Газонаполненные трансформаторы относятся к специализированному классу силовых трансформаторов, в которых в качестве изоляционной и охлаждающей среды используется газ, чаще всего серный гексафторид (SF₆) либо его современные газовые смеси. Данная технология применяется в установках, где критичны компактность, пожаробезопасность и высокая электрическая прочность при ограниченном пространстве.

Газонаполненные трансформаторы применяются преимущественно в сетях среднего и высокого напряжения, как правило до 110 кВ, и устанавливаются в местах с особыми требованиями к безопасности и экологии: в подземных подстанциях, тоннелях, метрополитенах, промышленных зонах с повышенной пожароопасностью, а также на объектах городской инфраструктуры. Их использование оправдано там, где масляные трансформаторы недопустимы, а традиционные сухие решения не обеспечивают требуемую электрическую прочность.

Активная часть газонаполненного трансформатора — магнитопровод и обмотки — размещается в герметичном металлическом корпусе, заполненном изоляционным газом под избыточным давлением. Герметичность корпуса является критически важным элементом конструкции и обеспечивает стабильность электрических характеристик на протяжении всего срока службы. Магнитопроводы выполняются из высококачественной электротехнической стали, а обмотки — с усиленной твёрдой изоляцией, рассчитанной на работу в газовой среде.

SF₆ обладает исключительно высокой электрической прочностью, значительно превышающей прочность воздуха, а также химической и термической стабильностью. Это позволяет существенно сократить изоляционные расстояния между токоведущими частями и уменьшить габариты трансформатора. Газ эффективно подавляет развитие электрической дуги и частичных разрядов, что повышает надёжность оборудования при высоких напряжениях.

Охлаждение газонаполненных трансформаторов осуществляется за счёт естественной или принудительной циркуляции газа внутри корпуса с последующим отводом тепла через стенки бака и теплообменники. Теплопроводность газа ниже, чем у масла, поэтому такие трансформаторы обычно имеют ограничения по мощности или оснащаются дополнительными системами охлаждения. Температурный режим строго контролируется датчиками давления и температуры.

Эксплуатация газонаполненных трансформаторов требует постоянного контроля давления, плотности и чистоты газа. Нарушение герметичности приводит к снижению электрической прочности и является критическим отказом. Современные установки оснащаются системами мониторинга, позволяющими отслеживать состояние газовой среды и параметры работы в режиме реального времени.

К основным преимуществам газонаполненных трансформаторов относятся высокая пожаробезопасность, компактность, отсутствие жидкого диэлектрика и устойчивость к загрязнённой и влажной среде. Ограничениями являются высокая стоимость, сложность герметизации, требования к обслуживанию газовой системы и экологические аспекты, связанные с использованием SF₆ как парникового газа.

Газонаполненные трансформаторы являются высокотехнологичным решением для ответственных объектов с жёсткими требованиями к безопасности и компоновке. Их применение оправдано в тех случаях, где традиционные масляные и сухие трансформаторы не способны обеспечить необходимый уровень надёжности и эксплуатационной безопасности.