I trasformatori-a secco, in quanto apparecchiature cruciali per la distribuzione dell'energia nei sistemi energetici, sono ampiamente utilizzati negli edifici moderni, nei trasporti ferroviari, negli impianti industriali e nelle strutture pubbliche grazie alla loro struttura-priva di olio e all'elevata resistenza al fuoco. Rispetto ai trasformatori tradizionali-immersi in olio, i trasformatori di tipo-a secco differiscono in modo significativo nei mezzi di isolamento, nei metodi di raffreddamento e nelle caratteristiche di sicurezza, soddisfacendo le esigenze di scenari con requisiti più elevati di prevenzione incendi, protezione ambientale e funzionamento esente da manutenzione-.
Il principio di funzionamento principale di un trasformatore di tipo a secco- si basa ancora sulla legge dell'induzione elettromagnetica, ottenendo aumenti e diminuzioni di tensione attraverso cambiamenti nel rapporto spire degli avvolgimenti primario e secondario. La sua struttura è costituita principalmente da un nucleo, avvolgimenti, un sistema di isolamento e un involucro. Il nucleo è generalmente costituito da lamiere di acciaio al silicio laminate a freddo-ad alta permeabilità-per ridurre le perdite per correnti parassite e migliorare l'efficienza energetica; gli avvolgimenti utilizzano principalmente conduttori in rame o alluminio e sono ricoperti con materiali isolanti ignifughi-resistenti alle alte temperature,-come resina epossidica, fibra di vetro o carta Nomex, formando così un robusto sistema di isolamento complessivo.
I metodi di isolamento e raffreddamento sono le caratteristiche principali dei trasformatori di tipo-a secco. I trasformatori fusi in resina epossidica comunemente utilizzati incapsulano gli avvolgimenti nel loro insieme durante la produzione, migliorando la resistenza meccanica e fornendo un'eccellente resistenza all'umidità e alla contaminazione. Le strutture aperte e chiuse possono essere combinate con il raffreddamento ad aria forzata o naturale, utilizzando la convezione dell'aria o i ventilatori per garantire che l'aumento della temperatura sia mantenuto entro intervalli consentiti. Poiché non è richiesto olio isolante, l'apparecchiatura evita il rischio di perdite di olio e rischi di incendio, rendendola particolarmente adatta per aree densamente popolate o luoghi con severi requisiti di protezione ambientale.
I trasformatori di tipo-a secco sono classificati in classi di isolamento come B, F e H, corrispondenti a diversi limiti di temperatura di resistenza al calore. Gli utenti possono selezionare la classe appropriata in base alle caratteristiche del carico e alla temperatura ambiente. I loro gradi di protezione vanno da IP00 a IP54 e, grazie al design dell'involucro e dei condotti dell'aria, possono resistere ad ambienti polverosi, umidi o leggermente corrosivi. Inoltre, i trasformatori di tipo-a secco presentano un migliore controllo del rumore, con livelli di vibrazioni e rumore inferiori durante il funzionamento, contribuendo a migliorare la qualità ambientale.
In termini di funzionamento e manutenzione, i trasformatori di tipo-a secco non richiedono la sostituzione regolare dell'olio isolante o i test di qualità dell'olio. La manutenzione ordinaria richiede solo il controllo degli elementi di fissaggio, la pulizia dei condotti di ventilazione e il monitoraggio di parametri come l'aumento della temperatura e la resistenza dell'isolamento, con un carico di lavoro relativamente ridotto. Tuttavia, hanno requisiti elevati di pulizia ambientale e ventilazione. Per un funzionamento a lungo-termine è necessario prevenire l'accumulo di polvere che potrebbe ostacolare la dissipazione del calore ed evitare l'invecchiamento accelerato dello strato isolante a causa dell'adesione dei contaminanti.
Con lo sviluppo delle reti intelligenti e degli edifici ecologici, i trasformatori-a secco, con i loro vantaggi in termini di sicurezza, rispetto dell'ambiente e facilità di manutenzione, stanno gradualmente sostituendo i tradizionali prodotti-immersi nell'olio in più scenari. Grazie ai progressi nei materiali e nei processi, la loro capacità e i livelli di tensione migliorano continuamente, soddisfacendo ora le esigenze della distribuzione di energia a media-tensione e anche ad alta-tensione, fornendo soluzioni di distribuzione dell'energia più affidabili e sostenibili per i moderni sistemi energetici.