Graças à sua construção isenta de óleo e características de segurança contra incêndio, os transformadores a seco são amplamente utilizados em fábricas, edifícios comerciais, hospitais, centros de dados, túneis e projetos costeiros. Duas soluções técnicas predominam no mercado: transformadores a seco encapsulados em resina e transformadores a seco VPI (impregnados a vácuo e pressão). Este artigo compara os princípios de fabricação, o desempenho principal, as vantagens e as limitações para auxiliar na sua escolha rápida e adequada do equipamento.
1. Princípios Fundamentais de Fabricação
Transformador a seco de resina fundida
As bobinas são colocadas dentro de moldes. A resina epóxi, misturada com cargas, é vertida sob vácuo. Após a cura, as bobinas se transformam em blocos monolíticos sólidos de resina. As bobinas são totalmente encapsuladas e seladas pela resina epóxi, formando uma camada protetora isolante sólida e robusta.
Característica: Os condutores de cobre ou alumínio não são visíveis; o conjunto da bobina forma um invólucro rígido de resina sólida.
Transformador a seco impregnado a vácuo-pressão VPI
VPI significa Impregnação a Vácuo e Pressão. As bobinas são colocadas em um tanque de vácuo. O ar interno é evacuado primeiro, e então o verniz isolante é forçado sob pressão para penetrar em todos os espaços entre as camadas dos enrolamentos, seguido por secagem e cura. Não se forma uma camada externa totalmente fechada; os enrolamentos permanecem com uma estrutura aberta e o corpo da bobina fica visível.
2. Comparação de desempenho principal
Resistência à umidade, poeira e corrosão
Transformador com encapsulamento em resina: O encapsulamento completo em epóxi impede a penetração de umidade, névoa salina e poeira nos enrolamentos. Após desligamento em condições de alta umidade, a unidade pode ser reiniciada diretamente, sem necessidade de secagem. Ideal para oficinas úmidas, ambientes costeiros com névoa salina, túneis subterrâneos e instalações industriais com alta concentração de poeira.
Transformador a seco VPI: Construção com bobina aberta. O verniz isolante impregna apenas os espaços entre os condutores, não proporcionando um isolamento completo. O desempenho permanece estável em ambientes limpos e secos. Em condições de alta umidade persistente ou grande quantidade de poeira, a umidade e a poeira se acumulam nos espaços entre os condutores e reduzem gradualmente a resistência de isolamento. Recomenda-se o uso de aquecedores para locais úmidos. As unidades VPI não são adequadas para ambientes agressivos com alta concentração de névoa salina ou poeira.
Nível de ruído e resistência mecânica a curto-circuito
Transformador com núcleo de resina: A resina sólida amortece a transmissão de vibrações do núcleo e dos enrolamentos, proporcionando um nível de ruído relativamente menor para a mesma potência em kVA. A estrutura monolítica fundida resiste ao deslocamento e à deformação das bobinas durante curtos-circuitos, oferecendo excelente resistência mecânica a curtos-circuitos e desempenho sísmico superior durante o transporte.
Transformador VPI: As bobinas são unidas por verniz isolante com boa resistência mecânica. No entanto, existe risco de deslocamento do enrolamento sob forças eletromagnéticas extremas de curto-circuito. O nível de ruído é ligeiramente superior ao de unidades com revestimento de resina de mesma potência.
Manutenção e reparabilidade
Transformador com revestimento de resina: Praticamente isento de manutenção. A barreira de resina bloqueia poeira e umidade. As verificações de rotina se limitam à ventilação e ao monitoramento da temperatura. Desvantagem: uma vez que ocorra dano interno à bobina, o reparo parcial não é viável; a substituição completa da bobina é necessária.
Transformador VPI: Requer manutenção moderada. É necessária a limpeza periódica da poeira superficial da bobina. Após a entrada de umidade, é necessário realizar um tratamento de secagem. Vantagem: bobinas danificadas localmente podem ser reparadas no local por meio de reimpregnação parcial com verniz, garantindo a possibilidade de reparo.
Resumo
Os transformadores QXG de resina fundida apresentam invólucros sólidos totalmente fechados, oferecendo desempenho excepcional em termos de proteção contra umidade e poeira, robustez mecânica e manutenção praticamente nula, tornando-os ideais para condições operacionais complexas e severas. No entanto, o reparo parcial da bobina é impossível em caso de falha interna.
Os transformadores impregnados a vácuo e pressão (VPI) possuem enrolamentos abertos, permitindo reparos parciais no local. No entanto, impõem requisitos rigorosos quanto à limpeza e umidade do ambiente. A desumidificação e o uso de invólucros resistentes à poeira são obrigatórios em locais de instalação úmidos e empoeirados.
Na seleção de soluções de engenharia, o custo por si só não deve ser o fator decisivo. A tecnologia de isolamento deve ser determinada de forma abrangente, levando em consideração as condições ambientais do local e os planos de operação e manutenção a longo prazo.