La falla del aislamiento interno de los transformadores es siempre el problema más grave y costoso para los transformadores. El alto nivel de fuerza de cortocircuito-de las redes eléctricas modernas puede causar daños graves a los transformadores después de una falla del aislamiento. Pero las pérdidas posteriores, como la incapacidad de los grandes generadores para seguir generando electricidad, suelen ser más graves y tienen un impacto mayor que los daños a los propios transformadores.
El continuo aumento de la demanda de electricidad ha provocado un aumento del tamaño de los generadores y un aumento de la tensión de transmisión. Los requisitos correspondientes exigen que la capacidad nominal y la tensión del transformador también se aumenten continuamente para mantener la sincronización. Por lo tanto, desde la década de 1950, ha habido una gama limitada de dimensiones físicas y peso de transporte para los transformadores. Desde entonces, la tensión nominal y la capacidad de los transformadores han ido aumentando, pero no han excedido sus límites externos, lo que se atribuye enteramente a la mejor utilización de las dimensiones del aislamiento interno (el método de elementos finitos se puede utilizar para analizar mejor la distribución de la tensión dieléctrica en el aislamiento). Un aspecto importante del aislamiento es la vida útil de los transformadores, que depende casi por completo de la estructura y condición del aislamiento. Los transformadores deben poder adaptarse a una vida útil de 40 años o más, lo que puede explicar por qué hay un énfasis cada vez mayor en la realización de pruebas de impacto, sobretensiones operativas y mediciones de descargas parciales en los transformadores. Por otra parte, los transformadores de distribución se han hecho más pequeños y la competencia de precios entre los fabricantes es cada vez más feroz. Gracias a las mejoras e innovaciones en la producción de materiales aislantes y componentes de aislamiento especializados, se han logrado importantes ahorros de costos.
Los transformadores modernos son casi todos transformadores sumergidos en aceite, pero los primeros transformadores usaban asbesto, algodón y placas de presión de papel de baja-calidad, siendo el medio externo aire. En el siglo XX, el uso de papel aislante impregnado marcó un importante avance tecnológico. Sin embargo, pronto se descubrió que el aire y el papel aislante impregnado no podían cumplir con los requisitos de capacidad térmica del transformador sumergido en aceite recientemente desarrollado. Estos nuevos transformadores estaban aislados con papel kraft y placas de presión de papel, y hacia 1915 se añadieron cilindros aislantes fabricados con rollos de papel kraft impregnados con resina fenólica. Este material aislante suele ser papel adhesivo de resina sintética, que se utilizaba en la mayoría de los transformadores antes de la década de 1960 y todavía tiene diversos usos en los transformadores en la actualidad. Suele utilizarse en zonas con baja intensidad de campo eléctrico pero alta resistencia mecánica.
1. papel kraft
El papel es conocido como el mejor y más barato material de aislamiento eléctrico. El papel aislante eléctrico debe cumplir ciertos estándares físicos y químicos, así como requisitos de rendimiento eléctrico. En términos generales, el rendimiento eléctrico depende de las propiedades físicas y químicas del papel. Las propiedades eléctricas importantes del papel son las siguientes: tiene una alta rigidez dieléctrica; La constante dieléctrica del papel aislante sumergido en aceite es cercana a la del aceite; Bajo factor de potencia (pérdida dieléctrica); No contiene partículas conductoras.
La constante dieléctrica del papel kraft es de aproximadamente 4,4 y la constante dieléctrica del aceite de transformador es de aproximadamente 2,2. En sistemas de aislamiento compuestos por diferentes materiales, la intensidad de campo que soporta cada material es inversamente proporcional a su constante dieléctrica. Por ejemplo, en un sistema de aislamiento de transformador de alto-voltaje a bajo-voltaje, la intensidad del campo en aceite será el doble que la del papel (o la placa de presión de papel). Los diseñadores de transformadores esperan que la constante dieléctrica del papel sea más cercana a la del petróleo, de modo que la intensidad de campo que soportan ambos también sea más cercana.
El papel kraft se elabora a partir de pulpa de madera blanda sin blanquear tratada con sulfatos; El motivo por el que no se realiza el blanqueo es porque se teme que el agente blanqueador residual ponga en peligro su rendimiento eléctrico. Este proceso da como resultado sustancias alcalinas débiles residuales en el papel con un valor de pH de 7-9, que es diferente del tratamiento con sulfito de bajo costo-usado comúnmente en la producción de papel de periódico, que produce una pulpa ácida. El contenido de ácido conducirá a una rápida degradación de las moléculas de fibra de cadena larga, lo que resultará en una disminución de la resistencia mecánica a un nivel inaceptable como aislamiento eléctrico.
Los troncos se trituraron primero en fragmentos utilizando carburo de silicio o muelas abrasivas similares en sus áreas de producción de Escandinavia, Rusia o Canadá. El tratamiento químico con sulfato puede eliminar la mayoría de los demás componentes de la madera. Por ejemplo, lignina, carbohidratos, parafina, etc., quedando al final solo la celulosa. La celulosa se difunde en el agua, dejando una capa de pulpa de madera después de que se descarga el agua. En esta etapa, la pulpa de madera seca puede enviarse a fábricas de papel especializadas.
Los procesos de fabricación de papel-utilizados por los fabricantes de materiales aislantes varían, e incluso en los talleres de fabricación de papel- especializados, sus métodos de procesamiento dependerán de las características requeridas para el producto terminado. A continuación se muestra una descripción general del proceso de producción de una fábrica de tableros de presión de papel especial de alta-calidad en el Reino Unido, desde donde se pueden ver algunos de los contenidos involucrados en este proceso. Como sugiere el nombre, las placas de presión de papel pueden aumentar su densidad, mejorar la rugosidad de la superficie y mejorar la resistencia mecánica a través de ciertas compresiones durante el proceso de fabricación. La producción de cartón de presión de papel es un proceso continuo, en el que el papel se forma sobre un rodillo giratorio de malla fina y varias capas de papel se convierten en hojas gruesas. El otro proceso más sencillo consiste en producir láminas individuales de cartón sobre una mesa de malla horizontal sin ningún tratamiento de formado o laminado, pero como era de esperar, cuanto más complejo sea el proceso de fabricación, más fiable y estable será la calidad del cartón resultante.
Todo el proceso comienza con un nuevo batido. El propósito de arrojar haces de papel de pulpa seca a una gran cantidad de agua es eliminar todos los rastros de sustancias químicas que queden en ella durante la etapa de producción de pulpa seca. Las fibras individuales deben comprimirse y refinarse en un estado húmedo para exponer una mayor superficie al agua. La resistencia del papel o cartón está determinada principalmente por la fuerza de unión entre las fibras, y el estado de tensión de las propias fibras es mucho menor que su límite de resistencia. Estas fuerzas de unión físicas y químicas se denominan "enlaces de hidrógeno" y se forman entre moléculas de celulosa. Están influenciados principalmente por la forma y el grado del proceso de purificación.
Las fibras se purifican de esta manera y luego se mezclan con más agua, y se utiliza un dispositivo de separación centrífuga de múltiples etapas para una purificación profunda para eliminar pequeños grumos de fibra que no pueden romperse por completo o que pueden formarse. Las fibras purificadas se pueden purificar aún más. La separación también puede eliminar sustancias extrañas, como partículas metálicas transportadas por el proceso de purificación. Luego, la mezcla de fibras y agua ingresa a una amplia pantalla filtrante cilíndrica giratoria. Cuando el agua pasa a través del filtro, las fibras se filtran y forman una capa de papel. Retire el tubo de papel del filtro de cinta de fieltro circular y transfiéralo al rodillo moldeador. La tira de fieltro eliminará aún más la humedad de las fibras y puede apilar cinco o seis capas de pulpa antes de enviarlas al rodillo formador. Luego, continúe eliminando la humedad y produzca papel con el espesor, resistencia y contenido de humedad requeridos bajo la acción del calor y la presión a medida que giran los rodillos. En esta etapa, el proceso se puede seleccionar según las características del papel, como el proceso CLUPAK, que puede aumentar el alargamiento del papel o mejorar el grado de dispersión del "estabilizador". "Estabilizador" se refiere a compuestos que contienen nitrógeno-como la melamina, que pueden mejorar la resistencia al calor del papel. Los siguientes capítulos profundizarán en estas dos cuestiones. El brillo y la densidad del papel se pueden obtener calandrando el papel. Bajo un alto contenido de humedad controlado, el papel se enrolla mediante pesados rodillos de acero y luego se seca calentándolo sin presión.
En el estado seco de la capa de pulpa, la unión mutua entre fibras solo puede obtener las propiedades de la celulosa. La celulosa es un carbohidrato de alto peso molecular compuesto de múltiples monómeros de glucosa, con un grado de polimerización de aproximadamente 2000.
Las moléculas de media fibra son el segundo componente principal de la pulpa de madera purificada. Se trata de carbohidratos con un grado de polimerización inferior a 200. Dentro de una determinada concentración, aceleran el proceso de formación de enlaces de hidrógeno, pero si la concentración supera el 10%, la resistencia mecánica del papel disminuye. Otro inconveniente de las moléculas de hemicelulosa es que pueden "retener" agua, lo que dificulta el secado del papel.
La fibra de corcho es la más adecuada para la fabricación de materiales aislantes eléctricos porque tiene una longitud de fibra de 1 a 4 mm, lo que le confiere la máxima resistencia mecánica. Sin embargo, también se puede añadir una pequeña cantidad de pulpa de madera dura a la pulpa de corcho, de forma similar a las aleaciones, y la mezcla resultante normalmente tiene propiedades superiores en comparación con cualquier componente individual.
2. Fibra de algodón
La fibra de algodón es una celulosa muy pura que se utiliza en el Reino Unido desde hace muchos años. Para producir papel aislante con mejores propiedades eléctricas y mecánicas que el papel kraft puro, se ha producido un material llamado "paño de limpieza". El algodón tiene fibras más largas que la pulpa de madera, pero la fuerza de sus enlaces moleculares internos no es muy buena. El algodón es una fibra más suave que la madera, por lo que requiere más esfuerzo en las etapas de trituración y purificación para producir compuestos ramificados, proporcionar las posiciones de unión necesarias y lograr la resistencia mecánica requerida para el papel aislante. Este tipo de procesamiento por sí solo lo hace más caro que otros materiales y no incluye el costo de las materias primas.
Cuando este tipo de papel se utilizó por primera vez para aislamiento eléctrico en la década de 1930, las fibras de algodón se obtenían de restos de fábricas de ropa de hilo de algodón, que hasta cierto punto mantenían un precio competitivo con el papel kraft puro. En los últimos años, esta práctica ha sido descontinuada debido a que el tejido de algodón contiene una cierta proporción de fibras sintéticas y otras sustancias, lo que hace que la composición del tejido triturado no pueda garantizar pureza y libre de contaminación-. Por lo tanto, la gente ha encontrado una nueva fuente de materias primas para la fabricación de papel. La fibra es fibra corta procedente de plantas procesadoras de algodón, que es el residuo del algodón de fibra larga después de hilar y tejer. La fibra de terciopelo es una fibra que se obtiene directamente a partir del algodón de fibra larga y su longitud y calidad son adecuadas para producir materiales aislantes de alta-calidad. Pueden utilizarse como "ingredientes" o materias primas para el proceso de fabricación de papel antes mencionado, o como fibras de algodón puro, o como fibras de desecho de algodón hiladas a partir de algodón nuevo. Las fibras de algodón también se pueden mezclar con pulpa de papel kraft para producir un papel aislante que combine las ventajas de las propiedades eléctricas y mecánicas, así como la máxima capacidad de absorción de aceite. El requisito de la capacidad de absorción de aceite del papel es de gran importancia. Para el aislamiento de papel entre los devanados de alto y bajo voltaje y el aislamiento de papel entre capas de los devanados de alto voltaje de los transformadores de distribución, se requiere poder penetrar completamente el aceite incluso en condiciones de alto vacío que son difíciles de penetrar completamente.
También se pueden utilizar otras fibras, como el cáñamo de Manila y el yute, para fabricar papel de rendimiento especial para satisfacer requisitos eléctricos específicos, como en condensadores y cables. La norma británica BS5626 "Papel de fibra para fines eléctricos" es un documento completo relacionado con IEC60554, que enumera los tipos y propiedades básicos del papel aislante. La norma europea EN60641 "Cartón y cartón fino para uso eléctrico" también es un documento completo.
3. papel especial
Anteriormente se describieron varios tipos de papel aislante, cada uno con sus propiedades específicas que pueden satisfacer las necesidades de aplicaciones especiales. Antes de concluir este contenido, es necesario revisar con más detalle el desarrollo y propiedades relacionadas de otros cuatro artículos especiales dignos de mención, con el fin de satisfacer las necesidades especiales de la industria de transformadores. Estos cuatro tipos de papel son los siguientes: papel arrugado, papel de alta elongación, papel resistente a altas temperaturas y papel adhesivo con rejilla de diamante.
El papel arrugado es el primer papel especializado. Está elaborado con arrugas irregulares para aumentar el grosor y el alargamiento en la dirección longitudinal del papel. Por lo general, se corta en una tira de 25 mm de ancho, que es particularmente adecuada para enrollar manualmente en el anillo electrostático entre las conexiones de los cables o las tortas internas del extremo del devanado. Su extensibilidad le permite envolverse firmemente alrededor de formas irregulares o doblarse cuando sea necesario, como para envolver juntas de grifos y cables de grifos. La desventaja del papel arrugado es que perderá su elasticidad con el tiempo. Por lo tanto, después de varios años de funcionamiento, el papel arrugado envuelto alrededor de las uniones del transformador no estará tan apretado como cuando se envolvió inicialmente. En muchos casos, una mejor solución es utilizar papel con un alto alargamiento. El papel aislante de alta elongación CLUPAK es un tipo de este material y el proceso de fabricación de su papel base es el mismo que el proceso antes mencionado. En la etapa de formación por compresión, el efecto del rodillo de presión, el calor y la humedad es comprimir las fibras axialmente a lo largo de la dirección longitudinal, aumentando así su elasticidad. Por lo tanto, el papel mantiene su suavidad y mejora en gran medida su rendimiento de fractura, alargamiento y desgarro transversal, manteniendo al mismo tiempo su resistencia a la tracción y sus propiedades eléctricas. La alta resistencia mecánica y elasticidad lo hacen muy adecuado para envolver anillos estáticos o envolver todo el alambre de transposición continua (CTC) con una máquina. El cable transpuesto continuo utilizado en el devanado de grandes transformadores de potencia a menudo tiene una sección transversal más grande,-lo que aumenta su rigidez y hace que sea extremadamente difícil doblarlo hasta el radio de devanado requerido. Como resultado, durante la etapa de bobinado, el alambre sufrirá operaciones muy intensas. Además, enrollar alambres de sección transversal tan grandes-en el troquel de bobinado aplicará una tensión enorme a la capa de aislamiento de papel, provocando que el aislamiento se arrugue, doble y deforme. Y este tipo de arrugas y deformaciones afectarán el paso del aceite de refrigeración radial. La dureza y la deformación elástica del papel aislante de alta elongación lo hacen más resistente a operaciones fuertes durante el bobinado que el papel ordinario, y su elasticidad le permite minimizar el grado de arrugas.
Como se mencionó anteriormente, mejorar la resistencia al calor del papel se logra agregando estabilizadores durante el proceso de fabricación para mejorar la estabilidad al calor y reducir la degradación térmica. En la actualidad, se puede confirmar que la degradación depende de la temperatura y se produce por la rotura de moléculas de fibra de cadena larga-. El límite de aumento de temperatura permitido durante la operación de los transformadores de potencia se determina en función de la temperatura promedio del punto caliente durante la operación del transformador, que debería poder hacer que la vida útil del aislamiento del transformador sea aceptable para las personas. En términos generales, el valor de temperatura del punto caliente de los transformadores es 110-120 grados C. Sin embargo, dentro de este rango de temperatura, el grado de degradación del aislamiento se ve muy afectado por la presencia de oxígeno y humedad. La mayoría de los transformadores sumergidos en aceite tienen un cierto grado de oxígeno y humedad, especialmente los transformadores de distribución, que básicamente tienen dispositivos absorbentes de humedad y rara vez reciben mantenimiento. En esta situación, la ventaja del papel resistente a altas-temperaturas es retrasar el envejecimiento del aislamiento del papel. Esto no permite que los transformadores tengan temperaturas de funcionamiento más altas, sino que se basa en papel de alta temperatura para reducir la tasa de degradación a temperaturas de funcionamiento normales, con el fin de retrasar el envejecimiento del aislamiento.
Debido a su excelente rendimiento de aislamiento y alta resistencia mecánica, los tubos de papel unidos con resina sintética se utilizan ampliamente en transformadores. El cilindro aislante se forma enrollando papel kraft recubierto con resina termoendurecible por un lado en un rollo y calentándolo para curarlo. La gente cada vez está menos dispuesta a elegirlo porque para obtener la resistencia mecánica requerida del papel, es necesario recubrir el papel con una gran cantidad de resina, lo que dificulta mucho la impregnación del aceite del transformador. Bajo la intensidad del campo operativo, cualquier brecha causada por una impregnación deficiente puede convertirse en fuentes de descarga locales, provocando una falla eléctrica final. La razón por la que se utiliza papel kraft para fabricar cilindros aislantes impregnados con resina sintética es que el ancho requerido de papel fino solo se produce en Suecia con grandes máquinas de papel de una sola banda, que no pueden procesar fibras de algodón. Si pueden manipular fibras de algodón, el papel de algodón mejorará el rendimiento de secado y remojo del cilindro aislante.
Aplique dos capas de resina curada al papel aislante en forma de rejilla de diamante y luego séquelo. La rejilla de diamante de resina garantiza un secado efectivo y una inmersión en aceite del papel mientras forma una gran área de unión. Durante el proceso de secado y calentamiento del devanado, los puntos adhesivos unidos se funden y solidifican, formando puntos de unión permanentes que no se ven afectados por procesos de calentamiento posteriores y pueden producir una alta resistencia mecánica. Aunque la forma de unión de rejilla de diamante es adecuada para varios tipos de papel, en realidad es más adecuada para papel con buenas propiedades de secado e impregnación, como papel mezclado con madera o fibras de algodón, especialmente cuando se utiliza en devanados de bajo-voltaje tipo lámina. Esta característica es particularmente destacada porque estos devanados son extremadamente difíciles de secar y empapar en aceite.
4. Tablero de presión de papel
Como sugiere el nombre, un tablero prensado de papel es un papel más grueso que se fabrica apilando varias capas de papel durante la etapa húmeda de la fabricación del papel. Las placas de presión de papel deben procesarse en lotes, lo cual es diferente de la fabricación continua en la fabricación de papel; de lo contrario, sería muy similar al proceso de fabricación de papel. Para lograr el espesor deseado, es necesario apilar muchas capas finas de lechada en estado húmedo sin necesidad de adhesivos. Sin embargo, los tableros de presión de papel todavía se pueden dividir en dos tipos básicos, a saber, tableros de presión de papel puro fabricados sin ningún adhesivo en condiciones de humedad; Al utilizar adhesivos adecuados para unir varias capas de cartón, el cartón resultante suele ser más grueso.
Las normas europeas incluyen los dos tipos anteriores de placas de presión de papel: el primer tipo de norma de placas de presión de papel es EN60641:1996 "Placa de presión de papel de aislamiento eléctrico y papel aislante". La norma posterior para tableros de presión de papel fue EN60673:1996 "Cartón laminado con aislamiento eléctrico". Al igual que el papel aislante, bajo el título anterior, las normas europeas enumeran varias especificaciones y todos los tipos principales de materiales. Las materias primas del papel aislante son las mismas que las de la pulpa de madera pura, la pulpa de algodón pura o una mezcla de ambas.
El primer tipo de tablero de presión de papel puede alcanzar un espesor máximo de 8 mm, utilizado para enrollar vueltas y aislamiento de extremos, con un espesor generalmente de 2-3 mm. El espesor utilizado para el aislamiento del soporte es generalmente de 4,5 a 6 mm. Este tipo de material de tablero de presión de papel se puede dividir generalmente en los tres tipos siguientes: el primer tipo es el tablero de presión de papel calandrado, que inicialmente se comprime con un contenido de humedad del 55 % y luego se calienta y se seca sin presión para retener un 5 % de humedad. La densidad de la placa de prensa de papel es de 0,90~1,00 kg/m3. Posteriormente, una mayor compresión bajo la fuerte presión de la calandria puede alcanzar una densidad de 1,15-1,30 kg/m3; El segundo tipo de placa prensadora de papel es una placa prensadora de papel de plástico, que está casi o completamente libre de compresión después del proceso de formación según el manual técnico práctico del transformador 54. Para el secado sólo se utiliza calentamiento, manteniendo el contenido de humedad en aproximadamente el 5%, y la densidad del tablero prensado de papel es de aproximadamente 0,90. Esta es una placa de presión de papel suave con una excelente capacidad de absorción de aceite y se puede procesar en formas especiales; El tercer tipo de placa prensadora de papel es la placa prensadora de papel preprensado. La pulpa húmeda se coloca directamente sobre una prensa caliente para su deshidratación, compresión y secado. Esto tiene un impacto significativo en la unión de las fibras, formando un material con alta resistencia, buena estabilidad y sin tensiones. La densidad del material es de aproximadamente 1,25 y durante toda la etapa de fabricación del transformador y la inmersión prolongada en aceite caliente durante el funcionamiento del transformador, la placa de presión de papel aún puede mantener su forma y tamaño sin cambios. En este sentido, su rendimiento supera con creces a los dos tipos de placas de presión de papel antes mencionados. En la actualidad, este tipo de cartón preprensado de alta estabilidad es el más popular. Por eso es ampliamente utilizado en la mayoría de los fabricantes de transformadores.
El espesor inicial del cartón laminado ronda los 10 mm, y el espesor máximo puede alcanzar los 50 mm o más. La materia prima para el cartón laminado puede ser varios tipos de cartón aislante mencionados anteriormente, pero en general, el cartón preprensado es aún mejor. Este cartón laminado se puede utilizar como placa de respaldo, paleta y placa de presión para devanados, así como bloques finales, placas de respaldo y abrazaderas de alambre para devanados.
5. Componentes de aislamiento con forma.
La intensidad del campo entre los devanados concéntricos de un transformador de alto-voltaje está completamente distribuida radialmente, por lo tanto, el aislamiento en esta área puede estar compuesto directamente por una serie de cilindros de aislamiento y espacios anulares de aceite. El cilindro aislante se puede enrollar y prensar, con costuras axiales. Puede superponerse hacia arriba y hacia abajo o superponerse en diagonal. Debido a la imposibilidad de elevar la columna central de forma irrazonable, lo que provocaría que el cilindro de aislamiento sobrepasara el extremo de arrollamiento en una cierta altura, han surgido importantes problemas de aislamiento en el extremo de arrollamiento. Por lo tanto, el aislamiento entre devanados debe doblarse a lo largo de los extremos de los devanados. Durante muchos años, la solución a este problema ha sido utilizar placas de presión de papel para envolver entre los devanados o instalar tubos blandos sin sellar. Luego, los extremos del papel enrollados alrededor de los tubos o placas de presión de papel se disponen a intervalos de aproximadamente 80 mm para formar "pétalos" y se pliegan. Al arrancar capas consecutivas, los "pétalos" deben estar escalonados para evitar que se forme un camino de ruptura directo a través de ellos.
Este enfoque tiene muchos inconvenientes. En primer lugar, requiere mucha mano de obra-y aumenta considerablemente los costos de fabricación. En segundo lugar, cuando la presión axial aplicada al devanado hace que se contraiga, esto puede provocar la deformación y el desplazamiento de los "pétalos" y, en algunos casos, también puede producirse un bloqueo local del paso del aceite. La solución es utilizar el proceso antes mencionado de fabricar placas de presión de papel aislante moldeables para crear anillos de esquina. Debido al hecho de que los anillos de esquina no requieren una presión significativa durante la etapa de moldeo, no hay necesidad de hacer moldes demasiado finos y costosos. El anillo de esquina elaborado debe tener una textura suave y baja densidad, y poder sumergirse fácilmente en aceite. Hay muchas otras formas de componentes de aislamiento moldeados, como componentes de aislamiento moldeados para cables de alto-voltaje. La ventaja de los anillos esquineros de aislamiento moldeados en el extremo del devanado en comparación con los "pétalos" es que en esta área pueden formar un perfil más cercano a la línea equipotencial, eliminando así fuertes campos de arrastre y convirtiéndolos en una estructura de aislamiento más ideal.
6. Otros materiales aislantes
Hasta ahora, el papel aislante y el tablero de presión de papel son definitivamente los materiales aislantes más utilizados para transformadores de potencia. Pero en algunos casos también se puede utilizar una pequeña cantidad de otros materiales. El material aislante más comúnmente utilizado, además del papel aislante y los paneles de presión de papel, es la madera, casi exclusivamente madera de granito verde agua, porque tiene las características de alta densidad, alta resistencia y buena estabilidad. La madera debe secarse y procesarse con un contenido de humedad controlado en torno al 10%. A medida que el transformador se seca, se seca aún más. En transformadores de distribución pequeños, el uso de madera como abrazaderas de núcleo de hierro puede resolver el problema de la distancia de aislamiento entre los cables. Para transformadores grandes, se puede utilizar madera como soportes de cables y abrazaderas de cables. En transformadores grandes, los materiales quirúrgicos también pueden reemplazar al cartón y usarse como almohadillas terminales o placas de presión para los devanados. En este caso, para garantizar la resistencia en todas las direcciones, las tablas de madera deben escalonarse capa por capa a lo largo de la circunferencia en forma de arco de 90 grados, y escalonadas capa por capa en todo el rango de espesor de la tabla de esta manera.
Para los transformadores que utilizan aceite aislante, el papel aislante y las placas de presión de papel son excelentes materiales aislantes. Para eliminar posibles incendios, es necesario un transformador-libre de aceite. Un enfoque es volver a los primeros días en que se utilizaba papel aislante y placas de presión de papel como medios principales. En ausencia de aceite en los transformadores, el papel aislante y las placas de presión de papel no son buenos medios. Si no existe un aceite refrigerante muy eficaz y por motivos económicos, los transformadores sólo pueden funcionar en condiciones más altas, mientras que el papel y las placas de presión de papel no pueden soportar temperaturas más altas. Existe un material que puede soportar temperaturas más altas, que es un polímero orgánico o poliamida aromática producido por DuPont en Suiza, y su nombre comercial es "NOMEX". Este material se puede utilizar para fabricar diversos papeles aislantes y laminados de papel utilizando un método de fabricación similar al aislamiento de fibra, pero aún puede mantener su estabilidad a altas temperaturas de 220 grados. Aunque este material absorbe una cierta cantidad de humedad según la humedad ambiental, la humedad no afecta en absoluto su rigidez dieléctrica, que es completamente diferente a los materiales de celulosa. A mediados de la década de 1970, los medios líquidos de bifenilos policlorados (PCB) eran populares debido a su alta resistencia al fuego, pero debido a la contaminación ambiental causada por los PCB, gradualmente fueron menos aceptados por la gente. Entonces a partir de entonces hubo que abrir nuevos campos de investigación para buscar nuevas alternativas. La gente ha reconocido claramente los beneficios de que los transformadores no utilicen ningún medio líquido en muchos aspectos, lo que ha llevado a la producción e instalación de una gran cantidad de transformadores de tipo seco-. Los transformadores de tipo seco cumplen con los requisitos de Clase C en BS EN 60085 "Aislamiento eléctrico - Evaluación y diseño de resistencia al calor", que permite un aumento de temperatura de hasta 210 grados. En la década de 1990, la mayoría de los transformadores de este grado fueron reemplazados por transformadores aislados moldeados por inyección de resina, por lo que rara vez se usaba NOMEX para el aislamiento de transformadores.
