JP2001518701A - 誘導制御電圧調整器 - Google Patents
誘導制御電圧調整器Info
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Abstract
(57)【要約】
主に高電圧調整のための誘導制御電圧調整器であって、出力電圧（Ｕ）を供給する少なくとも１つの主巻線（３）を有する２つ以上の磁束通路または脚（２）を有する鉄心（１）に基づく磁気回路を含む。さらに、上記電圧調整器は減少透磁率区域（５）を有する少なくとも１つの磁化可能調整脚（４）を含む。この調整脚は可変コンデンサ（８）に接続されている調整巻線（６）によって囲まれている。前記巻線の少なくとも１つまたはそのの一部分が、半導電特性を有する第１の層、固体絶縁層、および半導電特性を有する第２の層とによって少なくとも周囲を囲まれている、少なくとも１つの電流搬送導体を含む高電圧ケーブルで巻かれている。
Description
【０００１】 技術分野 本発明は、誘導制御電圧調整器に関し、特に、請求項１の前文に規定されてい
るような電気変圧器またはリアクトル手段による誘導調整に関する。本発明は、
さらに、請求項１３に規定されているような誘導制御電圧調整器で使用される調
整器巻線と、請求項２１で規定されているような送電線における電圧制御のため
方法またはプラントにおける無効電力制御のための方法に関する。 発明の背景 例えば、「Ｄｒｅｈｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｏｒ ｕｎｄ Ｓｃｈｕｂｔｒａ
ｎｓｆｏｒｍａｔｏｒ，Ｄｉｅ Ｗｅｃｈｓｅｌｓｔｒｏｍｔｅｃｈｎｉｋ Ｂ
ｄ．２，Ｄｉｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｏｒｅｎ」、Ｖｅｒｌａｇ ｖｏｎ
Ｊｕｌｉｕｓ Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，Ｂｅｒｌｉｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ，１９３６，
ｐａｇｅｓ ５８６−５９８においてＩ．Ｌ．ｌａ ＣｏｕｒおよびＫ．Ｆａｙ
ｅ−Ｈａｎｓｅｎによる文献に記載されているように、より低い電圧範囲用の従
来の誘導制御電圧調整器は、互いに回転する、または互いにずらされたコイルを
有する誘導子を使用することによって構成されている。この解決策は機械的移動
も含む。さらに、そうした誘導制御は、高電圧の場合には妥当なコストで実現す
ることは不可能である。絶縁体の構造が厳しい設計上の制限となる。
るような電気変圧器またはリアクトル手段による誘導調整に関する。本発明は、
さらに、請求項１３に規定されているような誘導制御電圧調整器で使用される調
整器巻線と、請求項２１で規定されているような送電線における電圧制御のため
方法またはプラントにおける無効電力制御のための方法に関する。 発明の背景 例えば、「Ｄｒｅｈｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｏｒ ｕｎｄ Ｓｃｈｕｂｔｒａ
ｎｓｆｏｒｍａｔｏｒ，Ｄｉｅ Ｗｅｃｈｓｅｌｓｔｒｏｍｔｅｃｈｎｉｋ Ｂ
ｄ．２，Ｄｉｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｏｒｅｎ」、Ｖｅｒｌａｇ ｖｏｎ
Ｊｕｌｉｕｓ Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，Ｂｅｒｌｉｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ，１９３６，
ｐａｇｅｓ ５８６−５９８においてＩ．Ｌ．ｌａ ＣｏｕｒおよびＫ．Ｆａｙ
ｅ−Ｈａｎｓｅｎによる文献に記載されているように、より低い電圧範囲用の従
来の誘導制御電圧調整器は、互いに回転する、または互いにずらされたコイルを
有する誘導子を使用することによって構成されている。この解決策は機械的移動
も含む。さらに、そうした誘導制御は、高電圧の場合には妥当なコストで実現す
ることは不可能である。絶縁体の構造が厳しい設計上の制限となる。
【０００２】 別の手法がＵＳ−Ａ−４，２０６，４３４号から公知であり、この特許では誘
導制御電圧調整器の各々の脚間の磁束が可変直流磁化によって再配分されると記
載されている。この目的のために可変直流源が必要とされている。 従って、殆どの場合には、高電圧の制御は変圧器鉄心の１つ以上の脚の上に巻
き付けられた１つ以上の巻線を含む電気変圧器によって実現される。この巻線は
、変圧器から様々な電圧レベルを供給することを可能にするためのタップを含む
。上記のような、そして電圧幹線で用いられる電源変圧器と配電変圧器は電圧調
整のためのタップ切換器を含む。こうしたタップ切換器は、機械的摩耗と、接点
間の放電による電気物理的腐食とを被る。また階段状に調整が行われることが可
能であるにすぎない。従って、個々のタップとの接続のために、階段状の電圧調
整と可動接点とが必要とされる。高電圧制御のための可動手段を含むことと、無
段の連続的な電圧供給を得るのができないことが不利であるかも知れない。 発明の概要 従来技術の電圧調整の欠点が本発明による誘導制御電圧調整器によって回避さ
れる。本発明の特有の特徴は、電圧調整器の磁気回路が、減少透磁率区域を有す
る少なくとも１つの磁化可能調整脚を含むことと、少なくとも１つの別の巻線が
上記調整脚の周囲に巻き付けられており、かつ、上記別の巻線が可変コンデンサ
に接続されていることとにある。
導制御電圧調整器の各々の脚間の磁束が可変直流磁化によって再配分されると記
載されている。この目的のために可変直流源が必要とされている。 従って、殆どの場合には、高電圧の制御は変圧器鉄心の１つ以上の脚の上に巻
き付けられた１つ以上の巻線を含む電気変圧器によって実現される。この巻線は
、変圧器から様々な電圧レベルを供給することを可能にするためのタップを含む
。上記のような、そして電圧幹線で用いられる電源変圧器と配電変圧器は電圧調
整のためのタップ切換器を含む。こうしたタップ切換器は、機械的摩耗と、接点
間の放電による電気物理的腐食とを被る。また階段状に調整が行われることが可
能であるにすぎない。従って、個々のタップとの接続のために、階段状の電圧調
整と可動接点とが必要とされる。高電圧制御のための可動手段を含むことと、無
段の連続的な電圧供給を得るのができないことが不利であるかも知れない。 発明の概要 従来技術の電圧調整の欠点が本発明による誘導制御電圧調整器によって回避さ
れる。本発明の特有の特徴は、電圧調整器の磁気回路が、減少透磁率区域を有す
る少なくとも１つの磁化可能調整脚を含むことと、少なくとも１つの別の巻線が
上記調整脚の周囲に巻き付けられており、かつ、上記別の巻線が可変コンデンサ
に接続されていることとにある。
【０００３】 こうした高電圧、すなわち、３６ｋＶから８００ｋＶの電圧調整を得ることを
可能にするための重要な条件は、上記巻線の少なくとも１つまたはその一部分が
、変圧器又はリアクトルにおいて、少なくとも１つの導体、半導電特性を有する
第１の層、固体絶縁層、および半導電特性を有する第２の層とを含む高電圧ケー
ブルで構成されていることである。従って、変圧器／リアクトルは、いわゆる「
乾式」タイプである。このように設計された高電圧ケーブルの使用が、ケーブル
絶縁体の内側に電界を「捕獲」することを可能にする。このことは、高電圧用途
のための誘導制御電圧調整器を設計することが可能であることを意味する。
可能にするための重要な条件は、上記巻線の少なくとも１つまたはその一部分が
、変圧器又はリアクトルにおいて、少なくとも１つの導体、半導電特性を有する
第１の層、固体絶縁層、および半導電特性を有する第２の層とを含む高電圧ケー
ブルで構成されていることである。従って、変圧器／リアクトルは、いわゆる「
乾式」タイプである。このように設計された高電圧ケーブルの使用が、ケーブル
絶縁体の内側に電界を「捕獲」することを可能にする。このことは、高電圧用途
のための誘導制御電圧調整器を設計することが可能であることを意味する。
【０００４】 さらに別の利点は、そのケーブルが曲げられる時でも上記の各層が互いに接着
するように構成されていることである。これによって、そのケーブルの使用寿命
全体にわたって各層の相互間での良好な接触が実現される。 磁束を横切る減少透磁率区域を有する磁気回路の少なくとも１つの磁束通路（
「脚」とも呼ばれる）上に、可変静電容量が装荷されている少なくとも１つの巻
線を配置することにより、上記静電容量を変化させることによってこの脚の磁気
抵抗（ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ）を変化させることができる。これは、磁気回路の
個々の脚の間の磁束の再配分のために使用することができる。従って、これらの
脚の周囲を囲む巻線の誘導電圧と、上記巻線のインダクタンスとが変化させられ
る。変圧器／リアクトルのタイプ、位相の数等に応じて、この原理を様々な幾何
学的構成で使用することができる。
するように構成されていることである。これによって、そのケーブルの使用寿命
全体にわたって各層の相互間での良好な接触が実現される。 磁束を横切る減少透磁率区域を有する磁気回路の少なくとも１つの磁束通路（
「脚」とも呼ばれる）上に、可変静電容量が装荷されている少なくとも１つの巻
線を配置することにより、上記静電容量を変化させることによってこの脚の磁気
抵抗（ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ）を変化させることができる。これは、磁気回路の
個々の脚の間の磁束の再配分のために使用することができる。従って、これらの
脚の周囲を囲む巻線の誘導電圧と、上記巻線のインダクタンスとが変化させられ
る。変圧器／リアクトルのタイプ、位相の数等に応じて、この原理を様々な幾何
学的構成で使用することができる。
【０００５】 静電容量が装荷されている巻線の負の磁気抵抗の背後の理論は、主として次に
示す理想化された等式によって与えられる。静電容量が装荷されている巻線が負
の磁気抵抗Ｒｃ＝−ｎ2 ｗ2 Ｃを形成する。巻線の巻回数ｎとコンデンサ静電容
量Ｃの調整とが、正の磁気抵抗ＲL ＝ｌ／Ａｍ1 ｍ0 の随意の部分に対応するよ
うに選択でき、前式中で、 ｌが磁束通路の長さであり、 Ａが磁気コアの断面積であり、 ｍ1 が磁束通路の透磁率であり、 ｍ0 が空気の透磁率である。
示す理想化された等式によって与えられる。静電容量が装荷されている巻線が負
の磁気抵抗Ｒｃ＝−ｎ2 ｗ2 Ｃを形成する。巻線の巻回数ｎとコンデンサ静電容
量Ｃの調整とが、正の磁気抵抗ＲL ＝ｌ／Ａｍ1 ｍ0 の随意の部分に対応するよ
うに選択でき、前式中で、 ｌが磁束通路の長さであり、 Ａが磁気コアの断面積であり、 ｍ1 が磁束通路の透磁率であり、 ｍ0 が空気の透磁率である。
【０００６】 磁気コアの個々の脚の上への磁束Ｆの配分と、従って、これらの脚の上に巻き
付けられている巻線の電圧とが、静電容量Ｃの関数として変化することが可能で
ある。 使用される静電容量の調整のタイプに応じて、電圧／インダクタンス調整がそ
の回路の中に切り換えられる個々の静電容量に対応して連続的であるか、または
小さな段階の形にされる。巻回数と静電容量と磁気抵抗との間の関係のために、
可変静電容量のどの実現が最も実際的であるかに応じて、低電圧と組み合わされ
た小数の巻回数、高電圧と組み合わされた高電流と大きな静電容量または多数の
巻回数、低電流と小さな静電容量を選択することができる。さらに詳細に後述す
るケーブルのコンセプトを使用することによって、巻線が無電位なので、コンデ
ンサが変圧器／リアクトルハウジングの中に一体化されることが可能である。 発明の詳細な説明 以下では、幾つかの好ましい実施形態に関して本発明が詳細に説明され、本発
明の原理が添付図面に示されている。個々の図面で使用される同じ参照番号が、
対応する機能を有する類似のまたは他の装置を示している。図１から図３は、本
発明にとって重要である電圧調整器の一部分だけを示している。
付けられている巻線の電圧とが、静電容量Ｃの関数として変化することが可能で
ある。 使用される静電容量の調整のタイプに応じて、電圧／インダクタンス調整がそ
の回路の中に切り換えられる個々の静電容量に対応して連続的であるか、または
小さな段階の形にされる。巻回数と静電容量と磁気抵抗との間の関係のために、
可変静電容量のどの実現が最も実際的であるかに応じて、低電圧と組み合わされ
た小数の巻回数、高電圧と組み合わされた高電流と大きな静電容量または多数の
巻回数、低電流と小さな静電容量を選択することができる。さらに詳細に後述す
るケーブルのコンセプトを使用することによって、巻線が無電位なので、コンデ
ンサが変圧器／リアクトルハウジングの中に一体化されることが可能である。 発明の詳細な説明 以下では、幾つかの好ましい実施形態に関して本発明が詳細に説明され、本発
明の原理が添付図面に示されている。個々の図面で使用される同じ参照番号が、
対応する機能を有する類似のまたは他の装置を示している。図１から図３は、本
発明にとって重要である電圧調整器の一部分だけを示している。
【０００７】 添付図面は、本発明による単相電圧調整器を示しているが、当業者は本発明の
原理が２相以上の多相の用途にも使用可能であることを十分に理解するであろう
。 図１は、変圧器またはリアクトルの磁気回路内に含まれている磁気鉄板パッケ
ージの形態であることが一般である変圧器またはリアクトルコアの一部分を示す
。この磁気回路が２つ以上の主磁束通路２（又は以下の説明では「脚」と呼ぶ）
を含む。主巻線３を有する主脚２の一方が図１に示されている。主脚２と平行に
、減少透磁率区域５を含む磁化可能な調整器脚４が示されている。区域５は、エ
アギャップ、複数のギャップ、コア内の空洞、もしくはコア材料の透磁率よりも
低い透磁率ｍ1 を有する固体材料インサートであってもよく、または、例えばＵ
Ｓ−Ａ−４，０４７，１３８に開示されているような他の任意の適切な手段によ
って得ることができる。
原理が２相以上の多相の用途にも使用可能であることを十分に理解するであろう
。 図１は、変圧器またはリアクトルの磁気回路内に含まれている磁気鉄板パッケ
ージの形態であることが一般である変圧器またはリアクトルコアの一部分を示す
。この磁気回路が２つ以上の主磁束通路２（又は以下の説明では「脚」と呼ぶ）
を含む。主巻線３を有する主脚２の一方が図１に示されている。主脚２と平行に
、減少透磁率区域５を含む磁化可能な調整器脚４が示されている。区域５は、エ
アギャップ、複数のギャップ、コア内の空洞、もしくはコア材料の透磁率よりも
低い透磁率ｍ1 を有する固体材料インサートであってもよく、または、例えばＵ
Ｓ−Ａ−４，０４７，１３８に開示されているような他の任意の適切な手段によ
って得ることができる。
【０００８】 調整器脚４がさらに別の巻線６（以下調整巻線とも呼ぶ）によって囲まれてお
り、この巻線の導線７が可変コンデンサ８に接続されている。 静電容量が装荷された巻線の負の磁気抵抗の背後の理論によって、上記のよう
に、コンデンサ８の静電容量を変化させることによって、主巻線３の出力電圧Ｕ
を制御または調整することができる。
り、この巻線の導線７が可変コンデンサ８に接続されている。 静電容量が装荷された巻線の負の磁気抵抗の背後の理論によって、上記のよう
に、コンデンサ８の静電容量を変化させることによって、主巻線３の出力電圧Ｕ
を制御または調整することができる。
【０００９】 本発明によるこうした誘導制御電圧調整器の別の実施形態が図２に示されてい
る。この場合には、主巻線３を有する主脚２が主巻線３の下方（下流）において
２つの副脚２Ａ、２Ｂに分割されている。この副脚の一方、すなわち、副脚２Ａ
が図１を参照して上記で説明した調整器脚４に相当する。従って、副脚２Ａが減
少透磁率区域５と可変コンデンサ８に接続されている調整器巻線６とを含む。
る。この場合には、主巻線３を有する主脚２が主巻線３の下方（下流）において
２つの副脚２Ａ、２Ｂに分割されている。この副脚の一方、すなわち、副脚２Ａ
が図１を参照して上記で説明した調整器脚４に相当する。従って、副脚２Ａが減
少透磁率区域５と可変コンデンサ８に接続されている調整器巻線６とを含む。
【００１０】 主巻線３からの出力電圧Ｕが、主巻線３に直列に接続されている２つの副巻線
３Ａ、３Ｂを通して供給される。副巻線３Ａ、３Ｂは副脚２Ａ、２Ｂの各々によ
って保持されている。副巻線３Ａ、３Ｂは互いに反対向きに巻かれている。従っ
て、副巻線３Ａ、３Ｂは、磁束がその副巻線の一方から生じて他方の副巻線に入
る時、副巻線３Ａ、３Ｂ中の電圧が主巻線３と同じ符号を得るように巻かれてい
る。従って、電圧調整範囲が２倍になる。
３Ａ、３Ｂを通して供給される。副巻線３Ａ、３Ｂは副脚２Ａ、２Ｂの各々によ
って保持されている。副巻線３Ａ、３Ｂは互いに反対向きに巻かれている。従っ
て、副巻線３Ａ、３Ｂは、磁束がその副巻線の一方から生じて他方の副巻線に入
る時、副巻線３Ａ、３Ｂ中の電圧が主巻線３と同じ符号を得るように巻かれてい
る。従って、電圧調整範囲が２倍になる。
【００１１】 図３は、図２に関して上述した実施形態を変形した実施形態を示す。従って、
図３の場合には副脚２Ａ、２Ｂの両方が、減少透磁率区域５Ａ、５Ｂと、別々の
可変コンデンサ８Ａ、８Ｂに各々が接続されている調整巻線６Ａ、６Ｂとを含む
。２つの調整脚を有することによって調整範囲を増大させることが可能である。 高電圧すなわち３６ｋＶから８００ｋＶの範囲内の調整を得ることを可能にす
るために、巻線３、３Ａ、３Ｂ、６、６Ａ、６Ｂの少なくとも１つ、またはその
いずれかの一部分が、例として図４に示されているタイプの高電圧ケーブル６１
を使用することによって巻かれている。
図３の場合には副脚２Ａ、２Ｂの両方が、減少透磁率区域５Ａ、５Ｂと、別々の
可変コンデンサ８Ａ、８Ｂに各々が接続されている調整巻線６Ａ、６Ｂとを含む
。２つの調整脚を有することによって調整範囲を増大させることが可能である。 高電圧すなわち３６ｋＶから８００ｋＶの範囲内の調整を得ることを可能にす
るために、巻線３、３Ａ、３Ｂ、６、６Ａ、６Ｂの少なくとも１つ、またはその
いずれかの一部分が、例として図４に示されているタイプの高電圧ケーブル６１
を使用することによって巻かれている。
【００１２】 本発明で使用されるケーブルは可撓性であり、ＷＯ ９７／４５９１９および
ＷＯ ９７／４５８４７にさらに詳細に説明されている種類のケーブルである。
当該ケーブルの追加の説明を、ＷＯ ９７／４５９１８、ＷＯ ９７／４５９３
０、ＷＯ ９７／４５９３１に見い出すことが可能である。 従って、本発明による構成では、巻線がＸＬＰＥケーブル、またはＥＰＲ絶縁
体を伴うケーブルのような、配電用に現在使用されているタイプの固体押出成形
絶縁体を含むケーブルに相当するタイプであることが好ましい。こうしたケーブ
ルは１つ以上の素線部分で構成されている内側導体と、この導体を取り囲む内側
半導電層と、これを取り囲む固体絶縁層と、この絶縁層を取り囲む外側半導電層
とを含む。こうしたケーブルは可撓性であり、本発明による構成のための技術が
アセンブリ中に曲げられるケーブルにより巻線が形成されている巻線システムに
基本的に基づいているので、本発明においてはケーブルが可撓性であることは重
要な特性である。ＸＬＰＥケーブルの可撓性は、一般的に直径３０ｍｍのケーブ
ルの場合に約２０ｃｍの曲率半径に相当し、直径８０ｍｍのケーブルの場合に約
６５ｃｍの曲率半径に相当する。この用途において「可撓性である」との用語は
、ケーブル直径の約４倍の曲率半径にまで、好ましくはケーブル直径の約８倍か
ら１２倍の曲率半径にまで湾曲することが可能であるということを意味する。
ＷＯ ９７／４５８４７にさらに詳細に説明されている種類のケーブルである。
当該ケーブルの追加の説明を、ＷＯ ９７／４５９１８、ＷＯ ９７／４５９３
０、ＷＯ ９７／４５９３１に見い出すことが可能である。 従って、本発明による構成では、巻線がＸＬＰＥケーブル、またはＥＰＲ絶縁
体を伴うケーブルのような、配電用に現在使用されているタイプの固体押出成形
絶縁体を含むケーブルに相当するタイプであることが好ましい。こうしたケーブ
ルは１つ以上の素線部分で構成されている内側導体と、この導体を取り囲む内側
半導電層と、これを取り囲む固体絶縁層と、この絶縁層を取り囲む外側半導電層
とを含む。こうしたケーブルは可撓性であり、本発明による構成のための技術が
アセンブリ中に曲げられるケーブルにより巻線が形成されている巻線システムに
基本的に基づいているので、本発明においてはケーブルが可撓性であることは重
要な特性である。ＸＬＰＥケーブルの可撓性は、一般的に直径３０ｍｍのケーブ
ルの場合に約２０ｃｍの曲率半径に相当し、直径８０ｍｍのケーブルの場合に約
６５ｃｍの曲率半径に相当する。この用途において「可撓性である」との用語は
、ケーブル直径の約４倍の曲率半径にまで、好ましくはケーブル直径の約８倍か
ら１２倍の曲率半径にまで湾曲することが可能であるということを意味する。
【００１３】 巻線が曲げられる時と動作中に熱ストレスまたは機械的ストレスを被る時でも
、その巻線がその諸特性を保持するように構成されなければならない。この理由
から上記の各層が互いに対する接着状態を維持することが特に重要である。この
場合には、上記各層の材料特性が極めて重要であり、特に、各層の弾性と相対的
な熱膨張率とが特に重要である。例えば、ＸＬＰＥケーブルの場合には、絶縁層
が架橋低密度ポリエチレンから成り、かつ、半導電層がすすと金属粒子とが混入
されているポリエチレンから成る。温度変動の結果としての体積変化がケーブル
の半径変化として完全に吸収され、さらにこれらの材料の弾性に関して各層の相
互間の熱膨張率の差が比較的わずかなので、半径方向の膨張が各層の間の接着が
失われることなしに生じることが可能である。
、その巻線がその諸特性を保持するように構成されなければならない。この理由
から上記の各層が互いに対する接着状態を維持することが特に重要である。この
場合には、上記各層の材料特性が極めて重要であり、特に、各層の弾性と相対的
な熱膨張率とが特に重要である。例えば、ＸＬＰＥケーブルの場合には、絶縁層
が架橋低密度ポリエチレンから成り、かつ、半導電層がすすと金属粒子とが混入
されているポリエチレンから成る。温度変動の結果としての体積変化がケーブル
の半径変化として完全に吸収され、さらにこれらの材料の弾性に関して各層の相
互間の熱膨張率の差が比較的わずかなので、半径方向の膨張が各層の間の接着が
失われることなしに生じることが可能である。
【００１４】 上記の材料の組合せは単なる一例と見なされるべきである。当然のことながら
、上記の諸条件と半導体であるという条件、すなわち、１０-1−１０6 Ωｃｍの
範囲の抵抗率例えば１−５００Ωｃｍまたは１０−２００Ωｃｍを持つという条
件とを満たす他の組合せも本発明の範囲内に含まれる。 上記絶縁層が、例えば低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン
（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン（ＰＢ）、ポリメチルペ
ンテン（「ＴＰＸ」）のような固体熱可塑性材料や、架橋ポリエチレン（ＸＬＰ
Ｅ）のような架橋材料や、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）またはシリコンゴ
ムのようなゴムから成ってもよい。
、上記の諸条件と半導体であるという条件、すなわち、１０-1−１０6 Ωｃｍの
範囲の抵抗率例えば１−５００Ωｃｍまたは１０−２００Ωｃｍを持つという条
件とを満たす他の組合せも本発明の範囲内に含まれる。 上記絶縁層が、例えば低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン
（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン（ＰＢ）、ポリメチルペ
ンテン（「ＴＰＸ」）のような固体熱可塑性材料や、架橋ポリエチレン（ＸＬＰ
Ｅ）のような架橋材料や、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）またはシリコンゴ
ムのようなゴムから成ってもよい。
【００１５】 内側および外側半導電層が、すすまたは金属粉末のような導電材料粒子が混入
されていることを除いて上記材料と同じ基礎材料であってよい。 すすまたは金属粉末が混入されているか否かということによってこれらの材料
の機械的特性、特にその熱膨張率が受ける影響は、少なくとも本発明において必
要とされる導電性を実現するために必要とされるすすまたは金属粉末の割合では
比較的わずかであるにすぎない。従って、上記絶縁層と半導電層とが、概ね同一
の熱膨張率を有する。
されていることを除いて上記材料と同じ基礎材料であってよい。 すすまたは金属粉末が混入されているか否かということによってこれらの材料
の機械的特性、特にその熱膨張率が受ける影響は、少なくとも本発明において必
要とされる導電性を実現するために必要とされるすすまたは金属粉末の割合では
比較的わずかであるにすぎない。従って、上記絶縁層と半導電層とが、概ね同一
の熱膨張率を有する。
【００１６】 エチレン−酢酸ビニルコポリマー／ニトリルゴム（ＥＶＡ／ＮＢＲ）、ブチル
グラフトポリエチレン、エチレン−アクリル酸ブチルコポリマー（ＥＢＡ）、お
よび、エチレン−アクリル酸エチルコポリマー（ＥＥＡ）も、上記半導電層に適
したポリマーを構成することが可能である。 上記各層の基礎材料として異なったタイプの材料が使用される時には、それら
の材料の熱膨張率が概ね同一であることが望ましい。これは、上記材料の組合せ
にも当てはまる。
グラフトポリエチレン、エチレン−アクリル酸ブチルコポリマー（ＥＢＡ）、お
よび、エチレン−アクリル酸エチルコポリマー（ＥＥＡ）も、上記半導電層に適
したポリマーを構成することが可能である。 上記各層の基礎材料として異なったタイプの材料が使用される時には、それら
の材料の熱膨張率が概ね同一であることが望ましい。これは、上記材料の組合せ
にも当てはまる。
【００１７】 上記材料は比較的大きい弾性を有し、Ｅ＜５００ＭＰａ、好ましくはＥ＜２０
０ＭＰａである弾性率Ｅを有する。この弾性は上記各層の材料の熱膨張率の間の
わずかな相違が半径方向の弾性において吸収されるのに十分な大きさであり、従
って亀裂や他の損傷が出現することがなく、かつ各層が互いに分離させられるこ
とがない。各層の材料が弾性であり、各層の間の接着が少なくとも各層の材料の
中の最も脆弱な材料の場合と同じ大きさである。
０ＭＰａである弾性率Ｅを有する。この弾性は上記各層の材料の熱膨張率の間の
わずかな相違が半径方向の弾性において吸収されるのに十分な大きさであり、従
って亀裂や他の損傷が出現することがなく、かつ各層が互いに分離させられるこ
とがない。各層の材料が弾性であり、各層の間の接着が少なくとも各層の材料の
中の最も脆弱な材料の場合と同じ大きさである。
【００１８】 ２つの半導電層の導電性は、各層に沿った電位を実質的に等化するのに十分な
大きさである。外側半導電層の導電性は、ケーブル内に電界を閉じ込めるのに十
分なだけ高いと同時に、その層の縦方向に誘導される電流に起因する大きな損失
を生じさせることがないように十分に低い。 従って、２つの半導電層の各々が実質的に１つの等電位表面を構成し、それら
の間に電界を実質的に閉じ込めることになる。
大きさである。外側半導電層の導電性は、ケーブル内に電界を閉じ込めるのに十
分なだけ高いと同時に、その層の縦方向に誘導される電流に起因する大きな損失
を生じさせることがないように十分に低い。 従って、２つの半導電層の各々が実質的に１つの等電位表面を構成し、それら
の間に電界を実質的に閉じ込めることになる。
【００１９】 当然のことながら、上記絶縁層内に１つ以上の追加の半導電層が配置されるこ
とを妨げるものは何もない。 こうした高電圧ケーブル６１は１つ以上の導電体６３１を含んでもよい。図４
に示されているケーブルの実施形態は絶縁体を含み、導体６３１が半導電特性を
有する第１の層６３２に直接接続されている。一方、第１の層６３２は固体絶縁
層６３３によって取り囲まれており、この固体絶縁層６３３は、半導電特性を有
する第２の層６３４によって取り囲まれている。
とを妨げるものは何もない。 こうした高電圧ケーブル６１は１つ以上の導電体６３１を含んでもよい。図４
に示されているケーブルの実施形態は絶縁体を含み、導体６３１が半導電特性を
有する第１の層６３２に直接接続されている。一方、第１の層６３２は固体絶縁
層６３３によって取り囲まれており、この固体絶縁層６３３は、半導電特性を有
する第２の層６３４によって取り囲まれている。
【００２０】 上記ケーブルに関連する本発明の詳細を示す図４では、３つの層６３２、６３
３、６３４が、ケーブルが曲げられる時でも互いに接着するように配置されてい
る。図に示されているケーブルは可撓性であり、この特性がケーブル使用寿命全
体にわたって維持される。 層６３２、６３３、６３４が、同一の熱膨張率を有する同一のプラスチック材
料または別の材料で形成されることが好ましい。それによって、巻線における熱
運動時に欠陥や亀裂等が回避されるという重要な利点が得られる。２つの半導電
層６３２、６３４のプラスチック材料が、それに付加されている導電性材料を有
する。
３、６３４が、ケーブルが曲げられる時でも互いに接着するように配置されてい
る。図に示されているケーブルは可撓性であり、この特性がケーブル使用寿命全
体にわたって維持される。 層６３２、６３３、６３４が、同一の熱膨張率を有する同一のプラスチック材
料または別の材料で形成されることが好ましい。それによって、巻線における熱
運動時に欠陥や亀裂等が回避されるという重要な利点が得られる。２つの半導電
層６３２、６３４のプラスチック材料が、それに付加されている導電性材料を有
する。
【００２１】 上記では本発明を単相の変圧器／リアクトルとの関連で説明したが、様々な用
途が本発明の範囲に含まれるということが当業者には明らかである。従って、例
えば、本発明を単相の誘導制御電圧調整器に適用することが可能である。さらに
、オンロードタップ切換器(on-load-tap-changer) 装置、すなわち、変圧器内に
一体化された単相誘導制御電圧調整器に適用可能である。さらに、多相誘導制御
電圧調整器を個別位相制御と共通位相制御とを伴う形で実現することが可能であ
る。従って、本発明は２つ以上の位相を有するこうした装置に適用することがで
きる。こうした多相変圧器では、各々の位相に、別々の調整脚４または脚２Ａ、
２Ｂを備えることができる。そうすることによって、各々の位相が互いに独立し
た調整を有することができ、または調整巻線６、６Ａおよび／または６Ｂが、共
同制御を有するように接続することができる。
途が本発明の範囲に含まれるということが当業者には明らかである。従って、例
えば、本発明を単相の誘導制御電圧調整器に適用することが可能である。さらに
、オンロードタップ切換器(on-load-tap-changer) 装置、すなわち、変圧器内に
一体化された単相誘導制御電圧調整器に適用可能である。さらに、多相誘導制御
電圧調整器を個別位相制御と共通位相制御とを伴う形で実現することが可能であ
る。従って、本発明は２つ以上の位相を有するこうした装置に適用することがで
きる。こうした多相変圧器では、各々の位相に、別々の調整脚４または脚２Ａ、
２Ｂを備えることができる。そうすることによって、各々の位相が互いに独立し
た調整を有することができ、または調整巻線６、６Ａおよび／または６Ｂが、共
同制御を有するように接続することができる。
【００２２】 本発明の考えは、同様に単巻変圧器とブースタ変圧器とに適用することができ
る。
る。
【図１】 ２つの脚とエアギャップと調整巻線とを有する本発明による変圧器コアの一部
分の原理図である。
分の原理図である。
【図２】 主脚の一方が２つの副脚に分割され、その副脚の一方がエアギャップと調整巻
線とを含む、本発明による変圧器コアの一部分の原理図である。
線とを含む、本発明による変圧器コアの一部分の原理図である。
【図３】 前記２つの副脚の両方がエアギャップと調整巻線とを含む、図２に示されてい
る変圧器コア部分の変形例である。
る変圧器コア部分の変形例である。
【図４】 本発明による調整巻線で使用される高電圧ケーブルの断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 レイヨン，マッツ スウェーデン国，エス−723 35 ベース テロース，ヒュブラルガタン ５
Claims (24)
- 【請求項１】 ２つ以上の主磁束通路または主脚（２）を有する磁化可能な
コア（１）を含む磁気回路を有し、かつ前記主脚の少なくとも１つが主巻線（３
）によって囲まれている誘導制御電圧調整器、特に変圧器またはリアクトル手段
において、前記調整器が、少なくとも１つの磁化可能調整脚（４、２Ａ、２Ｂ）
が減少透磁率区域（５、５Ａ、５Ｂ）を有し、少なくとも１つの別の巻線（６、
６Ａ、６Ｂ）が前記調整脚の周囲に巻き付けられており、かつ前記別の巻線が可
変コンデンサ（８、８Ａ、８Ｂ）に接続されており、前記主巻線（３）の少なく
とも１つの巻回が、導体（６３１）、半導電特性を有する第１の層（６３２）、
前記第１の層（６３２）の周囲に設けられている固体絶縁層（６３３）、および
前記絶縁層（６３３）の周囲に設けられている半導電特性を有する第２の層（６
３４）とを含む高電圧ケーブル（６１）を有していることを特徴とする調整器。 - 【請求項２】 前記少なくとも１つの別の巻線（６、６Ａ、６Ｂ）が、導体
（６３１）、半導電特性を有する第１の層（６３２）、前記第１の層（６３２）
の周囲に設けられている固体絶縁層（６３３）、前記絶縁層（６３３）の周囲に
設けられている半導電特性を有する第２の層（６３４）とを含む高電圧ケーブル
（６１）を有していることを特徴とする請求項１に記載の調整器。 - 【請求項３】 前記減少透磁率区域（５、５Ａ、５Ｂ）がエアギャップタイ
プであることを特徴とする請求項１または２に記載の調整器。 - 【請求項４】 前記調整脚（４、２Ａ、２Ｂ）の各々が１つ以上のエアギャ
ップ（５、５Ａ、５Ｂ）を含むことを特徴とする請求項３に記載の調整器。 - 【請求項５】 前記減少透磁率区域（５、５Ａ、５Ｂ）が、前記調整脚（４
、２Ａ、２Ｂ）の各々の中に形成されている空洞によって得られていることを特
徴とする請求項３に記載の調整器。 - 【請求項６】 前記減少透磁率区域（５、５Ａ、５Ｂ）が、低透磁率材料の
固体インサートによって得られていることを特徴とする請求項３に記載の調整器
。 - 【請求項７】 前記主脚（２）が２つの副脚（２Ａ、２Ｂ）に分割されてお
り、前記副脚の一方が前記別の巻線（６Ａ）を有する前記調整脚（２Ａ）を形成
していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の調整器。 - 【請求項８】 前記主脚（２）が２つの副脚（２Ａ、２Ｂ）に分割されてお
り、前記副脚の各々が、可変コンデンサ（８Ａ、８Ｂ）に接続されている別の巻
線（６Ａ、６Ｂ）を有する調整脚を形成していることをさらに特徴とする請求項
１から６のいずれか１項に記載の調整器。 - 【請求項９】 前記主巻線（３）の少なくとも一部分が互いに直列に接続さ
れている２つの副巻線（３Ａ、３Ｂ）によって形成されており、前記副巻線の各
々がそれに属する前記副脚（２Ａ、２Ｂ）の周囲に巻き付けられていることを特
徴とする請求項７または８に記載の調整器。 - 【請求項１０】 前記調整器が、各位相の独立した調整のために各位相に調
整脚（４、２Ａ、２Ｂ）を有する多相変圧器であることを特徴とする請求項１か
ら９のいずれか１項に記載の調整器。 - 【請求項１１】 前記調整器が、各位相に調整脚（４、２Ａ、２Ｂ）を有す
る多相変圧器であり、前記調整脚の前記別の巻線（６、６Ａ、６Ｂ）が共同調整
を得るために接続されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に
記載の調整器。 - 【請求項１２】 前記調整器が単巻変圧器またはブースタ変圧器であること
を特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の調整器。 - 【請求項１３】 前記層（６３２、６３３、６３４）が、前記ケーブルが曲
げられる時でも互いに接着し合うように構成されていることをさらに特徴とする
請求項１から１２のいずれか１項に記載の調整器。 - 【請求項１４】 請求項１から１３のいずれか１項に記載の、主巻線（３）
を含む誘導制御電圧調整器、特に変圧器／リアクトル手段のための調整器巻線（
６、６Ａ、６Ｂ）であって、前記巻線（３、６、６Ａ、６Ｂ）の少なくとも１つ
、またはそのいずれかの一部分が、少なくとも１つの電流搬送導体（６３１）、
前記導体（６３１）の周囲に設けられている半導電特性を有する第１の層（６３
２）、前記第１の層（６３２）の周囲に設けられている固体絶縁層（６３３）、
および前記絶縁層（６３３）の周囲に設けられている半導電特性を有する第２の
層（６３４）とを含むケーブル（６１）を有していることを特徴とする巻線。 - 【請求項１５】 前記第１の層（６３２）の電位が前記導体（６３１）の電
位に概ね等しいことを特徴とする請求項１４に記載の巻線。 - 【請求項１６】 前記第２の層（６３４）が、前記導体（６３１）を囲む等
電位表面を実質的に構成するように配置されていることを特徴とする請求項１４
または１５に記載の巻線。 - 【請求項１７】 前記第２の層（６３４）が特定の電位に接続されているこ
とを特徴とする請求項１６に記載の巻線。 - 【請求項１８】 前記特定の電位が接地電位であることを特徴とする請求項
１７に記載の巻線。 - 【請求項１９】 前記層（６３２−６３４）の少なくとも２つが概ね等しい
熱膨張率を有することを特徴とする請求項１４から１８のいずれか１項に記載の
巻線。 - 【請求項２０】 前記３つの層（６３２−６３４）の各々が、概ね接続表面
全体に沿って隣接層に固定接続されていることを特徴とする請求項１４から１９
のいずれか１項に記載の巻線。 - 【請求項２１】 前記層（６３２、６３３、６３４）が同じプラスチック材
料で作られており、前記第１の層（６３２）と前記第２の層（６３４）とのプラ
スチック材料に導電性材料が付加されていることを特徴とする請求項１４から２
０のいずれか１項に記載の巻線。 - 【請求項２２】 請求項１から２１のいずれか１項に記載の高電圧ケーブル
タイプであって、その巻線の少なくとも１つまたはそのいずれか１つの一部分を
有する、少なくとも変圧器またはリアクトルを含む、送電線における電圧制御お
よび／またはプラント内での無効電力制御のための方法であって、誘導調整によ
って電圧制御が行なわれる方法。 - 【請求項２３】 前記誘導制御が、前記変圧器または前記リアクトルの調整
脚の周囲に巻き付けられている巻線に供給される調整電圧の変化によって得られ
ることを特徴とする請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記調整電圧の変化が、制御可能な静電容量を有するコン
デンサの制御によって得られることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9703560A SE9703560D0 (sv) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Induktionsstyrd spänningsreglering |
| SE9703560-4 | 1997-09-30 | ||
| PCT/SE1998/001746 WO1999017316A2 (en) | 1997-09-30 | 1998-09-29 | Induction controlled voltage regulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001518701A true JP2001518701A (ja) | 2001-10-16 |
Family
ID=20408456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000514291A Pending JP2001518701A (ja) | 1997-09-30 | 1998-09-29 | 誘導制御電圧調整器 |
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| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1019923A2 (ja) |
| JP (1) | JP2001518701A (ja) |
| CN (1) | CN1272217A (ja) |
| AU (1) | AU9371198A (ja) |
| CA (1) | CA2305426A1 (ja) |
| RU (1) | RU2000110748A (ja) |
| SE (1) | SE9703560D0 (ja) |
| WO (1) | WO1999017316A2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011146526A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Tohoku Electric Power Co Inc | 磁束制御型可変変圧器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE383651T1 (de) * | 2002-10-30 | 2008-01-15 | Pyongyang Technical Trading Ct | Transformator |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1095601A (en) * | 1978-08-28 | 1981-02-10 | Alfred M. Hase | Regulating transformer with magnetic shunt |
| US5036165A (en) * | 1984-08-23 | 1991-07-30 | General Electric Co. | Semi-conducting layer for insulated electrical conductors |
-
1997
- 1997-09-30 SE SE9703560A patent/SE9703560D0/xx unknown
-
1998
- 1998-09-29 CA CA002305426A patent/CA2305426A1/en not_active Abandoned
- 1998-09-29 CN CN 98809667 patent/CN1272217A/zh active Pending
- 1998-09-29 WO PCT/SE1998/001746 patent/WO1999017316A2/en not_active Application Discontinuation
- 1998-09-29 JP JP2000514291A patent/JP2001518701A/ja active Pending
- 1998-09-29 AU AU93711/98A patent/AU9371198A/en not_active Abandoned
- 1998-09-29 RU RU2000110748/09A patent/RU2000110748A/ru not_active Application Discontinuation
- 1998-09-29 EP EP98946762A patent/EP1019923A2/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011146526A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Tohoku Electric Power Co Inc | 磁束制御型可変変圧器 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP1019923A2 (en) | 2000-07-19 |
| SE9703560D0 (sv) | 1997-09-30 |
| RU2000110748A (ru) | 2002-04-10 |
| CA2305426A1 (en) | 1999-04-08 |
| WO1999017316A3 (en) | 1999-06-17 |
| WO1999017316A2 (en) | 1999-04-08 |
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