pressure Impregnation (impregnazione sotto vuoto e pressione). Le bobine vengono caricate in una camera a vuoto. L'aria all'interno viene prima evacuata, quindi la vernice isolante viene forzata sotto pressione per penetrare in tutti gli spazi interstrato degli avvolgimenti, seguita da asciugatura e polimerizzazione. Non si forma un guscio esterno completamente chiuso; gli avvolgimenti mantengono una struttura aperta e il corpo della bobina è visibile.
2. Confronto delle prestazioni chiave
Resistenza all'umidità, alla polvere e alla corrosione
Trasformatore in resina colata: l'incapsulamento completo in resina epossidica impedisce a umidità, salsedine e polvere di penetrare negli avvolgimenti. Dopo lo spegnimento in condizioni di umidità, l'unità può essere riavviata direttamente senza necessità di asciugatura. Ideale per officine umide, ambienti costieri con salsedine, gallerie sotterranee e impianti industriali polverosi.
Trasformatore a secco VPI: struttura a bobina aperta. La vernice isolante impregna solo gli spazi tra i conduttori e non fornisce un involucro completo. Le prestazioni rimangono stabili in ambienti puliti e asciutti. In condizioni di elevata umidità o forte presenza di polvere, l'umidità e la polvere si accumulano negli spazi tra le bobine e riducono gradualmente la resistenza di isolamento. Si consiglia l'uso di stufe elettriche in ambienti umidi. Le unità VPI non sono adatte ad ambienti difficili con forte nebbia salina o forte presenza di polvere.
Livello di rumore e resistenza meccanica al cortocircuito
Trasformatore in resina colata: la resina solida smorza la trasmissione delle vibrazioni dal nucleo e dagli avvolgimenti, garantendo una rumorosità relativamente inferiore a parità di potenza nominale. La struttura monolitica in resina colata resiste allo spostamento e alla deformazione delle bobine durante i cortocircuiti, offrendo un'eccellente resistenza meccanica ai cortocircuiti e prestazioni sismiche superiori durante il trasporto.
Trasformatore VPI: Gli avvolgimenti sono fissati con una vernice isolante che offre una discreta resistenza meccanica. Tuttavia, sussiste il rischio di spostamento degli avvolgimenti in presenza di forti forze elettromagnetiche dovute a cortocircuiti. Il livello di rumorosità è leggermente superiore rispetto alle unità in resina colata di pari potenza.
Manutenzione e riparabilità
Trasformatore in resina colata: praticamente esente da manutenzione. La barriera in resina blocca polvere e umidità. I controlli di routine si limitano al monitoraggio della ventilazione e della temperatura. Svantaggio: una volta che si verifica un danno all'avvolgimento interno, la riparazione parziale non è fattibile; è necessaria la sostituzione completa dell'avvolgimento.
Trasformatore VPI: Richiede una manutenzione moderata. È necessaria una pulizia periodica della polvere sulla superficie dell'avvolgimento. Dopo l'ingresso di umidità è necessario un trattamento di asciugatura. Vantaggio: gli avvolgimenti danneggiati localmente possono essere riparati in loco mediante una parziale reimpregnazione con vernice, garantendo la riparabilità.
Sintesi
I trasformatori in resina colata QXG sono dotati di involucri solidi completamente chiusi, che offrono prestazioni eccezionali in termini di resistenza all'umidità e alla polvere, robustezza meccanica e manutenzione pressoché nulla, rendendoli ideali per condizioni operative complesse e difficili. Tuttavia, la riparazione parziale dell'avvolgimento non è possibile in caso di guasto interno.
I trasformatori VPI a impregnazione sottovuoto-pressione adottano avvolgimenti aperti che consentono riparazioni parziali in loco. Tuttavia, impongono severi requisiti in termini di pulizia e umidità ambientale. Per i siti di installazione umidi e polverosi sono obbligatori deumidificatori e involucri resistenti alla polvere.
Nella scelta ingegneristica, il solo costo non dovrebbe essere il fattore decisivo. La tecnologia di isolamento deve essere determinata in modo complessivo in base alle condizioni ambientali del sito e alle modalità di esercizio e manutenzione a lungo termine.