SE511361C2 - Krafttransformator/reaktor samt förfarande för att anpassa en högspänningskabel - Google Patents

Description

n ...mhvw-ï- lkllmllHv :lnlilll IH Mn www »um mmm .www F âi :ii Ei :ä inzafiïliyfliilï :if '511 361 10 15 20 25 30 35 som primär-, sekundär- och reglerlindning. När det gäller krafttransformatorer är dessa lindningar praktiskt taget alltid koncentriskt anordnade och distribuerade utefter kärnbenens längd.

Ibland förekommer även andra typer av kärnkonstruk- tioner som t.ex. de som ingår i så kallade manteltransfor- matorer eller i ringkärnetransformatorer_ Exempel på kärn- konstruktioner beskrivs bl.a. i DE 40414. Kärnan kan bestå av konventionella magnetiserbara material som den nämnda orienterade plåten, av andra magnetiserbara material som ferriter, amorft material, metalltràdar eller -band. När det gäller reaktorer kan som bekant den magnetiserbara kärnan utgå.

De ovan nämnda lindningarna bildas av en eller flera seriekopplade spolar uppbyggda av ett antal seriekopplade varv. Varven i en enskild spole är normalt sammanförda till en geometrisk sammanhängande enhet, fysiskt avgränsad från de övriga spolarna.

Isolationssystemet dels inom en spole/lindning och dels mellan spolar/lindningar och övriga metalldetaljer är normalt utformat som en fast cellulosa- eller lackbaserad isolation närmast det enskilda ledarelementet samt där utanför av fast cellulosa och flytande, eventuellt också gasformig, isolation. Lindningar med isolation och eventu- ella stagningsdelar representerar på detta sätt stora voly- mer som kommer att utsättas för höga elektriska fältstyrkor som uppträder i och kring de aktiva elektromagnetiska delarna hos transformatorn. För att kunna förutbestämma de dielektriska pàkänningarna som uppstår och uppnå en dimen- sionering med minimal risk för elektriskt genomslag, krävs god kännedom om isolationsmaterialens egenskaper. Det är också viktigt att åstadkomma en sådan omgivande miljö att den inte förändrar eller nedsätter isolationsegenskaperna.

Det i dag förhärskande yttre isolationssystemet för högspända konventionella krafttransformatorer/reaktorer består av cellulosamaterial som den fasta isolationen och transformatorolja som den flytande isolationen. Transfor- matoroljan är baserad på så kallad mineralolja. j! lO 15 20 25 30 35 3 511361 Konventionella isolationssystem kräver förutom en relativt komplicerad uppbyggnad även speciella tillverk- ningsàtgärder för att utnyttja isolationssystemets goda isolationsegenskaper. Systemet skall ha làg fukthalt, den fasta fasen i isolationssystemet skall vara väl impregnerat med den omgivande vätskan, risken för kvarvarande gasfickor i den fasta fasen màste vara minimal. Under tillverkningen genomförs därför en speciell torkprocess pà komplett kärna med lindningar innan nedsättning i làda. Efter nedsättning och förslutning av làdan töms ladan pà all luft i en spe- ciell vakuumbehandling innan páfyllning av olja. En sàdan process utgör en väsentlig del av den totala tillverknings- tiden samtidigt som den kräver omfattande verkstadsresurser.

Dä processen kräver total urpumpning av gas till i det närmaste absolut vakuum, mäste làdan eller den tank som omger transformatorn konstrueras för fullt vakuum, vilket innebär extra àtgáng av material och tillverkningstid.

Vidare kräver montage i fält i sin tur förnyad vakuumbehandling, en process som màste upprepas var gäng transformatorn har öppnats för någon åtgärd eller inspek- tion.

Redogörelse för uppfinningen Krafttransformatorn/reaktorn enligt föreliggande upp- finning innefattar minst en lindning, oftast anordnad(e) runt en magnetiserbar kärna med varierande geometri. För att förenkla den följande redogörelsen talas det nedan företrädesvis om "lindningarna". Lindningarna är uppbyggda av en högspänningskabel med fast isolation. Kabeln bestàr àtminstone av en centralt belägen elektrisk ledare, ett omgivande ledaren anordnat första halvledande skikt, ett omgivande det första halvledande skiktet anordnat fast första isolationsskikt och ett omgivande isolationsskiktet anordnat andra yttre halvledande skikt.

Det andra halvledande skiktet är direkt jordat vid n punkter hos varje lindning, där n är ett heltal och n22, och varvid tvà av nämnda n direktjordade punkter är anord- nade vid eller i närheten av de båda ändarna hos varje Mn M MI i n . .» .un m n|| .min 1 fl ëä ;i1;ä:;;i; inr :vi ÅaÉÉ 511 361 10 15 20 25 30 35 lindning. Den elektriska kontakten är bruten 2(n-l) st gånger i det andra halvledande skiktet. Vid nämnda vartdera brott i det andra halvledande skiktet finns anordnat ett organ innefattande ett andra isolationsskikt och ett tredje halvledande skikt för att minska förstärkningen av elekt- risk fältstyrka vid nämnda brott. De andra halvledande skikten hos olika faser vid nämnda vartdera brott är kors- kopplingsjordade. Dessutom är minst en punkt mellan de båda ändarna indirekt jordad.

Förfarandet för att anpassa en högspänningskabel för lindningar i en krafttransformator/reaktor enligt förelig- gande uppfinning innefattar stegen: - att direkt jorda det andra halvledande skiktet vid n punkter hos varje lindning, där n är ett heltal och n22, och varvid två av nämnda n punkter är anordnade vid eller i närheten av de båda ändarna hos varje lindning; - att mellan varje par direkta jordningspunkter åstadkomma två brott i den elektriska kontakten i det andra halv- ledande skiktet; - att vid nämnda vartdera brott i det andra halvledande skiktet applicera ett organ innefattande ett andra isola- tionsskikt och ett tredje halvledande skikt för att minska förstärkningen av elektrisk fältstyrka vid nämnda brott; - att korskopplingsjorda de andra halvledande skikten hos olika faser vid nämnda vartdera brott; och - att indirekt jorda minst en punkt av det andra halvledan- de skiktet hos varje fas mellan de båda ändarna.

Användning av en sådan kabel innebär att de områden av transformatorn/reaktorn som utsätts för höga elektriska pàkänningar är begränsade till kabelns fasta isolation. Övriga delar av transformatorn/reaktorn utsätts endast för, i högspänningssammanhang, mycket måttliga elektriska fält- styrkor. Dessutom innebär användning av en sådan kabel att flera av de problemområden som har beskrivits under uppfin- ningens bakgrund elimineras. Det behövs således ingen låda för isoler- och kylmedel. Isoleringen i övrigt blir också synnerligen enkel. Konstruktionstiden blir väsentligt 10 15 20 25 30 35 511 561 kortare i jämförelse med den för en konventionell kraft- transformator/reaktor. Lindningarna kan byggas separat och krafttransformatorn/reaktorn kan monteras färdig pà plats.

Användning av en sàdan kabel medför emellertid nya frågeställningar som màste lösas. För att den elekt- riska pàkänningen, som uppstår báde vid normal driftspän- ning och vid transienta förlopp, i huvudsak skall belasta endast kabelns fasta isolation, màste det yttre halvledande skiktet vara direkt jordat i eller i närheten av kabelns bada ändar. Skiktet tillsammans med dessa direkta jord- ningar bildar en sluten krets, i vilken det vid drift indu- ceras en ström. För att den uppkomna resistiva förlusten i skiktet skall vara försumbar màste skiktets resistivitet vara tillräckligt hög.

Förutom denna magnetiskt inducerade ström kommer en kapacitiv ström att flyta i skiktet genom den direkta jordningen i kabelns bàda ändar. Om skiktets resistivitet väljs för hög kommer denna kapacitiva ström att bli så begränsad att potentialen hos delar av skiktet under en period av växelspänningen kan avvika sà mycket fràn jord- potential att andra områden av krafttransformatorn/reaktorn än lindningens fasta isolation utsätts för elektrisk pàkän- ning. Genom att bryta den elektriska kontakten n gánger, där n är ett heltal och n2l, i det andra halvledande skik- tet mellan de bàda ändarna och korskopplingsjorda de andra halvledande skikten hos olika faser vid nämnda vartdera brott elimineras denna ström i det andra halvledande skik- tet och effektförlusterna minskas.

Alla avbrott i det andra, yttre halvledande skiktet pà en högspänningskabel kommer att medföra en ökning av den elektriska fältstyrkan vid kanten av det andra halvledande skiktet vid brottet. Denna ökning av den elektriska fält- styrkan medför en klart ökad risk för eklektiska genomslag.

Genom att ett organ innefattande ett andra isolationsskikt och ett tredje halvledande skikt är anordnat vid varje brott i det andra halvledande skiktet minimeras risken för eklektiskt genomslag. ii U din”. . . -..m .mm .n mm» .m m. ma. ti... ,. t. mi...

I 511 361 lO 15 20 25 30 35 I extrema fall kan lindningarna komma att utsättas för så snabba transienta överspänningar att delar av det yttre halvledande skiktet antar en sàdan potential att andra områden av krafttransformatorn/reaktorn än kabelns isolation utsätts för icke önskvärd elektrisk pàkänning.

För att förhindra att en sàdan situation skall uppstå kan ett antal olinjära element, t.ex. gnistgap, gasdioder, zenerdioder eller varistorer kopplas mellan skiktet och jord för varje fas. Genom att koppla en kondensator mellan det yttre halvledarskiktet och jord kan man ocksà förhindra att någon icke önskvärd elektrisk pàkänning uppstàr. En kondensator ger en reducerad spännningspàkänning även vid 50 Hz. Dessa jordningsprinciper kommer nedan att omtalas som ”indirekt jordning”.

De indirekt jordade punkterna är kopplade till jord via 1, ett olinjärt element, t.ex. ett gnistgap eller en gasdiod, 2, ett olinjärt element parallellt med en kondensator, 3, en kondensator eller en kombination av dessa alternativ.

Uppfinningen kommer nu att förklaras närmare genom efterföljande beskrivning av föredragna utföringsformer av densamma under hänvisning till medföljande ritningar.

Kort beskrivning av ritningarna Figur 1 visar en tvärsnittsvy pà en högspännings- kabel; Figur 2A visar en vy, delvis i snitt, pa en högspän- ningskabel med brott i det andra halvledande skiktet för illustrerande av förstärkningen av det elektriska fältet vid brottets kanter; och Figur ZB visar en perspektivvy pà en del av den i figur ZA visade kabeln; Figur 3 visar en tvärsnittsvy, utmed kabelns längd- axel, pà en högspänningskabel med ett organ för att minska förstärkningen av elektrisk fältstyrka vid brottet; 10 15 20 25 30 35 511 361 Figur 4 visar schematiskt jordningsprincipen för en trefas krafttransformator enligt föreliggande uppfinning; Figur 5 är ett diagram som visar potentialen pà det andra halvledande skiktet gentemot längden hos kabeln; Figurerna 6a resp. 6b visar olika element för att àstadkomma indirekt jordning; och Figur 7 visar ett flödesschema pà förfarandet för anpassande av en högspänningskabel enligt föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av utföringsformer av föreliggande uppfinning I figur l visas en tvärsnittsvy pà en högspännings- kabel 10 vilken traditionellt användes för överföring av elektrisk kraft. Den visade högspänningskabeln 10 kan t.ex. vara en standard PEX-kabel 145 kV men utan mantel och skärm. Högspänningskabeln 10 innefattar en elektrisk ledare, som kan innefatta en eller flera kardeler 12 med cirkulärt tvärsnitt av exempelvis koppar (Cu). Dessa kar- deler 12 är anordnade i mitten av högspänningskabeln 10.

Runt kardelerna 12 finns anordnat ett första halvledande skikt 14. Runt det första halvledande skiktet 14 finns anordnat ett första isolationsskikt 16, t.ex. PEX-isola- tion. Runt det första isolationsskiktet 16 finns anordnat ett andra halvledande skikt 18.

Högspänningskabeln 10 som används vid föreliggande uppfinning är flexibel och böjlig och av det slag som närmare beskrivs i PCT-ansökan SE 97/00874 och SE 97/00875.

Ytterligare beskrivning av kabeln finns i PCT-ansökan SE 97/00901, SE 97/00902 och SE 97/00903.

I figur 1 som visar den detalj av uppfinningen som avser kabeln 10 är de tre skikten 14, 16, 18 utförda sä att de vidhäftar varandra även då kabeln 10 är flexibel och denna egenskap bibehàlles vid kabeln 10 under dess livslängd.

I figur 2A visas en vy, delvis i snitt, pà en hög- spänningskabel med brott i det andra halvledande skiktet för illustrerande av förstärkningen av det elektriska 11ål1 11-1: :ä111|-ih111;i 1111111» nmflwl. 1.1 'Tä *w “ïfi flï :man “IÉ 511 361 lO 15 20 25 30 35 fältet vid brottets kanter. Det i figur 2A visade snittet är utmed högspänningskabelns längdaxel. I fig. 2B visas en perspektivvy pà en del av den i figur 2A visade kabeln. I figur 2A och B har likadana delar som i figur 1 försetts med motsvarande hänvisningsbeteckningar. I figur ZA visas kardelerna 12 endast schematiskt. Sàsom framgår av figur 2A och B har det andra halvledande skiktet 18 borttagits i en ring runt periferin av högspänningskabeln 10 sa att ett spàr 20 bildas. I spàret 20 blottlägges alltsà det första isolationsskiktet 16. Genom att åstadkomma detta brott i den elektriska kontakten i det andra halvledande skiktet 18 mellan tvà jordpunkter kommer ingen ström att flyta och således förekommer inte några värmeförluster p.g.a. induce- rade spänningar. Däremot ger alla avbrott i det andra halv- ledande skiktet 18 upphov till ökning av den elektriska fältstyrkan vid kanten av brottet. Såsom framgàr av figur 2 har de elektriska fältlinjerna utritats (indikeras med hän- visningsbeteckningen 22). Vid kanterna av spåret 20 finns en koncentration av fältlinjer 22 vilket innebär att den elektriska fältstyrkan uppvisar en stor ökning där. Tyvärr medför detta ökad risk för elektriska genomslag vilket man eftersträvar att undvika.

I figur 3 visas en tvärsnittsvy, utmed kabelns längd- axel, på en högspänningskabel med ett organ för att minska förstärkningen av elektrisk fältstyrka vid brottet. Hög- spänningskabeln 10 innefattar pà samma sätt som högspän- ningskabeln enligt figur 1, kardeler 12, ett första halv- ledande skikt 14, ett första isolationsskikt 16 och ett andra halvledande skikt 18. Såsom framgàr av figur 3 har det andra halvledande skiktet 18 borttagits i en ring runt periferin, sà att ett spår 20 bildats, varvid det första isolationsskiktet 16 blottlägges. Sàsom framgàr av figur 3 har spàret 20 nedfasade kanter, dvs. spåret 20 har en större bredd vid de övre kanterna av det andra halvledande skiktet 18 än vid det första isolationsskiktet 16. Spàret 20 kan t.ex. ha raka kanter, även om det är fördelaktigt med nedfasade kanter. I figur 3 har avståndet mellan kan- terna av det andra halvledande skiktet 18 vid det första 10 15 20 25 30 35 9 511 361 isolationsskiktet 16 markerats b. Bredden b hos spåret 20 är företrädesvis 10 mm. Högspänningskabeln 10 innefattar dessutom ett andra isolationsskikt 24 vilket är applicerat på bl a. spåret 20 så att det fyller spåret 20. Skälet till att man har avfasade kanter vid spåret 20 är att man ej vill erhålla hålrum vid kanterna när det andra isolations- spåret 20 med ett isolerande "self- amalgamating" EPDM-tejp som t.ex. Isolertejp IV-tejp®, IA 2332 från ABB Kabeldon. Det andra isolationsskiktet 24 täcker även de avfasade kanterna av det andra halvledande skiktet 24 bildas genom att fylla bl.a. lämpligt isolationsmaterial, t.ex. skiktet 18 samt en del av det andra halvledande skiktet 18 vid sidan av de avfasade kanterna. Högspänningskabeln 10 innefattar dessutom ett tredje halvledande skikt 26, t.ex.

HL-tejp®, IA 2352 vilket appliceras över det andra isola- i form av tejp, exempelvis Halvledartejp, fràn ABB Kabeldon, tionsskiktet 24 på ett sådant sätt att det tredje halv- ledande skiktet 26 lationsskiktets 24 ena kant och har elektrisk kontakt med det andra halvledarskiktet 18. det tredje halvledande skiktet 26 ej det andra isolations- skiktets 24 andra kant, andra isolationsskiktets 24 andra kant. vid sin ena ände täcker det andra iso- Vid sin andra ände täcker utan slutar ett avstånd c från det Det andra isola- tionsskiktet 24 bör ha en minsta tjocklek på 1 mm vid den kant där det tredje halvledande skiktet 26 ej täcker det andra isolationsskiktet 24. Däremot skall det tredje halv- ledande skiktet 26 vid denna sin andra ände sträcka sig det andra halvledarskiktet 18 beläget Avståndet mellan det över (gå omlott med) under det andra isolationsskiktet 24. tredje halvledande skiktets 26 kant och det andra halv- ledande skiktets 18 kant i kabelns 10 längdriktning är d såsom framgår av figur 3. Det tredje halvledande skiktet 26 bör ha en tjocklek pà minst 1 mm.

I figur 4 visas schematiskt jordningsprincipen för en trefas krafttransformator/reaktor enligt föreliggande upp- finning. För att göra figuren tydligare visas lindningarna som utdragna kablar. Dessutom har en eventuell kärna hos trefas-transformatorn utelämnats. Trefas-krafttransforma- 3511561 10 15 20 25 30 35 10 torn 30 innefattar tre st. lindningar l,2,3 representerande de tre olika faserna l,2,3. Varje lindning l,2,3 är utförd med den i figur 1 visade högspänningskabeln 10. Kablarna för de olika faserna betecknas 1O1,103,lO3. Varje högspän- ningskabel 1O¿,1O2,1O3 har det andra halvledande skiktet direkt jordat vid punkterna 32,34, vilka är placerade vid eller i närheten av de bàda ändarna hos varje lindning l,2,3. Generellt är det andra halvledande skiktet 18 direkt jordat vid n punkter hos varje lindning 1,2,3, där n är ett heltal och n22, och varvid tva av nämnda direkt jordade punkter är anordnade vid eller i närheten av de bàda ändar- na hos varje lindning 1,2,3. Denna direkta jordning utföres medelst galvanisk anslutning till jord. Dessutom är den elektriska kontakten i det andra halvledande skiktet 18 bruten tvà gànger 20n,2On,2Ou;2O¿,20æ,2O32per lindning l,2,3. Generellt är den elektriska kontakten i det andra halvledande skiktet 18 bruten 2(n-1) st. gånger per lind- ning 1,2,3. Även om det ej visas i figur 4 finns vid varje sådant brott 20 anordnat ett organ 24,26 innefattande ett andra isolationsskikt 24 och ett tredje halvledande skikt 26 för att minska förstärkningen av elektrisk fältstyrka vid nämnda brott 20. Detta organ 24,26 är det i figur 3 visade. De andra halvledande skikten 18 hos de tre faserna l,2,3 vid nämnda vartdera brott 2On,2021,2Oæ,2Olg,2On,2032 är korskopplingsjordade. Dessutom är de andra halvledande skikten 18 hos de tre faserna l,2,3 indirekt jordade vid tvà punkter 36,38. Generellt kan antalet indirekt jordade punkter variera. I det visade fallet har den indirekta jordningen utförts medelst gnistgap 40. Den indirekta jord- ningen kan utföras pà en mängd andra sätt, se exempelvis det nästsista stycket under rubriken ”Redogörelse för upp- finningen” samt figurerna 6a,6b. Korskopplingsjordningen 42,44 àstadkommes genom att de andra halvledande skikten 18 hos de olika faserna l,2,3 vid nämnda vartdera brott 2O1U 2On,2O31,2Om,2O22,2Oy är förbundna samt indirekt jordade via ett gnistgap 40. Nedan följer en utförligare beskrivning av korskopplingsjordningen. d! 10 15 20 25 30 35 511 361 ll I figur 4 är krafttransformatorn 30 försedd med tvà st. brott 2On,2O12;20Ä,2O¿¿;2Om,2032 per fas 1,2,3, och således tre st. sammanhängande avsnitt 181¿,183,18¿3;182h 18æ,18æJl8n,18@,18æ av det andra halvledande skiktet 18 per fas l,2,3. Vid det första brottet ZOU är det första avsnittet 18n av det andra halvledande skiktet 18 hos den första fasen 1 anslutet till det andra avsnittet 18; hos den andra fasen 2. Dessutom är det första avsnittet l8U hos den första fasen 1 anslutet till de första avsnitten 18¿U 18n hos de övriga faserna 2,3 samt anslutet till indirekt jordning medelst gnistgapet 40. Det första avsnittet l8fl hos den andra fasen 2 är anslutet till det andra avsnittet 183 hos den tredje fasen 3. Dessutom är det andra avsnittet 18m hos den första fasen 1 anslutet till indirekt jordning medelst gnistgapet 40. Motsvarande gäller för korskopp- lingsjordningen vid det andra brottet ZOH och upprepas ej här. Ett annat sätt att beskriva denna korskopplingsjord- ning är att följa anslutningarna fràn en direkt jordnings- punkt till nästa direkta jordningspunkt. Om vi startar vid den direkta jordningspunkten 32 sà följer det första av- snittet 18n hos den första fasen 1, vilket avsnitt 18n är anslutet till det andra avsnittet 18y hos den andra fasen 2, vilket avsnitt 18% är anslutet till det tredje avsnittet 183 hos den tredje fasen 3, som är ansluten till direkt jord vid punkten 34. Pà motsvarande sätt är avsnitten 183- 18¶-l8m anslutna mellan de båda direkta jordningspunkterna 32,34. Pà motsvarande sätt är avsnitten 183-18U-l8g@ an- slutna mellan de bàda direkta jordningspunkterna 32,34.

Däremot följer nedan en generell beskrivning av korskopp- lingsjordning i en krafttransformator/reaktor där man har n st. direkta jordningspunkter per fas.

Antag generellt ett fall där det andra halvledande skiktet 18 är direkt jordat vid n st. punkter hos varje lindning 1,2,3, där n är ett heltal och n22, och varvid tvà av nämnda n direkt jordade punkter är anordnade vid eller i närheten av de bada ändarna hos varje lindning 1,2,3. Detta innebär att den elektriska kontakten är bruten 20 2(n-1) st. gànger i det andra halvledande skiktet 18 mellan de NI *:-:- nxnïw-v- .wm-Hsian .mA-d i .. in m x .i-“aåwwimui . .mun ...nu .. 511 361 10 15 20 25 30 35 12 bada ändarna, eftersom det finns två brott 20 mellan varje par med direkt jordade punkter. Detta innebär att det finns 3(n-1) avsnitt av det andra halvledande skiktet 18 per fas l,2,3, varvid ett avsnitt börjar vid en direkt jordad punkt eller ett brott 20 och slutar vid ett brott 20 eller en direkt jordad punkt.

Vid brott 20 nummer q, där 1$qí2(n-1), hos de olika faserna är avsnitt r, där lírS3(n-1), av det andra halv- ledande skiktet 18 hos en fas anslutet till avsnitt (r+l) av det andra halvledande skiktet 18 hos den konsekutiva fasen. Dessutom är avsnitt r hos den första fasen anslutet till avsnitt r hos de övriga faserna. Avsnitt r hos den sista fasen och avsnitt (r+l) hos den första fasen är anslutna till den indirekta jordningen medelst ett gnistgap 40. Det ovan nämnda gäller ej för r jämnt delbart med 3, undantaget det sista avsnittet, dvs. r=3(n-1) för ett givet Il .

I figur 5 visas ett diagram som visar potentialen på det andra halvledande skiktet 18 utmed längden hos kabeln.

Detta fall avser en krafttransformator med Y-kopplad lind- ning. Dà gäller att spänningen på det andra halvledande skiktet hos kabellindningen minskar linjärt från HV-avslut- ningen till den neutrala punkten under AC-spänning. Låt de direkta jordningspunkterna betecknas A och D, och de tvà punkterna för korskopplingsjordning betecknas B och C.

Beteckna avståndet mellan de direkta jordningspunkterna A och D, som L, avståndet mellan punkterna A och B, som lb avståndet mellan B och C, som lg och avståndet mellan C och D som 13. Om man låter förhållandet mellan avstànden l,l2 och lg vara l1 ledande skiktet vid punkterna B och C ha samma värden, såsom framgår av figur 5, kommer strömmen i det andra halv- ledande skiktet att bli O, vilket innebär att effektförlus- ten i det andra halvledande skiktet kommer att vara negli- gerbar. Avstànden lyda och L beror på dimensionen hos lindningskabeln, samt tjockleken och resistiviteten hos det andra halvledande skiktet. lO 15 20 25 30 35 13 511361 I figurerna 6a resp. 6b visas olika element för att àstadkomma indirekt jordning. I figur 6a sker den indirekta jordningen medelst en krets 50 innefattande ett element 52 med icke-linjär spänning-strömkarakteristik parallell- kopplat med en kondensator 54. I detta fall utgöres elemen- tet 52 med icke-linjär spänning-strömkarakteristik av ett Elementet 52 kan också utgöras av en gasfylld I figur 6b sker den gnistgap 52. diod, en zenerdiod eller en varistor. indirekta jordningen medelst en zenerdiod 56.

I figur 7 visas ett flödesschema pà ett förfarande för att anpassa en högspänningskabel 10 (jämför figur 1) innefattande en elektrisk ledare, ett omgivande ledaren anordnat första halvledande skikt 14, ett omgivande det första halvledande skiktet 14 anordnat första isolations- skikt 16, och ett omgivande det första isolationsskiktet 16 anordnat andra halvledande skikt 18. Förfarandet enligt föreliggande uppfinning innefattar ett antal steg vilka kommer att beskrivas nedan. Flödesschemat startar vid blocket 60. Nästa steg, vid blocket 62, 32,34 det andra halvledande skiktet 18 vid n punkter hos varje lindning l,2,3, där n är ett heltal och n22, och är att direkt jorda varvid tvà av nämnda n punkter är anordnade vid eller i närheten av de båda ändarna hos varje lindning 1,2,3. Där- efter, vid blocket 64, àstadkommes mellan varje par direkta jordningspunkter tva brott 20 i den elektriska kontakten i det andra halvledande skiktet 18. Därefter, vid blocket 66, appliceras vid nämnda vartdera brott 20 i det andra halv- ledande skiktet 18 ett organ 24,26 innefattande ett andra isolationsskikt 24 och ett tredje halvledande skikt 26 för att minska förstärkningen av elektrisk fältstyrka vid nämnda brott 20. Därefter, vid blocket 68, korskopplings- jordas de andra halvledande skikten 18 hos olika faser 1,2,3 vid nämnda vartdera brott 20. Därefter, vid blocket 70, sker indirekt jordning av minst en punkt 36,38 av det andra halvledande skiktet 18 hos varje fas 1,2,3 mellan de Vid blocket 72 avslutas förfarandet. För ytterligare detaljer rörande förfarandet hänvisas till båda ändarna. beskrivningen i samband med figurerna 2-6. :Ä HH | il ...Ah-w .nu ii *511361 i H Det skall påpekas att krafttransformatorn/reaktorn kan vara utformad med en magnetiserbar kärna, samt utformad utan en magnetiserbar kärna.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade 5 utföringsformerna, utan flera variationer är möjliga inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (10)

1. 0 15 20 25 30 35 511361 15 PATENTKRAV 1 Krafttransformator/reaktor innefattande àtminstone en lindning (1,2,3), ningarna (1,2,3) är utförda med en högspänningskabel innefattande en elektrisk ledare, ett omgivande ledaren (14) anordnat första isolations- att lindningen/lind- (10), kännetecknad av anordnat första halvledande skikt ett omgivande det första halvledande skiktet (14) skikt (16) och ett omgivande det första isolationsskiktet (16) anordnat andra halvledande skikt (18), varvid det andra halvledande skiktet (18) är direkt jordat (32,34) n punkter hos varje lindning (1,2,3,), där n är ett heltal och n22, (32,34) av nämnda n direkt jordade punkter är anordnade vid eller i närheten av de bàda ändarna hos varje lindning (1,2,3), varvid den elektriska kontakten är bruten (20) 2(n-1) st. halvledande skiktet (18) mellan de bada ändarna, att det vid nämnda vartdera brott (20) ledande skiktet (18) finns anordnat ett organ (24,26) innefattande ett andra isolationsskikt (24) halvledande skikt (26) för att minska förstärkningen av (20), (l,2,3) (42,44), (36,38) mellan de båda ändarna är vid och varvid två gånger i det andra samt av i det andra halv- och ett tredje elektrisk fältstyrka vid nämnda brott varvid de andra halvledande skikten (18) (20) är korskopplingsjordade av att minst en punkt (40).

2. Krafttransformator/reaktor enligt patentkrav 1, hos olika faser vid nämnda vartdera brott samt indirekt jordade kännetecknad av att den elektriska kontakten i de andra halvledande skikten (18) halvledande skiktet (18) högspänningskabeln (10) ned till det första isolations- skiktet (16) så att spàr (20) ledande skiktet (18) är bildade.

3. Krafttransformator/reaktor enligt patentkrav 2, är bruten genom att det andra är borttaget runt periferin av omgivna av det andra halv- kännetecknad av att det andra isolationsskiktet (24) är anordnat över vartdera spår (20), vilket skikt (24) dess- utom täcker en del av det andra halvledande skiktet (18) pà bàda sidorna av vartdera spàr (20), samt av att det tredje (linan. ...l-n :x W E: ÜÜÜ “ÉllffliillflllÜHVHZI' lïlliiï | 'lläi ”:(1“1*:Ü1: lflv~ (hi mhfflhw Mim.. mmrvfluu. i 1- mig» H-iwàfl» -Wmfl i H ( hu (ml n .fiflh fl (511 361 I 16 lO 15 20 25 30 35 halvledande skiktet (26) är anordnat vid det andra isola- tionsskiktet (24), varvid det tredje halvledande skiktet (26) vid sin ena ände täcker det andra isolationsskiktets (24) ena kant och har elektrisk kontakt med det andra halv- ledande skiktet (18), samt vid sin andra ände ej täcker det andra isolationsskiktets (24) andra kant men sträcker sig över en del av det andra halvledande skiktet (18) beläget under det andra isolationsskiktet (24).

4. Krafttransformator/reaktor enligt patentkrav 3, kännetecknad av att vid nämnda spår (20) är kanterna hos det andra halvledande skiktet (18) avfasade pà ett sådant sätt att spåren (20) har minst bredd vid det första isola- tionsskiktet (16).

5. Krafttransformator/reaktor enligt patentkrav 4, kànnetecknad av att det tredje halvledande skiktet (26) vid den ände som täcker det andra isolationsskiktets (24) ena kant har mekanisk kontakt med det andra halvledande skiktet (18), samt av att det tredje halvledande skiktet (26) vid sin andra ände ej har mekanisk eller elektrisk kontakt med det andra halvledande skiktet (18).

6. Krafttransformator/reaktor enligt nagot av patent- kraven l-5, kännetecknad av att högspänningskabeln (10) är tillverkad med en ledararea som ligger mellan 80 och 3000 Hm? och en yttre kabeldiameter som ligger mellan 20 och 250 mm.

7. Krafttransformator/reaktor enligt något av patent- kraven l-6, kännetecknad av att det finns tvà brott (20) mellan tvà konsekutiva direkta jordningspunkter (32,34).

8. Krafttransformator/reaktor enligt nagot av patent- kraven l-6, kännetecknad av att varje korskopplingsjordning är bildad genom att de andra halvledande skikten (18) hos de olika faserna (l,2,3) vid nämnda vartdera brott (20) är förbundna samt indirekt jordade (40).

9. Krafttransformator/reaktor enligt patentkrav 8, kännetecknad av att det finns 2(n-1) st. brott (20n,20;y 20n,20n;20n,20n) per fas, och således 3(n-1) sammanhängan- de avsnitt av det andra halvledande skiktet (l81¿,l8m,181y l8n,1822,18n;l83,l8n,l8yfl per fas, samt av att vid brott 10 15 20 25 30 35 lv 511 361 (l,2,3) av det andra halvledande där 1SqS2(n-1), hos de olika faserna är avsnitt r, där 1SrS3(n-1), skiktet (18) (1;2;3) av det andra halvledande skiktet (20) nummer q, (r+l) hos den konsekutiva anslutet till avsnitt (18) fasen, samt av att avsnitt r av det andra halvledande skiktet (18) avsnitt r av det andra halvledande skiktet övriga faserna (2,3), halvledande skiktet (18) hos den sista fasen (3) avsnitt (r+l) av det andra halvledande skiktet (18) första fasen (1) är anslutna till den indirekta jordningen hos en fas är anslutet till (18) hos de samt av att avsnitt r av det andra hos den första fasen (1) och hos den (40), varvid det ovan nämnda ej gäller för r jämnt delbart med 3, undantaget det sista avsnittet, dvs. r=3(n-1).

10. Krafttransformator/reaktor enligt nàgot av patent- kraven 1-9, kànnetecknad av att den direkta jordningen (32, 34) utföres medelst galvanisk anslutning till jord. ll Krafttransformator/reaktor enligt nàgot av patent- kraven 1-10, kànnetecknad av att den indirekta jordningen utföres medelst en mellan det andra halvledande skiktet (18) 12 Krafttransformator/reaktor enligt något av patent- och jord ansluten kondensator. kraven 1-10, kànnetecknad av att den indirekta jordningen utföres medelst ett mellan det andra halvledande skiktet (18) och jord anslutet element med icke-linjär spänning- strömkarakteristik. 13 Krafttransformator/reaktor enligt något av patent- kraven 1-10, kännetecknad av att den indirekta jordningen utföres medelst en mellan det andra halvledande skiktet (18) (50) med icke-linjär spänning-strömkarakterstik (54). 14 Krafttransformator/reaktor enligt patentkrav 13, innefattande ett element (52) och jord ansluten krets parallell- kopplat med en kondensator kännetecknad av att de indirekta jordningarna utföres medelst en kombination av alternativen enligt patentkraven 11-13. 15 Krafttransformator/reaktor enligt något av patent- kraven 12-14, (52) linjär spänning-strömkarakteristik kan utgöras av ett kännetecknad av att elementen med icke- Mufl .nillww pl |) ( ||( ( ~" 'u 1:1 “rr :sin wwmzxn w 1l»v|~(~w==|« |(~«-||~ -.-(()( . i: :iïnzr 1* "511 361 10 15 20 25 30 35 18 gnistgap (52), en gasfylld diod, en zenerdiod (56) eller en varistor. 16 Krafttransformator/reaktor enligt nàgot av patent- kraven 1-15, kännetecknad av att krafttransformatorn/ reaktorn innefattar en magnetiserbar kärna. 17 Krafttransformator/reaktor enligt något av patent- kraven 1-15, kännetecknad av att krafttransformatorn/ reaktorn är utformad utan en magnetiserbar kärna. 18 Krafttransformator/reaktor enligt nägot av patentkraven 1-17, kännetecknad av att skikten (14,16,18) är anordnade att vidhäfta varandra även dä kabeln (10) böjes. 19 Förfarande för att anpassa en högspänningskabel (10) för lindningar i en krafttransformator/reaktor, vilken högspänningskabel (10) innefattar en elektrisk ledare, ett omgivande ledaren anordnat första halvledande skikt (14), ett omgivande det första halvledande skiktet (14) anordnat första isolationsskikt (16), och ett omgivande det första isolationsskiktet (16) anordnat andra halvledande skikt (18), vilket förfarande innefattar stegen: - att direkt jorda (32,34) det andra halvledande skiktet (18) vid n punkter hos varje lindning (1,2,3), där n är ett heltal och n22, och varvid två (32,34) av nämnda n punkter är anordnade vid eller i närheten av de båda ändarna hos varje lindning (1,2,3); - att mellan varje par direkta jordningspunkter àstadkomma tva brott (20) i den elektriska kontakten i det andra halvledande skiktet (l8); - att vid nämnda vartdera brott (20) i det andra halv- ledande skiktet (18) applicera ett organ (24,26) innefattande ett andra isolationsskikt (24) och ett tredje halvledande skikt (26) för att minska förstärk- ningen av elektrisk fältstyrka vid nämnda brott (20); - att korskopplingsjorda de andra halvledande skikten (18) hos olika faser (1,2,3) vid nämnda vartdera brott (20); och l 10 15 20 25 30 35 511 361 19 - att indirekt jorda minst en punkt (36,38) av det andra halvledande skiktet (18) hos varje fas mellan de bada ändarna. 20 Förfarande enligt patentkrav 19, kännetecknat av àstadkommes genom att (18) ned till det första isolations- att nämnda vartdera brott (20) borttaga det andra halvledande skiktet runt periferin av högspänningskabeln (10) skiktet (16) sà att spår (20) ledande skiktet (18) bildas. 21 Förfarande enligt patentkrav 20, kännetecknat av omgivna av det andra halv- att steget att applicera nämnda organ (24,26) innefattar stegen: - att över vartdera spår (20) applicera ett andra isola- tionsskikt (24) pà ett sàdant sätt att det dessutom täcker en del av det andra halvledande skiktet (18) pà bàda sidorna av vartdera spår (20); och - att pà det andra isolationsskiktet (24) applicera ett tredje halvledande skikt (26) pà ett sàdant sätt att det tredje halvledande skiktet (26) det andra isolationsskiktets (24) trisk kontakt med det andra halvledande skiktet (18), samt vid sin andra ände ej täcker det andra isolations- vid sin ena ände täcker ena kant och har elek- skiktets (24) andra kant men sträcker sig över en del av det andra halvledande skiktet (18) beläget under det andra isolationsskiktet (24). 22 Förfarande enligt något av patentkraven 19-21, kànnetecknat av att steget att korskopplingsjorda inne- fattar steget: - att förbinda de andra halvledande skikten (18) hos de olika faserna (l,2,3) vid nämnda vartdera brott (20), samt att indirekt jorda desamma. 23 Förfarande enligt patentkrav 22, kànnetecknat av att steget att korskopplingsjorda dessutom innefattar (20i1,20:2í2Û:1/2Û2z;2O31/2032) per fas är 2(n-1) och antalet sammanhängande avsnitt av det andra halvledande skiktet (l8n,l8n,l83; l8fl,l8æ,l82y l8n,l832,l8æ) per fas är 3(n-1): stegen; varvid antalet brott (. ULLm-ïlh) HI mun. ( ll (l hm I) . I f 1 il) .wa u) W M 511361 20 - att, vid brott (20) nummer q, där 1šqS2(n-1), hos de olika faserna (1,2,3), ansluta avsnitt r, där 1Srš3(n-1), av det andra halvledande skiktet (18) hos en fas (1,2,3) till avsnitt (r+1) av det andra halvledande skiktet hos 5 den konsekutiva fasen; - att ansluta avsnitt r av det andra halvledande skiktet (18) hos den första fasen (1) till avsnitt r av det andra halvledande skiktet (18) hos de övriga faserna (2,3); och r av det andra halvledande skiktet (r+1) av det att ansluta avsnitt 10 (18) hos den sista fasen (3) och avsnitt andra halvledande skiktet (18) hos den första fasen (1) till den indirekta jordningen (40), varvid det ovan nämnda ej gäller för avsnitt r, där r är jämnt delbart med 3, undantaget det sista avsnittet, dvs. r=3(n-1). 15 24 Förfarande enligt nàgot av patentkraven 19-23, kännetecknat av att skikten (14,16,18) är anordnade att vidhäfta varandra även dá kabeln (10) böjes.