Распределительные трансформаторы, находящиеся в жилых кварталах или недалеко от них, нередко вызывают у жителей недовольство. Дело даже не в том, что они не всегда приятны на вид и производят шум. Трансформаторы вполне могут стать источником загрязнения почвы или грунтовых вод. Существует даже вероятность взрыва трансформатора в случае серьезной поломки.

Канадская компания Hydro-Quebec, занимающаяся проектированием и строительством инженерных коммуникаций, всерьез озаботилась этой проблемой и предложила… убрать трансформаторы под землю.

Оказалось, идея не так уж и нова. Подземные распределительные системы в жилых районах разрабатывались и раньше – причем многие из них были спроектированы для использования в водной среде. Такие установки имели множество очевидных преимуществ, что привело к их быстрому распространению в городских районах. Технологические особенности позволяли подключать их к подземным коммуникациям и обеспечивали высокую надежность эксплуатации, что снижало затраты на строительство, повышало экологическую безопасность и т. д.

Увы, новшество надежд не оправдало: оборудование подвергалось интенсивной коррозии и быстро приходило в негодность. Поэтому пришлось вернуться к использованию традиционных распределительных трансформаторов, размещаемых на фундаменте.
Однако необходимость в новом трансформаторе, способном работать, будучи полностью погруженным под землю или в воду, не исчезла. Он мог бы работать, например, на берегу водоемов или в подземных помещениях – там, где велика вероятность попадания в него влаги. Помимо отсутствия у него недостатков, присущих традиционным трансформаторам, он должен выдерживать самые суровые условия, которые могут возникнуть при работе непосредственно в грунте.

Повреждение наземной распределительной инфраструктуры во время снежной бури, разра-зившейся на северо-востоке Северной Америки в 1998 году, подтолкнуло Hydro-Quebec – одну из крупнейших компаний в области технологий распределения электроэнергии – к активизации поиска новых способов защиты инженерных сетей. Усилия, в том числе, были направлены и на расширение систем подземного расположения.

Итогом стала разработка (совместно с АBB) нового погружного распределительного трансформатора с твердой изоляцией. STD имеет уникальную конструкцию, важными элементами которой являются твердая изоляция и внешний кожух из композитного материала. Основу твердой электроизоляции составляет изоляционная пленка и специальная эпоксидная смола, при этом ни жидкая, ни газо-образная диэлектрическая среда не используется.

Обмотки трансформатора и магнитный сердечник полностью покрыты эпоксидной смолой (которая и является в данном случае диэлектрической средой). Внешний кожух SDT изготовлен из стекловолокна и эпоксидной смолы, что делает его водонепроницаемым, стойким к коррозии и при этом не требующим ухода. Кожух, хотя и имеет малый вес, тем не менее увеличивает прочность конструкции трансформатора в целом. Эти особенности SDT делают их очень компактными и позволяют устанавливать их в любом положении.

Технические характеристики SDT открывают перед проектировщиками инженерных систем новые возможности. Так, например, проходные изоляторы первичной цепи отливаются одновременно с корпусом, что сокращает число дополнительных деталей. Трансформатор может быть оснащен гибкими кабелями вторичной цепи, в результате чего можно отказаться от использования отдельных проходных изоляторов. Подъемные и опорные кронштейны могут быть изготовлены как часть внешнего кожуха с целью наиболее полной защиты трансформатора от коррозии.

Экспериментальные данные подтвердили экономичность технологии. Проводилось несколько крупномасштабных экспериментальных проектов, в которых было занято более 300 домов в Онтарио и Квебеке. В этих домах традиционные трансформаторы заменили на SDT, размещенные либо в компактных трансформаторных шкафах из стекловолокна или же непосредственно в грунте.

Новые трансформаторы работают без перебоев уже несколько лет, причем в течение этого срока им приходилось выдерживать экстремальные погодные условия: холод, жару и повышенную влажность.

В качестве положительных результатов экспериментальных исследований можно отметить отсутствие признаков коррозии в течение всего срока службы, неизменность характеристик (нагрузочной способности, устойчивости к колебаниям в питающей сети и уровня утечки), отсутствие негативного воздействия на окружающую среду, отсутствие ограничений на передвижение в непосредственной близости от трансформатора транспортных средств и людей, устойчивость трансформаторов к неблагоприятному воздействию погодных условий, отсутствие риска взрыва при неполадках и т. д.

Мало того, полностью собранная система была даже дешевле, чем аналогичное оборудование в традиционном исполнении!

Новые трансформаторы могут быть использованы в различных, в том числе и нестандартных, условиях. К примеру, особенности SDT позволили компании-разработчику существенно снизить затраты на работы по прокладке инженерных сетей. Также они незаменимы в престижных жилых районах, где обычные трансформаторные будки неприемлемы в связи со своим непрезентабельным внешним видом.

Прибрежные районы также представляют собой специфическую среду, для работы в которой и разрабатывались SDT. Как и большинство прочих агрессивных сред, морской воздух, содержащий значительное количество солей и водяного пара, сильно воздействует на металлический корпус трансформатора и способствует его коррозии. Мало подверженный коррозии полимерный кожух SDT является оптимальным решением данной проблемы.

Последнее может послужить поводом для внедрения новшества и в нашей стране – например, на Севере и Дальнем Востоке, где погодные условия для обычных трансформаторов губительны.