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JP2001509956A - Windings in transformers or inductors - Google Patents

Windings in transformers or inductors

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Publication number
JP2001509956A
JP2001509956A JP53279498A JP53279498A JP2001509956A JP 2001509956 A JP2001509956 A JP 2001509956A JP 53279498 A JP53279498 A JP 53279498A JP 53279498 A JP53279498 A JP 53279498A JP 2001509956 A JP2001509956 A JP 2001509956A
Authority
JP
Japan
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power transformer
cable
winding
inductor
conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP53279498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ペータ、カーステンセン
アルバート、ヤクスツ
マッツ、レイヨン
リー、ミン
ロンシェン、リウ
クリスチャン、サセ
Original Assignee
アセア、ブラウン、ボベリ、アクチエボラーグ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SE9700335A external-priority patent/SE508556C2/en
Application filed by アセア、ブラウン、ボベリ、アクチエボラーグ filed Critical アセア、ブラウン、ボベリ、アクチエボラーグ
Publication of JP2001509956A publication Critical patent/JP2001509956A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 電力変圧器又はインダクタが開示されている。変圧器/インダクタの巻き線(31)は、巻き線(31)内の電流が可撓性導体(38)の絶縁層内に抑制されるように電界を抑制する電界抑制手段を有する可撓性導体(38)により作られている。可撓性導体(38)の絶縁層の厚さは、電気的ストレス(33)が巻き線の長さを通じて一定となるような方法で採用される。可撓性導体(38)の絶縁層の断面積は、このように最適化され、高占積率の変圧器/インダクタ設計を提供する。図3は、要約と共に公表されることが提案される。 (57) Abstract A power transformer or inductor is disclosed. The transformer / inductor winding (31) is flexible with an electric field suppressing means for suppressing the electric field such that the current in the winding (31) is suppressed in the insulating layer of the flexible conductor (38). It is made of a conductor (38). The thickness of the insulating layer of the flexible conductor (38) is employed in such a way that the electrical stress (33) is constant over the length of the winding. The cross-sectional area of the insulating layer of the flexible conductor (38) is thus optimized, providing a high space factor transformer / inductor design. FIG. 3 is proposed to be published with a summary.

Description

【発明の詳細な説明】 変圧器又はインダクタにおける巻き線 [技術分野] 本発明は、定格電力範囲100kVA程度から1000MVA以上まで、定格 電圧範囲3−4kV及び超高圧送電電圧400kVから800kV又はそれ以上 までの発電、送電又は配電システムにおける電力変圧器又はインダクタに関する 。特に、本発明は、変圧器又はインダクタにおける巻き線に関する。 [発明の背景] 電力変圧器/インダクタ設計において巻き線の占積率、即ち、巻き線中の導体 により占有される体積と巻き線の全体積との比は、重要なパラメータである。高 占積率の巻き線は、小型設計及び低漏電流量を示すので、有利である。 [発明の概要] 本発明の目的は、内部電界等化手段のみならず、技術的に有利で高占積率を許 容する設計を与える電界抑制手段を有する可撓性導体を備えた電力変圧器又はイ ンダクタを提供することである。本発明は、電力変圧器又はインダクタの巻き線 の少なくとも一部に上記可撓性導体を使用することにより、可能となる。 電界抑制手段を有する可撓性導体の一例として、電力配電に使用されるような 可撓性XLPEケーブルがある。このようなケーブルは、導電性芯と、前記導電 性芯の周囲に備えられた第1の半導体層と、前記第1の半導体層の周囲に備えら れた固体絶縁層と、前記絶縁層の周囲に備えられた第2の半導体層とを包含して いる。第2の半導体層が接地されているという条件においては、ケーブルは、そ れ自体で、導電性芯中の電流から発生する電界を抑制する能力を有する。電気的 ストレスは、こうしてケーブルの固体絶縁層に吸収され、第2の半導体層外部に は実質的に電界は存在しない。XLPEケーブルにおいては、異なる層が互いに 堅固に接着されている。また、固体絶縁層及び半導体層は、ほとんど同じ膨張係 数を有する材料から作られている。ケーブルは、従って、各層が互いに分離する ことなく、各層間に空洞を形成することなく、機械的及び温度的ストレスが加え られ得るものである。電界ストレスが空洞内の気体の絶縁耐力の限度を超えると 、部分的放電が空洞内に発生し得るので、これは重要な特徴である。第1の半導 体層と固体絶縁層とが互いに堅固に接着されていることは、電界ストレスがケー ブルのこの部分で最大になるので、特に重要である。この層における分離は、層 間の空気を許容し、従って、部分的放電を導く。上述の種類に類似するケーブル がPCT国際出願WO−97/45847及びWO−97/45921に記載さ れている。 電力変圧器又はインダクタの電圧が、巻き線の巻きの各部で不均一に分配され ていることが知られている。例えば、巻き線の一端が接地され、他端が電線端子 に接続されている単相電力変圧器又はインダクタついては、巻き線の接地されて いる部分は電位がゼロに近い。一方、巻き線の電線端子に接続されている部分は 位相電圧に近い最大の電位を有するようになる。巻き線の電線側には、従って、 接地側よりも高い絶縁負荷がかかる。巻き線と、巻き線に近接する細部、例えば 、芯又は電力変圧器若しくはインダクタを包囲する筐体との間のフラッシュオー バを回避するために、電線側には接地側よりも良好な電気的絶縁が要求される。 要求される電気的絶縁は、従って、巻き線の長さに沿って変化する。3相システ ムにおいては、各相の巻き線を接続するための2つの基本的な方法であるスター 接続(Y)とデルタ(Δ)接続とがある。接続Y又はΔは、変圧器の高圧側及び 低圧側に任意に選択し得る。Y接続においては、各相の巻き線の一端は共通接続 さ れ、中性端子を形成する。中性端子が接地されていれば、中性端子に接続されて いる巻き線の部分はゼロに近い電位を有し、電線端子に接続されている巻き線の 部分はUL/(3)1/2に近い最大の電位を有するようになる。ここで、UL/( 3)1/2は線間電圧である。この状態は、従って、要求される電気的絶縁が巻き 線の長さに沿って変化する上記単相の例に類似している。Δ接続システムにおい ては、全相の巻き線は共に閉じたループ、デルタを形成し、電線端子はデルタの 3つの角に接続される。システムが対称であれば、各巻き線の中心の電位はゼロ に近づく。一方、各巻き線の終端の最大電位は、UL/2となる。再度、絶縁負 荷は、巻き線の長さに沿って変化し、要求される電気的絶縁も同様である。 少なくとも巻き線のいずれかの部分がケーブルで形成されている電力変圧器又 はインダクタにおいては、巻き線に沿った実際の絶縁負荷にケーブル絶縁の厚さ を適合させることができる。巻き線にそのような先細の可撓性導体を使用するこ とにより、多くの利点が得られる。要求されたケーブル絶縁が除去され得ないの で、各巻き線の占積率は増加され得る。従って、与えられた定格容量に対して、 巻き線を小型化することが可能であり、このようにして、変圧器/インダクタの 全体が、小型化及び製造コスト低減化され得る。低減された巻き線の厚さ、及び 、従って導体と芯との間の距離の低減は、漏電流量の低減、及び、従って変圧器 /コンダクタのインピーダンスの低減という結果となる。導体の冷却は、ケーブ ル絶縁が低減したときに変圧器/インダクタ内でより容易に循環させ得るので、 占積率の不変の保持、冷却は、代わりになるべきものとして、より効果的である 。冷却は、電力変圧器/インダクタ設計においてしばしば制限因子であるので、 与えられたサイズの変圧器/インダクタの定格容量は低減され得る。 理想的には、ケーブルの絶縁層の厚さは、ケーブル内の電気的ストレスが巻き 線の総ての巻きを通じてほぼ同じになるようにすべきである。これは、絶縁層の 断面積がケーブルの長さに沿って変化することを要求する。段階的に変化する絶 縁断面積のケーブルは、異なるが一定の絶縁断面積を有して共に結合されたケー ブル部分から作られ得る。絶縁断面積はケーブルの長さに沿って減少し得、ケー ブルは、そういうわけで巻き線の一方の終端で、最小の絶縁断面を有する。ケー ブルは、代わりになるべきものとして、巻き線の中央で、又は、巻き線に沿って 絶縁負荷がどのように変化するかに総て依存する任意の他の位置で、最小の絶縁 断面積を、Δ接続の巻き線に適当なものとして有し得る。 [図面の簡単な説明] 添付した図面を参照して、詳細な記述及び本発明の異なる好適な実施例について 、以下に記載する。 図1は、従来の電力変圧器又はインダクタの巻き線の周囲の電界分布を示した 概観図である。 図2は、PCT国際出願WO−97/45847及びWO−97/45921 に記載されている種類の電力変圧器又はインダクタの巻き線の周囲の電界分布を 示した概観図である。 図3は、本発明の第1の好適な実施例に係る電力変圧器又はインダクタの巻き 線の周囲の電界分布を示した概観図である。 図4は、本発明の第2の好適な実施例に係る電力変圧器又はインダクタの巻き 線の周囲の電界分布を示した概観図である。 図5は、本発明に係る電力変圧器又はインダクタの巻き線に使用される段階的 先細ケーブルの2つの例及び連続的先細ケーブルの2つの例を示した概観側面図 である。 [発明の詳細な説明] 以下の本文で参照される図1乃至3は、概観原理図である。図は、芯を有する 又は有しないインダクタを示し得るものであり、電力変圧器も同様である。簡単 にするため、各図面には1つの巻き線のみが示されている。また、簡単にするた め、各図面には1層のみ及び4回巻きのみの巻き線が示されているが、以下の理 諭は、多層及び多数回巻きの巻き線も含んでいる。 図1は、巻き線11及び芯12を有する従来の電力変圧器又はインダクタの巻 き線の周囲の電界分布を示した概観図である。巻き線11の各巻きの周囲には、 等電位線13があり、それは、電界が一定の大きさを有する線である。巻き線の 下部は接地電位であるものとし、上部は電線端子に接続されているものとする。 巻き線の近接する巻きの間及び巻き線の巻きと巻き線を包囲する接地された細部 との間には、十分な絶縁が必要なので、電位分布が、絶縁システムの構成を決定 する。図中の等電位線13は、巻き線の上部に最も高い絶縁負荷がかけられてい ることを示している。 図2は、PCT国際出願WO−97/45847及びWO−97/45921 に記載されている種類の電力変圧器又はインダクタの巻き線の周囲の電界分布を 示した概観図である。ケーブル28により構成された巻き線21は、芯22の周 囲に巻き付けられている。ケーブル28内には、等電位線23が示されている。 ケーブル28は、第1の半導体層25に包囲された導電性芯24と、均一の厚さ の固体絶縁層26と、第2の半導体層27とを包含している。第2の半導体層2 7は、接地電位に接続されている。巻き線の下部は接地電位であるものとし、上 部は電線端子に接続されているものとする。導電性芯内の電流から発生する電界 は、半導体層27によりケーブル28内に閉じ込められ、ケーブル28の外部に は電界は存在しない。巻き線の上部には最も高い負荷がかけられており、巻き線 の上部のケーブルの絶縁層に吸収される電気的ストレスは、下部に吸収されるス トレスよりも大きい。この様子が、ケーブル内の等電位線23の間の間隔を巻き 線の下部に比較して上部で小さくすることにより、図中に示されている。ケーブ ル内の絶縁層は、巻き線中の最も高い電気的ストレス、即ち、巻き線の上部にお けるストレスに耐えられるように決定される。これは、巻き線の下部の絶縁層が 厚い必要がないことを意味する。 本発明によれば、電力変圧器又はインダクタの好適な設計は、巻き線に沿った 実際の絶縁負荷にケーブルの絶縁の厚さを適合させることにより得られるケーブ ルを包含する。一例として、図2を参照すると、ケーブル巻き線21の下部にお けるケーブルの絶縁層の厚さを低減することは、このようにして可能となる。こ れは、巻き線の接地側、即ち、下部に向かって絶縁層の断面が減少する先細ケー ブルを使用することにより、達成される。理想的には、絶縁の厚さは、ケーブル 内の電気的ストレスが巻き線の長さを通じてほぼ同じになるようにすべきである 。そのような巻き線におけるケーブルの周囲の電界分布が、本発明の第1の好適 な実施例の概観図である図3に示されている。図において、ケーブル38が芯3 2の周囲に巻き付けられて、巻き線31を形成している。ケーブル38内には、 等電位線38が示されている。図2におけるように、巻き線の下部は接地電位で あるものとし、上部は電線端子に接続されているものとする。巻き線におけるケ ーブルの絶縁層の断面積は、等電位線33により示されているように、主として ケーブル内の電気的ストレスが巻き線を通じて一定であるように、連続的に変化 する。図2に示された電力変圧器/インダクタと比較すると、導体の冷却は、ケ ーブル絶縁が低減したときに変圧器/インダクタ内でより容易に循環させ得るの で、冷却はより効果的である。 図4においては、本発明の第2の好適な実施例に係る電力変圧器/インダクタ の概観図が示されている。図2及び3と類似して、ケーブル48が芯42の周囲 に巻き付けられて巻き線41を形成している。ケーブル48内には等電位線43 が示されている。ここでも、巻き線の下部は接地電位であるものとし、上部は電 線端子に接続されているものとする。図4において、先細ケーブルの巻きは、互 いの表面に積み重ねられている。図2及び3における巻き線と比較すると、巻き 線の占積率は、このように増加させられており、電力変圧器/インダクタはより 小型に従ってより安価に製造し得る。 巻き線の絶縁断面積が連続的に変化するケーブルを使用する代わりに、断面積を 段階的に変化させ得る。異なるが一定の絶縁断面積を有する2又はそれ以上のケ ーブル部分を連結することにより、そのようなケーブルが得られる。図5におい て、本発明に係る電力変圧器/インダクタに使用され得る4つのケーブル50a ,50b,50c及び50dが示されている。ケーブル50a及び50bは、そ れぞれ3つのケーブル部分51a,52a,53a及び51b、52b、53b から作られている。各接続54a,55a及び54b、55bにおいて、それぞ れ導電性芯56a,56b、隣接するケーブル部分の第1の半導体層(図示せず )及び第2の半導体層(図示せず)は接続されている。ケーブル50c及び50 dはそれぞれ1つのケーブル部分から作られており、それらの絶縁断面積はケー ブルの長さに沿って連続的に変化している。ケーブル50a及び50cにおいて は、絶縁断面積はケーブルの長さに沿って増加している。このようなケーブルは 、例えば、中性が接地されているY接続3相変圧器の場合のように、巻き線の長 さに沿って絶縁ストレスが増加する電力変圧器/インダクタに適当である。ケー ブル50b及び50dにおいては、絶縁断面積は中央部で最小になっている。こ のようなケーブルは、巻き線を通じて中程で絶縁ストレスが最小になるΔ接続3 相変圧器に適当である。ケーブル50a及び50bにおけるケーブル部分の数は 、3に限定されなければならないものではない。異なる長さ及び絶縁断面積の多 数のケーブル部分を使用することにより、絶縁断面積が幾分連続的に変化するケ ーブルを製造することができる。 上述した巻き線の配列は、本発明に係る電力変圧器又はインダクタを実現する ために、先細ケーブルをどのように巻き線に適用するかを教示している。しかし ながら、1つ又は複数の巻き線を有する単相又は複数相の変圧器に、芯を有し又 は有さず、1つ又は複数の巻き線を包含するインダクタと同様に、先細ケーブル を適用することが、本発明の範囲から逸することなく、可能であることが理解さ れる。また、本発明の範囲内で、ケーブルからなる1つの部分のみの巻き線の電 力変圧器/インダクタに、先細ケーブルを適用可能であることが理解される。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rated power range of about 100 kVA to 1000 MVA or more, a rated voltage range of 3-4 kV, and an ultra-high voltage transmission voltage of 400 kV to 800 kV or more. A power transformer or inductor in a power generation, transmission or distribution system. In particular, the invention relates to windings in transformers or inductors. BACKGROUND OF THE INVENTION In power transformer / inductor designs, the space factor of the winding, that is, the ratio of the volume occupied by the conductors in the winding to the total volume of the winding, is an important parameter. High space factor windings are advantageous because they exhibit a compact design and low leakage current. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power transformer having a flexible conductor having not only an internal electric field equalizing means but also an electric field suppressing means which provides a design which is technically advantageous and allows a high space factor. Or to provide an inductor. The present invention is made possible by using the above-mentioned flexible conductor for at least a part of a winding of a power transformer or an inductor. An example of a flexible conductor having electric field suppression means is a flexible XLPE cable as used for power distribution. Such a cable includes a conductive core, a first semiconductor layer provided around the conductive core, a solid insulating layer provided around the first semiconductor layer, and a periphery of the insulating layer. And a second semiconductor layer provided in the semiconductor device. Provided that the second semiconductor layer is grounded, the cable itself has the ability to suppress the electric field resulting from the current in the conductive core. Electrical stress is thus absorbed by the solid insulating layer of the cable, and there is substantially no electric field outside the second semiconductor layer. In an XLPE cable, the different layers are firmly adhered to each other. Further, the solid insulating layer and the semiconductor layer are made of a material having almost the same expansion coefficient. The cable can thus be subjected to mechanical and thermal stresses without the layers separating from one another and without forming cavities between the layers. This is an important feature because if the electric field stress exceeds the dielectric strength limit of the gas in the cavity, a partial discharge can occur in the cavity. It is particularly important that the first semiconductor layer and the solid insulating layer are firmly adhered to each other, since the electric field stress is greatest in this part of the cable. Separation in this layer allows air between the layers, thus leading to a partial discharge. Cables similar to the types described above are described in PCT International Applications WO-97 / 45847 and WO-97 / 45921. It is known that the voltage of the power transformer or inductor is unevenly distributed in each part of the winding turns. For example, for a single-phase power transformer or inductor where one end of the winding is grounded and the other end is connected to a wire terminal, the grounded portion of the winding has a potential near zero. On the other hand, the portion of the winding connected to the wire terminal has the maximum potential close to the phase voltage. The wire side of the winding therefore has a higher insulation load than the ground side. Better electrical insulation on the wire side than on the ground side to avoid flashover between the windings and details close to the windings, for example, the core or the enclosure surrounding the power transformer or inductor Is required. The required electrical insulation therefore varies along the length of the winding. In a three-phase system, there are two basic methods for connecting the windings of each phase, a star connection (Y) and a delta (Δ) connection. The connection Y or Δ can optionally be selected on the high and low side of the transformer. In the Y connection, one end of each phase winding is commonly connected to form a neutral terminal. If the neutral terminal is grounded, the part of the winding connected to the neutral terminal will have a potential near zero and the part of the winding connected to the wire terminal will be UL / (3) 1 It has a maximum potential close to / 2 . Here, UL / (3) 1/2 is a line voltage. This situation is therefore analogous to the single phase example above, where the required electrical insulation varies along the length of the winding. In a delta connection system, the windings of all phases together form a closed loop, delta, and the wire terminals are connected to the three corners of delta. If the system is symmetric, the potential at the center of each winding will approach zero. On the other hand, the maximum potential at the end of each winding is UL / 2. Again, the insulation load varies along the length of the winding, as well as the required electrical insulation. In power transformers or inductors where at least any part of the winding is formed of a cable, the thickness of the cable insulation can be adapted to the actual insulation load along the winding. The use of such tapered flexible conductors in the windings offers many advantages. Since the required cable insulation cannot be removed, the space factor of each winding can be increased. Thus, for a given rated capacity, it is possible to reduce the size of the winding, and in this way the overall transformer / inductor can be reduced in size and production costs. The reduced winding thickness, and thus the distance between the conductor and the core, results in a reduced amount of leakage current and thus a reduced impedance of the transformer / conductor. Constant cooling of the space factor, cooling, as an alternative, is more effective because conductor cooling can be more easily circulated in the transformer / inductor when cable insulation is reduced. Since cooling is often a limiting factor in power transformer / inductor designs, the rated capacity of a given size transformer / inductor can be reduced. Ideally, the thickness of the insulating layer of the cable should be such that the electrical stress in the cable is approximately the same throughout all turns of the winding. This requires that the cross-sectional area of the insulating layer varies along the length of the cable. Cables with step-wise insulation cross-sections can be made from cable sections joined together with different but constant insulation cross-sections. The insulation cross-section may decrease along the length of the cable, so the cable has a minimum insulation cross-section at one end of the winding. The cable should, as an alternative, have a minimum insulation cross section in the center of the winding or at any other location that depends entirely on how the insulation load varies along the winding. , Δ connection windings as appropriate. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The detailed description and different preferred embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an electric field distribution around a winding of a conventional power transformer or inductor. FIG. 2 is an overview showing the electric field distribution around the windings of a power transformer or inductor of the type described in PCT International Applications WO-97 / 45847 and WO-97 / 45921. FIG. 3 is a schematic diagram showing an electric field distribution around a winding of a power transformer or an inductor according to the first preferred embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram showing an electric field distribution around a winding of a power transformer or an inductor according to a second preferred embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic side view showing two examples of a step tapered cable and two examples of a continuous tapered cable used for winding a power transformer or an inductor according to the present invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIGS. 1 to 3 referred to in the following text are overview principle diagrams. The figures may show inductors with or without wicks, as well as power transformers. For simplicity, only one winding is shown in each drawing. Also, for simplicity, only one layer and only four turns are shown in each drawing, but the following discussion also includes multilayer and multiple turns. FIG. 1 is a schematic diagram showing an electric field distribution around a winding of a conventional power transformer or inductor having a winding 11 and a core 12. Around each turn of the winding 11 there is an equipotential line 13, which is a line in which the electric field has a constant magnitude. The lower part of the winding is at ground potential, and the upper part is connected to the wire terminal. Since there is a need for sufficient insulation between adjacent turns of the winding and between the turns of the winding and the grounded detail surrounding the winding, the potential distribution determines the configuration of the insulation system. The equipotential line 13 in the figure indicates that the highest insulation load is applied to the upper part of the winding. FIG. 2 is an overview showing the electric field distribution around the windings of a power transformer or inductor of the type described in PCT International Applications WO-97 / 45847 and WO-97 / 45921. The winding 21 constituted by the cable 28 is wound around the core 22. Within the cable 28, the equipotential lines 23 are shown. The cable 28 includes a conductive core 24 surrounded by a first semiconductor layer 25, a solid insulating layer 26 having a uniform thickness, and a second semiconductor layer 27. The second semiconductor layer 27 is connected to the ground potential. The lower part of the winding is at ground potential, and the upper part is connected to the wire terminal. The electric field generated from the current in the conductive core is confined in the cable 28 by the semiconductor layer 27, and no electric field exists outside the cable 28. The highest load is applied to the top of the winding, and the electrical stress absorbed by the insulating layer of the cable above the winding is greater than the stress absorbed by the bottom. This is shown in the figure by making the spacing between the equipotential lines 23 in the cable smaller at the upper part compared to the lower part of the winding. The insulating layer in the cable is determined to withstand the highest electrical stress in the winding, ie, the stress at the top of the winding. This means that the insulating layer below the winding does not need to be thick. According to the present invention, a suitable design of the power transformer or inductor includes a cable obtained by adapting the insulation thickness of the cable to the actual insulation load along the winding. By way of example, referring to FIG. 2, it is thus possible to reduce the thickness of the insulating layer of the cable below the cable winding 21. This is achieved by using a tapered cable in which the cross-section of the insulating layer decreases towards the ground side of the winding, ie towards the bottom. Ideally, the thickness of the insulation should be such that the electrical stress in the cable is approximately the same throughout the length of the winding. The electric field distribution around the cable in such a winding is shown in FIG. 3, which is a schematic view of the first preferred embodiment of the present invention. In the figure, a cable 38 is wound around a core 32 to form a winding 31. Within the cable 38, an equipotential line 38 is shown. As shown in FIG. 2, the lower part of the winding is at ground potential, and the upper part is connected to a wire terminal. The cross-sectional area of the insulating layer of the cable in the winding changes continuously, as indicated by the equipotential lines 33, mainly so that the electrical stress in the cable is constant through the winding. Compared to the power transformer / inductor shown in FIG. 2, the cooling of the conductor is more effective because the cooling of the conductor can be more easily circulated in the transformer / inductor when the cable insulation is reduced. FIG. 4 shows a schematic view of a power transformer / inductor according to a second preferred embodiment of the present invention. Similar to FIGS. 2 and 3, a cable 48 is wrapped around core 42 to form winding 41. Equipotential lines 43 are shown in the cable 48. Again, the lower part of the winding is at ground potential and the upper part is connected to a wire terminal. In FIG. 4, the windings of the tapered cable are stacked on top of each other. Compared to the windings in FIGS. 2 and 3, the space factor of the windings is thus increased, and the power transformer / inductor can be manufactured more compactly and cheaper. Instead of using a cable in which the winding insulation cross-section varies continuously, the cross-section can be varied stepwise. By connecting two or more cable sections having different but constant insulation cross sections, such a cable is obtained. FIG. 5 shows four cables 50a, 50b, 50c and 50d that can be used in a power transformer / inductor according to the present invention. Cables 50a and 50b are each made up of three cable portions 51a, 52a, 53a and 51b, 52b, 53b. In each connection 54a, 55a and 54b, 55b, the conductive cores 56a, 56b and the first semiconductor layer (not shown) and the second semiconductor layer (not shown) of the adjacent cable portion are connected, respectively. . Cables 50c and 50d are each made from one cable section, and their insulation cross-sections vary continuously along the length of the cable. In cables 50a and 50c, the insulation cross section increases along the length of the cable. Such cables are suitable, for example, for power transformers / inductors where the insulation stress increases along the length of the winding, as in the case of a neutrally grounded Y-connected three-phase transformer. In the cables 50b and 50d, the insulation cross-sectional area is minimum at the center. Such a cable is suitable for a Δ-connected three-phase transformer in which the insulation stress is minimal in the middle through the winding. The number of cable sections in cables 50a and 50b need not be limited to three. By using multiple cable sections of different lengths and insulation cross-sections, it is possible to produce cables whose insulation cross-section varies somewhat continuously. The winding arrangement described above teaches how to apply a tapered cable to a winding to realize a power transformer or inductor according to the present invention. However, tapered cables are applied to single-phase or multi-phase transformers with one or more windings, as well as inductors with or without a core and containing one or more windings It is understood that this is possible without departing from the scope of the invention. It is also understood that within the scope of the present invention, a tapered cable is applicable to a power transformer / inductor with only one winding of the cable.

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Claims (1)

【特許請求の範囲】 1. 発電、送電又は配電システムにおける少なくとも1つの巻き線(31, 41)を備えた電力変圧器又はインダクタにおいて、 前記巻き線の少なくとも一部は、電界抑制手段(38,48)を有する可撓性 導体により作られており、前記可撓性導体の断面積は、前記可撓性導体の少なく とも一部の長さに沿って変化することを特徴とする電力変圧器又はインダクタ。 2. 請求の範囲1に記載の電力変圧器又はインダクタにおいて、 前記可撓性導体は、導体(24)、半導体特性を有する第1の層(25)、前 記第1の層の周囲に備えられた固体絶縁層(26)、及び、半導体特性を有して 前記固体絶縁層の周囲に備えられた第2の層(27)を備えたケーブル(38, 48)により作られていることを特徴とする電力変圧器又はインダクタ。 3. 請求の範囲1又は2に記載の電力変圧器又はインダクタにおいて、 前記可撓性導体又はケーブル(50c,50d)の断面積は、前記可撓性導体 又はケーブルの少なくとも一部の長さに沿って連続的に変化することを特徴とす る電力変圧器又はインダクタ。 4. 請求の範囲1又は2に記載の電力変圧器又はインダクタにおいて、 前記可撓性導体又はケーブル(50a,50b)の断面積は、前記可撓性導体 又はケーブルの少なくとも一部の長さに沿って段階的に変化することを特徴とす る電力変圧器又はインダクタ。 5. 請求の範囲1乃至4のいずれかに記載の電力変圧器又はインダクタにお いて、 前記可撓性導体又はケーブル(38,48)内の電気的ストレスは、前記可撓 性導体又はケーブルの長さを通じてほぼ一定であることを特徴とする電力変圧器 又はインダクタ。 6. 請求の範囲1乃至5のいずれかに記載の電力変圧器において、 前記電力変圧器は、Y接続された3相を備えていることを特徴とする電力変圧器 。 7. 請求の範囲1乃至5のいずれかに記載の電力変圧器において、 前記電力変圧器は、Δ接続された3相を備えていることを特徴とする電力変圧 器。 8. 請求の範囲1乃至6のいずれかに記載の電力変圧器又はインダクタにお いて、 少なくとも1つの巻き線の一端は、接地電位であることを特徴とする電力変圧 器又はインダクタ。[Claims]   1. At least one winding in a power generation, transmission or distribution system (31, 41) in a power transformer or inductor comprising:   At least a part of the winding is flexible with electric field suppressing means (38, 48). The flexible conductor has a cross-sectional area less than that of the flexible conductor. A power transformer or an inductor, both of which vary along a length.   2. A power transformer or an inductor according to claim 1,   The flexible conductor comprises a conductor (24), a first layer having semiconductor properties (25), A solid insulating layer (26) provided around the first layer; A cable (38, comprising a second layer (27) provided around the solid insulation layer; 48) A power transformer or an inductor characterized by being made according to (48).   3. The power transformer or the inductor according to claim 1 or 2,   The cross-sectional area of the flexible conductor or cable (50c, 50d) is Or continuously varying along the length of at least a portion of the cable. Power transformer or inductor.   4. The power transformer or the inductor according to claim 1 or 2,   The cross-sectional area of the flexible conductor or cable (50a, 50b) is Or stepwise along at least a portion of the length of the cable. Power transformer or inductor.   5. The power transformer or the inductor according to any one of claims 1 to 4, And   The electrical stress in the flexible conductor or cable (38, 48) Power transformer characterized by being substantially constant throughout the length of the conductive conductor or cable Or an inductor.   6. The power transformer according to any one of claims 1 to 5, The power transformer comprises three phases connected in a Y-connection. .   7. The power transformer according to any one of claims 1 to 5,   A power transformer, characterized in that the power transformer comprises three phases connected in Δ. vessel.   8. The power transformer or the inductor according to any one of claims 1 to 6, And   A power transformer, characterized in that one end of at least one winding is at ground potential. Vessel or inductor.
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