JP2001525279A

JP2001525279A - 電源システム

Info

Publication number: JP2001525279A
Application number: JP2000523744A
Authority: JP
Inventors: マッツ、レイヨン; アンダース、ビヨルクランド; ソーステン、シュッテ; ラルス、ウォルフリッドソン
Original assignee: エービービーエービー
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2001-12-11
Also published as: EP1060556A1; KR20010032059A; ZA9810948B; GB2331856A; WO1999029020A1; IL136074A0; PL341739A1; GB2331856B; TW470977B; NO20002731L; BG104516A; NO20002731D0; CA2310501A1; EA200000586A1; GB2331856A9; EA002747B1; TR200001499T2; AU1563199A; CN1279839A; GB9725336D0

Abstract

(57)【要約】【課題】鉄道機関車、大型バス、電車等に電源を供給するための設備の軌道回路用の電源システムを提供すること。【解決手段】少なくとも一台の変圧器、例えば単巻変圧器、ブースタ変流機及び又は回転変換装置を具備する軌道回路用電源システムである。変圧器又は回転変換装置は、それぞれがほぼ等電位面を提供する少なくとも２層の半導電層３２，３４と、該半導電層間の固体絶縁層３３を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、軌道用電源システム、即ち鉄道機関車、モータ車両、道路用車両及
びその同様な車両に給電するための設備に係り、該設備に具備される少なくとも
一つの電気機器（electric machine）は、磁気コアと少なくとも一つの巻線とか
らなる磁気回路（magnetic circuit）を有する。

【０００２】

【従来の技術】

電気機器における磁気回路は、通常は、積層コア（laminated core）、例えば
溶接された構造を有するシート鋼のコアを有する。コアを換気や冷却するため、
しばしば積層は半径方向及び又は軸方向の換気ダクトを備えるように分割されて
いる。より大型の機器においては、積層はセグメント状に打ち抜かれ、これらの
セグメントが機器のフレームに取り付けられ、積層コアは圧力フィンガ（pressu
re fingers）や圧力リング（pressure rings）により一体に保持される。磁気回
路の巻線はコアの溝に配設され、この溝は一般的には長方形又は不等辺四辺形（
trapezium）の断面形状を有する。

【０００３】多相（multi-phase）の電気機器においては、巻線は単層又は二重層巻線のいずれかで形成される。単層巻線では、溝当たり唯一のコイルサイド（coil side ）があり、二重層巻線では溝当たり２個のコイルサイドがある。コイルサイドと
は、垂直又は水平に結合され、且つ共通のコイル絶縁、即ち大地に対して機器の
定格電圧に耐えうるように設計された絶縁を有する一本あるいはそれ以上の導体
を意味する。

【０００４】二重層巻線は、一般的にダイアモンド状の巻線として製造され、これに対して
、本発明の対象とする単層巻線は、ダイアモンド状又は平坦な巻線として作られ
る。ダイアモンド状の巻線においてはコイルの幅は単一（２種類の可能性もある
）であり、他方、平坦な巻線は、同軸巻線（concentric windings）、即ちコイル幅が広範囲に変わるように作られている。ここで、コイル幅とは、同じコイル
に関して２個のコイルサイド間の円弧状寸法の距離を意味する。

【０００５】通常すべての大型機器は、二重層の巻線を持ち且つ同じ寸法のコイルを有する
ように作られる。各コイルは一つのサイドが一つの層に且つ他のサイドが他の層
に来るように配設される。これはすべてのコイルがコイルエンドにおいて互いに
交差することを意味している。２層以上の場合は、これらの交差は巻線作業を複
雑化し、コイルエンドは満足すべきものでなくなる。

【０００６】歴史的理由から、異なる電圧や周波数の複数の電源システムが、鉄道オペレー
ションで開発されてきた。一旦ある地域であるシステムが開発されると、他のシ
ステムに変更することは莫大な費用を要し、作業が面倒になる。原則的には、電
圧を供給するために３通りの標準的な解があり、それは直流電圧（direct volta
ge）システム、公共周波数交流電圧（public frequency alternating voltage）
システム、そして低周波数交流電圧（low frequency alternating voltage）システムである。このことは多くの軌道車両（機関車とモータ車両）や客車は、一
つ以上の電源システムで構築されなければならないことを意味している。異なる
国間の統合された交通用の機関車や大型バスは、今日、異なるシステムや同じ電
源システムでの変化を管理することができるようになっている。

【０００７】軌道電源への電気エネルギの供給は、一般的な配電網（distribution network
）か、鉄道の運営による発電所から行われる。この構成は、電源が交流か直流か
によって異なる。直流電力整流器ステーションは、公共配電網により供給された
交流電圧を変換するために必要である。この整流器ステーションは、鉄道に沿っ
たある地点に直流電圧を供給する。工業周波数（５０又は６０Ｈｚ）変圧器を具
備する交流電力の場合、列車サイリスタドライブにおいて発生する高調波が公共
電力システムに流入することを阻止するためのフィルタや、軌道負荷のバランス
のための設備を、所定の地点で設けることが必要である。３相から２相への変換
は、特別な変圧器結線、例えばスコット結線（Scott connection）によっても行
うことができる。かかる型の接続の欠点は、多くの巻線や大きなコア容量を必要
とすることである。更に他の欠点は、公共周波数電源システムは、電力伝送能力
が低く、低周波数システムと比較して誘導損失が大きく、且つ軌道負荷は給電線
網（feeder net work）に妨害を与えることである。低周波数交流電流（１６^２ ^／３又は２５Ｈｚ）の場合、公共配電網の工業周波数から電圧を変換するため
の変換装置ステーション（converter stations）、あるいは、低周波数交流電流
のための特別な電力ステーションや特別な配電網が必要とされる。

【０００８】直流電化は、適切且つ簡易な被制御電動機、すなわち直列励磁直流電動機（se
ries-excited direct current motor）が使用できるために、最初に選択された。従来の３相交流電圧は、回転変換装置（rotating converters）又は水銀アーク整流器を使用して直流電圧に変換されていたが、今日では、６又は１２パルス
リレーにより変換が実施されている。

【０００９】直流電圧システムは、電流が直流電動機に直接使用できるので利点がある。交
流電圧の場合のように，降圧するため車両内に重い変圧器を設ける必要はないこ
とである。従って直流電圧を供給される車両は、より低廉になり且つ製造が容易
である。低電圧は安全の観点から（例えば使用される電力母線が時折露出してい
る地下鉄の場合）利点がある。

【００１０】直流電圧オペレーションの欠点は、主として低電圧ということで、これは電流
、結果として電圧降下や損失が可成りのものになることを意味している。これは
大きな導体面積や、近接した間隔に配置した整流器ステーション（通常各ステー
ション間は１０ｋｍ以下）により補償されなくてはならない。この結果として、
プラントは高価なものとなる。この欠点は、例えば高速度列車のような大電力に
おいては、特に顕著となる。大電力の整流器ステーションは、互いに接近して構
築されなければならず、列車がその電源ステーションを通過する短い時間にのみ
使用されるに過ぎない。他の欠点は、非常に大きな短絡電流が流れることである
。

【００１１】電車電動機（traction motors）に工業周波数（５０又は６０Ｈｚ）を使用することができるようになる前、最初の交流電圧システムは、低周波数電圧（１５
乃至１６^２／３又は２５Ｈｚ）であった。かかるシステムに長期間使用されて
きた電車電動機は、単相電車電動機として知られている、単相直列整流子電動機
であった。この電動機は、交流電流により給電されるために、磁界と回転子電流
のいずれもが半周期毎に反転するという点を除けば、殆ど直流電動機と同様に動
作する。過電圧又は電弧の損傷無く機能する整流作用を得るために、低周波数且
つ低速度の電動機を選択しなければならなかった。低周波数交流電圧の利点は、
公共周波数と比較すると、電力伝送能力がより優れることである。

【００１２】直流システムに比べて交流システムの持つ主たる利点は、（今日では、直流電
圧がいわゆるチョツパを用いて変換できるが）交流電圧は変換できることである
。従って、電動機が動作する電圧に関して、架空導体（overhead conductor）に
比較的高電圧を維持することが可能になる。架空導体が高電圧で有ることにより
、電流は少なくなり、よりよい電力伝送能力を得、電線網の損失を少なくできる
。電源ステーションは遠く離間（３０−１２０ｋｍ）して配置できる。しかしな
がら欠点は、電車電動機が大型で、且つ制御技術が複雑になることである。

【００１３】他の欠点は、電動機発電機、例えば単相１６^２／３Ｈｚ同期発電機を駆動す
る一般的には５０Ｈｚ同期電動機／発電機が使用されると言う周波数変換装置を
必要とすることである。非同期接続の場合、５０Ｈｚ電動機／発電機は非常に低
い交流周波数が供給される特別な回転子で非同期化される（セルビウスエンジン
：Scherbius engine）。電力は、両方向から供給される。電動機は、発電機より
３倍の多くの極（pole）を有している。あまりにも重装備の絶縁を避けるために
、回転変換装置は、いくぶん低い公称電圧（６ｋＶ）に基づいて構築された。こ
のため、変圧器が、変換装置の前後双方ともに必要とされた。各種の変換装置が
、通常同じ設備で並列に作動されている。

【００１４】同期又は非同期の回転変換装置（rotating converters）は、架空導体網や車両の中で生ずる無効電力損（reactive power losses）を補償できる無効電力を発生できる。回転変換装置は、また、公共配電網と架空導体システム間の電気的
な分離もできる。無効電力は、回転変換装置により公共配電網に給電される。

【００１５】回転変換装置の主たる欠点は、大型の同期／非同期機器の起動時、時間がかか
ることや，位相合わせが複雑であることである。突然の電力需要を満足できるこ
とが可能でなければならない。したがって機器は、長時間無負荷又は低電力で予
備として働かなければならない。他の欠点は、無負荷時前述した動作により、部
分的に生ずるエネルギ損である。

【００１６】新しい設備においては、回転変換装置は、静止変換装置（static converters ）によって置換されてきた。静止変換装置は、架空懸垂線（overhead catenary
wire）に発生する無効電力損を補償できる無効電力を発生できる。しかしながら
、高調波は３相や単相側共に高い。更に静止変換装置は、誘導負荷により生ずる
電圧降下を補償するための無効電力を発生することができない。

【００１７】前述のことから明瞭であるように、電気駆動鉄道に使用される各種のシステム
は、比較的複雑で高価である。

【００１８】通常の固定子巻線を有する前述の型の機器は、例えば１４５ｋＶにおける高電
圧網を変圧器の使用なしで低電圧に接続することはできない。変圧器を介して高
電圧網に接続されるかかる方法における電動機の使用は、電動機が高電網に直接
接続されるものと比較して、多くの欠点が必然的に伴う。以下に列挙する欠点は
、これらの内でも注目すべきものである。

【００１９】 −変圧器が高価で、輸送コストが増加し、スペースを必要とする。

【００２０】 −変圧器が、システムの効率を低下させる。

【００２１】 −変圧器が無効電力を消費する。

【００２２】 −従来の変圧器は油を含み、これに付随して危険を伴う。

【００２３】 −電動機が変圧器を介して、より軟弱な電力網に対して動作する点で、注意深
い動作を要する。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】

本発明の目的は、電気鉄道オペレーションなどにおける分野の周知のシステム
に本質的に存在する問題を解決するための電源システム及びコンポーネントを提
供するものである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】

前述の目的は、本発明によれば、各請求項が同一の特徴事項を有する請求項１
，２，６，９，１１，１７，１８又は１９のいずれか一つに基づく電源システム
によって達成できる。

【００２６】本発明は、電気巻線が独特の方法により乾式絶縁で製造される電気機器、電動
機、発電機、変圧器を構成するための特定の技術に基づくものである。これによ
り変圧器を不要とし、また前述のように通常の電気機器にある本質的な欠点もな
い変圧器を構築することができる。

【００２７】電源システムは、配電網から、一般的には架空懸垂線からなる軌道電源線に電
力を伝送するように配置された、単一設備内の各種型の機器を有している。又一
般に通常の機器と結合される一つ以上の特定機器を具備している。

【００２８】本発明が関連する型の機器は、変換装置として働く変圧器又は電動機発電機で
ある。もちろんこれらの変形は、組み合わせ結合される。

【００２９】本発明による電源システムやコンポーネントは、各種の鉄道システムの要求に
適合できるもので、且つその適用できる変型に関しては、異なる電圧レベルや異
なる周波数の鉄道について、且つ同期や非同期電動機オペレーションともに、同
様に交流や直流電流システム双方について、外部電源又はそれ自体の発電システ
ムを具備する鉄道システムを意図している。

【００３０】変圧器が必要とみなされる場合には、本発明の目的は、変圧器が、設備内に具
備された他の電気機器に対応する方法で、同様な型のケーブルを用いて製造する
ことにより達成される。

【００３１】前記目的を満足することによって得られる利点は、中間の油入り変圧器を無く
し、無効電力を消費するリアクタンスを無くすことができることである。もうひ
とつの利点は、回転補償があるので電力網の品質が高められることである。本発
明による設備に関しては、過負荷容量は例えば＋１００％まで増加する。制御領
域は既存の技術より大きい。

【００３２】これを達成するため、設備に含まれる少なくとも一つの電気機器の磁気回路並
びにその導体は、永久的に絶縁されたスレッデッド・ケーブル（threaded cable
）及び接地部分を含めて製造される。

【００３３】本発明の実施の形態と周知の技術間の主な本質的な差は、本発明では、電気設
備における少なくとも一つの機器に含まれ、且つ２０と８００ｋＶの間まで、好
ましくは３６ｋＶ以上の高電圧源に、遮断器や断路器を介して直接接続されるよ
うに配置された磁気回路を具備することによって達成できる。磁気回路は、導体
と絶縁層の外側双方に半導電層を有する一つ以上の永久絶縁された導体を有する
スレッデッド・ケーブルからなる巻線を備える一枚以上の積層コアからなり、前
記外側半導電層は接地電位に接続されている。

【００３４】回転や静止機器ともに電気機器を高電圧電力網のすべての型に直接接続するこ
とで生ずる問題を解決するため、本発明による設備の内の少なくとも一つの機器
は、前述した複数の特徴を有し、それは従来の技術と明確に異なるものである。
追加の特徴や他の実施の形態を、付随する請求項に記載し、以下詳述する。

【００３５】本発明による設備の前述した特徴及び他の特徴や本発明による電気機器の少な
くとも一つは次のものを具備する。

【００３６】 −磁気回路の巻線は、１層は素線を取り巻き、且つ他の層は外側シースを形成
する２層の半導電層を有する一つ以上の永久絶縁導体を具備するケーブルから製
造される。この型のある通常の導体は、交差結合ポリエチレン（ＰＥＸ）又はエ
チレンプロピレンゴムの絶縁を有する。本発明の目的のために、導体は、導体内
の素線と外側シースの特性に関して共に更に開発された。

【００３７】 −断面が円形のケーブルが好ましいが、よりよい巻回密度を得るため他の断面
形状のケーブルが使用できる。例えば、 −かかるケーブルは、本発明により溝や歯に関して新規且つ最適な方法で設計
される積層コアに適合できる。

【００３８】 −巻線は積層コアの最善の利用のためステップ状の絶縁で製造されることが好
ましい。

【００３９】 −巻線は、多層同軸ケーブル巻線として製造されることが好ましく、これによ
りコイルエンドの交差数が減少できる。

【００４０】 −溝のデザインは、巻線ケーブルの断面に適合しているので、溝は、軸方向且
つ互いに半径方向外側に延びる複数の円筒開口形状で、電機子巻線の層間に延び
るくびれ（waist）開口を有している。

【００４１】 −溝のデザインは、適切なケーブル断面に、且つ巻線のステップ状絶縁に整合
されている。ステップ状の絶縁は、磁気コアが半径方向の延長部に係わらず、ほ
ぼ一定の歯幅を有することができる。

【００４２】 −素線に関する前述した更なる改良は、例えば電気機器の見地から絶縁素線の
複数本割り込んだ階層／層からなる巻線導体が、非絶縁又は互いに絶縁されたも
のが必然的に正しく交さ（transposed）される必要が無くなる。

【００４３】 −外側シースに関して前述した更なる改良は、必然的に導体の長手方向に沿っ
た適切な点で、外側シースがカットオフされ、各カットされた部分は直接大地又
は同様に選択された電位に接続できるようになることである。

【００４４】前述した型のケーブルの使用は、設備の他の部分と同様に巻線の外側半導電層
の全長に亘って、大地電位に保つことができる。重要な利点は、電界が、外側半
導電層の外側のコイルエンド領域内で、零に接近できることである。外側層の大
地電位については、電界を制御する必要はなくなる。これは電界の集中が、コア
でも、コイルエンド領域でも、又はその間の交さいずれにおいても生ずることは
ないことを意味する。

【００４５】絶縁又は非絶縁の割り込んだ素線又は交さされた素線の混合物が、僅かな浮遊
損失で済むことになる。

【００４６】磁気回路巻線に使用される高電圧ケーブルは、複数本の素線を有する内部コア
／導体と、少なくとも一つの半導電層から構築され、最内側の半導電層は絶縁層
で取り囲まれ、該層がまた１０−２５０ｍｍ程度の外形を有し、且つ４０−３０
００ｍｍ^２程度の導体面積を有する外側半導電層により取り囲まれる。

【００４７】本発明の特に好ましい実施の形態によれば、これらの層の少なくとも２層、好
ましくは全部で３層が、同じ熱膨張係数を有することである。重要な利点は、巻
線内での熱移動中、欠陥、クラックや同様なものの発生が回避できることである
。

【００４８】適切に永久の絶縁システムは、熱的並びに電気的見地から設計されているので
、３６ｋＶ以上の導体電圧を考慮に入れられており、該システムは、中間の降圧
変圧器を何ら必要とせず高電圧電力網に接続できるので、前述した利点を達成で
きる。

【００４９】本発明の実施の形態の前述並びに他の利点は、付随する請求項で定義する。

【００５０】

【発明の実施の形態】

以下本発明を、添付の図面に関連して述べる本発明の好ましいがこれに限定さ
れない実施の形態の詳細な記載でより詳しく説明する。

【００５１】図１には、本発明による設備内に設けられた回転型の電気機器に関して、固定
子１のセクタ（sector）の概略断面が示されているが、機器の回転子２もまた示
されている。固定子１は、通常の積層コアから構成される。図１は、１極ピッチ
に対応する機器のセクタを表している。複数個の歯（teeth）４が、コアのヨーク部分３から回転子２に向けて半径方向内側に延び、且つ固定子巻線が配設され
る溝５により分離されている。この固定子巻線を形成するケーブル６は、配電線
に使用されるものとほぼ同様な型、例えばＰＥＸケーブルなどの高電圧ケーブル
である。異なる点は、外側の機器的保護シース（mechanically-protective shea
th）と、前記配電線ケーブルを通常取り囲む金属スクリーンとが除去されており
、本出願に使用されるケーブルは、導体と、絶縁層の両側に設けられた少なくと
も一つの半導電層のみからなる。すなわち、半導電層はケーブルの表面に裸で露
出している。

【００５２】図１には、ケーブル６が、各ケーブル部分の導体中央部分のみ又はコイル側部
について概略的に描かれている。それぞれの溝５は、広い部分７と狭いくびれ（
waist）部分８とを交互に有する変化する断面を備えている。広い部分７はほぼ円形でケーブルを囲んでいる。その間のくびれ部分８は、各ケーブルの位置を半
径方向に固定する働きがある。溝５の断面も半径方向内側に向けて狭くなってい
る。これはケーブル部分の電圧が、その中に収納される固定子１の半径方向内部
に接近すればするほど低くなるからである。従ってスリムなケーブルが内側に向
けて使用でき、遠くになるほど太いケーブルが必要になる。例示した実施の形態
では、３個の異なる寸法のケーブルが、３個の対応する寸法の溝５の領域５１，
５２，５３に使用され配設される。

【００５３】図２に、本発明による設備に組み込まれた電気機器に使用される高電圧ケーブ
ルのステップ状に露出された端面図を示す。高電圧ケーブル６は、一つ以上の導
体３１からなり、その各々は、例えば共に銅（Ｃｕ）の円形断面を示す複数本の
素線（strands）３６からなる。これらの導体３１は、高電圧ケーブル６の中央に配設され、且つ本実施の形態では部分絶縁体（part insulation）３５により囲まれている。しかしながら部分絶縁体３５は導体３１の一つにおいて省略する
ことも可能である。本実施の形態では、導体３１は第１の半導電層３２により一
体に取り囲まれる。該第１の半導電層３２の周囲に、例えばＰＥＸ絶縁の絶縁層
３３が設けられ、次いで絶縁層３３は第２の半導電層３４で取り囲まれる。この
ようにして本発明による高電圧ケーブルは、通常の配電線のケーブルのように金
属スクリーン又は一定の型の外部シースで取り囲まれる必要はなくなる。

【００５４】ケーブル６を用いて構成された回転電気機器における磁気回路の前述の記載は
、また例えば変圧器、リアクトル巻線やその等効物のような静止電気機器にも適
用できる。図２で例示したケーブルから形成された巻線を有する変圧器を、本明
細書では“本発明の変圧器”と呼ぶ。以下の重要な利点は、設計並びに製造双方
の観点から得られる。

【００５５】 − 変圧器の巻線は、電界分布に考慮することなく構成でき、従って周知の技術
の一部の問題点であった交さ（transposition）が不要になる。

【００５６】 − 変圧器コアは、電界分布を考慮することなく設計できる。

【００５７】 − ケーブルや巻線の電気絶縁に必要な油は不要で、その代わりにケーブルや巻
線は大気又は、不燃性又は徐々に燃焼する流体により取り囲まれる。

【００５８】 − 油を使用しないことは、本発明の変圧器の火災並びに爆発の危険を減少し、
したがって防火壁が不必要になる。

【００５９】 − 油の漏洩を処理する装置を有する特別な基礎を必要としない。

【００６０】 − 地震に耐えうる能力を有する変圧器の構築がより容易になる。

【００６１】 − 変圧器は短絡回路に耐えうる性能に基づき、より容易に強固に構築すること
ができる。

【００６２】 − 変圧器は騒音が低減され、清潔で保守の必要は減少する。

【００６３】 − 変圧器とその内蔵のコイル／巻線との外部接続間に通電するため、通常油入
り変圧器の場合に必要であった特別なブッシング（bushing）が不要になる。

【００６４】 − 前述のように磁気回路を備える本発明の変圧器に要求される製造並びに試験
技術は、通常の変圧器／リアクトルに要求されるものより可成り簡単になる。

【００６５】前述の型の磁気回路を備える電気機器の使用は、電車電動機に電源を供給する
ことが非常に簡易に、且つ効率的にできる。

【００６６】以下記載する本発明の他の実施の形態では、図２に例示した導体から形成され
た少なくとも一つの巻線を有する回転変流機を備え、ここでは“本発明の回転変
流機”と呼ぶ。回転変流機は、共通軸に結合された電動機と発電機を有し、ドイ
ツ特許第３７２，３９０号、第３８６，５６１号、第４０６，３７１号に記載の
ように、電動機と発電機機能を共に持つ単一機器からなる。電動機と発電機はそ
れぞれ同期又は非同期であり、回転変流機の機能は、供給する電圧、位相及び／
又は周波数を変化できるものである。鉄道システムの公用周波数に関しては、回
転変流機は、ロイガー(Lueger)のレキコン・デル・テクニィク“Lexicon der
Technik”，ドイチャー・フェアラグス−アンシュタルト・シユタットガルト、バント２３９５ページ（Deutscher Verlags-Anstalt Stuttgart，Band２，ｐ３９５）に記載されている位相変換機であり、それは単一機器を構成している
。それは固定子とかご型（squirrel cage）回転子内に２層巻線と３相巻線を具備している。

【００６７】図３乃至７のそれぞれにおいては、本発明の実施の形態が右側に記載され、こ
れと比較するために周知の電源システムが図の左側に記載されている。

【００６８】図３に普通の公用周波数（５０又は６０Ｈｚ）のシステムを示す。３相高電圧
配電線４０は、例えば線路に沿う各位置４１，４２に設けられた変圧器ステーシ
ョンに給電する。変圧器ステーションはそれぞれ、配電線の３相の内の２相から
給電される。負荷をバランスするために、異なる相の組み合わせが使用される。
（ステーション４１はＡ−Ｂを使用し，ステーション４２はＢ−Ｃを使用し，隣
接のステーション（図示せず）はＣ−Ａを使用する、以下同様）。各変圧器ステ
ーションは、高電圧スィッチギア４３、例えば２個の変圧器４４，４５と高電圧
又は中圧スィッチギア４６（ステーション当たり１個の変圧器で十分であるとし
ても）を有する。各２個の変圧器ステーション間のスィッチギア４７は、架空懸
垂線区分４８，４９を互いに接続できる。図示する配置のように、同じステーシ
ョンから給電され且つ二重軌道を有する２本の架空懸垂線は、通常この中央点で
互いに接続される。殆どの場合、架空懸垂線の接続は、２個の異なる変圧器ステ
ーション間では行われない。その理由は、これれらの線は、公共網の異なる相に
接続され、このような接続は不安定状態を呈することになるからである。本シス
テムの欠点は、機関車が架空懸垂線の両端から給電されないと言うことである。
したがって変圧器ステーションは、互いに接近させなければならず、その間隔は
典型的には３０ｋｍである。従来のステーション４１における変圧器４４は、油
絶縁であるので、環境に脅威を及ぼすものである。また、多量の変圧器油は、火
災の場合危険である。また、定期的に漏洩を検査する必要もある。他の装置が変
圧器に接近して設けられる場合には、漏洩の際に、油が流れてその油に火が回ら
ないように保護するために、変圧器の下に相当な容積の空間を必要とする。変圧
器４４を損傷から保護するために、その周囲にコンクリート製の壁を設ける必要
もしばしば生ずる。変圧器が他の装置に接近しており、あるいはビルの中に配置
されておれば、変圧器油の火災の場合に、他の装置を保護するため、防火壁を変
圧器の周囲に配設する必要がある。また、消火装置を変圧器の周囲に配設する必
要もある。

【００６９】これに比べて、変圧器４５は本発明の変圧器で有り、その中に環境に漏洩する
内蔵物は何もない。他の利点は、火災の場合でも、火はそんなにひどくはないこ
とである。変圧器４５は非常に簡単な基礎、即ちコンクリートソケットの上に設
置できる。

【００７０】図４には、通常の低周波数システムが示されている。３相高電圧配電線４０は
、軌道に沿う各点で周波数変換装置例えば５１，５２に給電する。各変換装置ス
テーションにおいては３相の公共周波数の高電圧が、中間電圧にまず低下される
。３相中間電圧は、次いで単相低周波中間電圧に変換される。周知の周波数変換
装置５３は静止型（図示）又は回転型である。変圧器の高電圧側、変圧器と変換
装置の間、且つ変換装置の低周波側にスィッチギアが設けられる。静止型変換装
置は、中間電圧を６相低電圧に変換する変換変圧器である。希にはこの変換変圧
器は高電圧スィツチギアから直接に給電される。２カ所の変換装置ステーション
間の架空懸垂線５０には、互いに且つそれらを同期させるため、架空懸垂線区間
を接続できるスィッチギアが設けられる。公共周波数システムと比較して本シス
テムの利点は、機関車が架空懸垂線の両端から給電できることである。従って変
換装置ステーションは、遙かに遠方に通常５０−１００ｋｍ離れて設置できる。

【００７１】図４の右側に示した回転変換装置５４は、本発明の回転変換装置である。本シ
ステムの利点は、なんら中間変圧器又はスィッチギアなしで高電圧スィッチギア
５５に直接接続できることである。更に架空懸垂線の電圧が、２５ｋＶより高く
ても中間電圧側に何ら変圧器を必要とすることはない。

【００７２】しかしながら、３相配電線４０と回転変換装置５４間に変圧器を設けることは
必要且つ経済的で有り、図５に、本発明の変圧器である変圧器５６を備える変形
のシステムを示す。

【００７３】図６に、スウェーデンにおける通常の低周波数システムを示す。３相高電圧配
電線４０は、軌道に沿う戦略地点に周波数変換ステーション、例えば６０，６１
に給電する。変換装置ステーションにおいては、３相公共周波数高電圧はまず変
圧器６２で中間電圧に低下される。３相中間電圧は、次いで周知の静止型周波数
変換装置６３により単相低周波数中間電圧に変換される。

【００７４】次いで低周波数単相電圧は、架空懸垂線６４に接続され、そして又変圧器６５
により高電圧、例えば１３２ｋＶまでに昇圧される。この高電圧は変圧器ステー
ションに伝送され、そこで電圧は再び中間電圧に変換され、架空懸垂線に接続さ
れる。変圧器６２の高電圧側、変圧器６２と変換装置６３ととの間、及び単相変
圧器６５の高電側にスィッチギアが設けられる。変換装置ステーション間の変圧
器ステーションは、変圧器の高電圧側の高電圧スィッチギアと、変圧器の他の側
の中間電圧スィッチギアを具備するものである。

【００７５】公共周波数システムと比較して本システムの利点は、機関車が架空懸垂線の両
端から給電されることである。他の利点は、変換装置ステーション間の変圧器ス
テーションへの高電圧伝送は、変換装置ステーションの数を低減できることであ
る。高い送電電圧（スウェーデンでは１３２ｋＶ）を使用できることは、より効
果的な電力伝送ができることになる。したがって設置される変換装置の全容量値
を減少できる。したがって変換装置ステーションは、それぞれ２カ所間の距離、
通常３００−４００ｋｍの長い間隔をあけて設置できることになる。変圧器ステ
ーションは１６．５ｋＶ，１６^２／３ｋＶシステム（スウェーデンにおいて）に
ついてそれぞれ約２０−４０ｋｍ離間して設けることができる。

【００７６】図６の右側に、高電圧スィッチギア６７と中圧スィッチギア６８間に、本発明
の回転変換装置６６を設けた例を示す。本システムの利点は、回転変換装置６６
が、なんら中間変圧器を設けることなく高電圧スィッチギア６７に直接接続でき
ることである。

【００７７】図７に、図６の変形システムを示すもので、本発明の回転変換装置６９は、懸
垂線６４と、高電圧低周波数線７０双方に給電する、２本の出力を有する発電機
からなる。

【００７８】図８の右手に、ドイツ、オーストリア、スイスで、且つ米国のアムトラック（
Amtrak）で使用される通常の低周波数システムを示す。３相高電圧配電線４０は
、軌道に沿う要所地点において、周波数変換装置ステーション、例えば８０に給
電する。変換装置ステーション８０においては、３相公共周波数高電圧が、まず
中間電圧に降圧される。３相中間電圧は、次いで単相低周波数中間電圧に変換さ
れる。周波数変換装置は静止型（図示）又は回転型である。次いで低周波数単相
電圧は高電圧、例えば１３８ｋＶに昇圧される。この高電圧は、変換装置ステー
ション間で軌道に沿って、約１０ｋｍ毎に１１ｋＶ，２５Ｈｚシステム（ＵＳＡ
）、又は各２０−４０ｋｍ（スウェーデン）毎に、変圧器ステーション、例えば
８１に給電される。これらの変圧器ステーションにおいては、電圧は再び中間電
圧に降圧され、架空懸垂線８２に接続される。変圧器８３と変換装置８０の間の
、変圧器８３の高電圧側、変換装置８０の低周波数側で、且つ単相変圧器８４の
高電圧側にスィッチギアが設けられる。変換装置ステーション間の変圧器ステー
ションは、変圧器８５の高電圧側に高電圧スィッチギアと、変圧器８５の他の側
に中間電圧のスィッチギアを備えている。本システムは図６と７に示すシステム
のすべての利点を有している。

【００７９】図８の左側に示す本発明の実施の形態によれば、本発明の回転変換装置８６は
高電圧スィッチギアと中圧スィッチギア間に接続される。本システムの利点は、
回転変換装置８６が何ら中間変圧器又はスィッチギアを用いることなく高電圧ス
ィッチギアに直接接続でき、且つ何ら中間変圧器又はスィッチギアを用いること
なく高電圧低周波数スィッチギアに直接接続できることである。変圧器８５は、
本発明の変圧器である。

【００８０】図９に周知の公共周波数システムの原理を示すものであって、負荷をバランス
し、配電公共網に到達する障害を低減するために、フイルタシステム９０と負荷
バランスシステム９１とを必要としている。単巻変圧器９２は、架空懸垂線９３
に沿う電圧を改善するために使用される。他のシステムとの干渉は、単巻変圧器
（autotransformer）を使用することにより低減される。架空懸垂線は、普通は区間分けされるので、送電容量を減少することになる。

【００８１】図１０は、図９に示すフイルタや負荷バランス装置を必要としない本発明の回
転変換装置９５を有し、且つ架空懸垂線は同期でき、給電ステーションに一体に
接続できるシステムを示すものである。回転変換装置９５の出力電圧並びに周波
数は、広範囲に選択できるものである。公共周波数鉄道システムについては、回
転変換装置は、ロイガー(Lueger)のレキコン・デル・テクニィク“Lexicon der
Technik”に記載された位相変換装置からなることが好ましい。

【００８２】図１１には、単巻変圧器の原理を詳細に示した回路図を示す。単巻変圧器は公
共周波数システムと低周波数システム共に使用される。単巻変圧器の設置間隔は
、そう離れていず、例えば５−２０ｋｍである。事実これらの変圧器は、油を通
常５０００ｋｇを含有し、漏洩し燃焼する事があり、環境には悪い。

【００８３】高電圧又は中圧スィッチギア１０１に接続された単巻変圧器１００は、本発明
の単巻変圧器であり、環境に漏洩するような何らの内蔵物を有していない。火災
が発生しても、火はそんなにひどくはなく、単巻変圧器１００は非常に簡単な基
礎、即ちコンクリートソケットの上に設置できる。

【００８４】機関車に流れる電流は、架空懸垂線を介してのみ給電される。しかしながら、
戻り電流が流れる可能性のある経路はいくつかある：軌道を介して；軌道に沿う任意点から大地を介して；軌道に接続された接地線を介して；例えばケーブル、シールド、パイプ、フェンス等の金属を介して大地へ漏洩；架空懸垂線と並列の戻り電流導体。

【００８５】非常に多くの場合、戻り電流導体の設置は好ましく、特に大電流がガスパイプ
を介して流れる場合は危険である。次いで電流は、戻り導体（return conductor
）や他の可能な電流通路を介して共に流れる。

【００８６】交流システムが使用される場合、１：１の比率の変流器が使用される。戻り導
体の戻り電流は、架空懸垂線の電流と同じであるように強いられる。変流器はし
ばしばブースタ変流器と呼ばれる。それは戻り電流導体の有無に係わらずシステ
ムに使用される。

【００８７】単巻変圧器を備えるシステムは、必要とされない戻り電流を保護するためのみ
に使用されるものではない。かかるシステムは、また、より高度の伝送能力を有
している。このシステムは、架空懸垂線の電圧の位相から１８０゜ずれた負のフ
ィーダを有している。変圧器は２本のフィーダ間に接続され、巻線の中心は軌道
に接続される。

【００８８】図１２に、本発明のブースタ変流器１１０を有する本発明の他の実施の形態を
示す。ブースタ変流器は、公共周波数システム及び低周波数システム共に使用さ
れる。変流器間の間隔は、そんなに離れておらず、例えば２−５ｋｍである。事
実周知のブースタ変流器は油を通常５６０ｋｇを含んでおり、漏洩し燃焼する可
能性があり、環境に害を及ぼす。本発明のブースタ変流器１１０は、環境に漏洩
するような内蔵物を何ら含んでいない。他の利点は、火災の場合、火はそんなに
ひどくはないことである。

【００８９】図１３に、典型的な静止変換装置の単線結線図を示す。この装置に２個の本発
明の変圧器Ｔ１とＴ２がある。図１３のシステムは、油入り変圧器を有する周知
のシステムに適用される。変圧器Ｔ１とＴ２は、環境に漏洩する内蔵物は何ら含
んでいない。火災が発生した場合、火はそんなにひどくはないし、変圧器Ｔ１と
Ｔ２は、非常に簡単な基礎、即ちコンクリートソケットの上に設置できる。

【００９０】本発明は、図面に基づいて説明したシステムに限定されることはなく、添付す
る特許請求の範囲に含まれるすべての類似のシステムを包含するものである。

【００９１】便宜上絶縁層３３は、固体熱可塑性材料、例えば低又は高密度のポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、エチレンエチルアクリ
レート共重合体、ＰＥＸのような交さ結合材料（cross-linked material）、又は例えばエチレンプロピレンゴムやシリコーンゴムのようなゴム絶縁材料からな
る。半導電層３２，３４は、絶縁層３３と類似の材料からなるが、例えばカーボ
ンブラック、すす、又は金属粒子のような導電性粒子（conducting particles）
が埋め込まれている。

【００９２】電気絶縁は所定位置に押し出されることが好ましいが、フィルム又はシート状
材料が緊密に重ね巻きして電気絶縁システムを構築することも可能である。半導
電層も電気絶縁層ともにこのような方法で形成できる。絶縁システムは、例えば
ＰＰ，ＰＥＴ，ＬＤＰＥ又はＨＤＰＥのような重合された薄いフィルム製で、例
えばカーボンブラック又は金属分子のような導電分子が埋め込まれた、内部又は
外部半導電層又は部分を有し、且つ半導電層と部分間の絶縁層又は部分を有する
全体が合成フイルムからなる。

【００９３】重ね合わせるという概念のため、非常に薄いフィルムは、いわゆるパッシェン
ミニマ（Paschen minima）より小さい突き合わせギャツプしかもたないので、液体のしみ込みはほとんどない。乾燥した巻回された多層薄いフィルムの絶縁は
、また、良好な熱特性を有する。

【００９４】電気絶縁システムの他の例は、薄いセルローズ基（cellulose based）、又は合成紙、又は不織材料（non-woven meterial）が導体の周囲に重ね巻きされる普
通のセルローズ基ケーブルに類似している。この場合、絶縁層のいずれかの側の
半導電層は、その中に導電分子が埋め込まれているセルローズ紙、または絶縁材
料の繊維からなる不織材料からなる。絶縁層は同じ基礎材料からなり、また他の
材料も使用できる。

【００９５】絶縁システムの他の例は、積層又は共通重ね巻きのいずれかの場合でも、フィ
ルムや繊維絶縁材料の結合によって得られる。この絶縁システムの例は、市場で
入手できる、いわゆる紙ポリプロプレン積層体、ＰＰＬＰで有るが、フィルムや
繊維部分の各種の他の組み合わせも可能である。このシステムにおいては、例え
ば無機油のような各種の含浸材が使用できる。

【００９６】

【発明の効果】

本発明は、電気巻線が特定の方法で乾式燥絶で製造される電気機器、電動機、
発電機、変圧器を構成するため特定の技術に基づくものである。これにより変圧
器の除去や、また前述のように通常の電気機器にある本質的な欠点もない変圧器
を構築することができる。

【００９７】電源システムは、配電網から、通常架空懸垂線からなる牽引電源線に電力を伝
送するように配置された、単一設備内の各種型の機器を有している。又一般に通
常の機器と結合される一つ以上の特定機器を具備している。

【００９８】本発明が関連する型の機器は、変換装置として働く変圧器又は電動機発電機で
ある。もちろんこれらの変形は、組み合わせ結合される。

【００９９】本発明による電源システムやコンポーネントは、各種の鉄道システムの要求に
適合できるもので、且つその適用できる変型に関しては、異なる電圧レベルや異
なる周波数の鉄道について、且つ同期や非同期電動機オペレーション双方にと同
様に交流や直流電流システム双方について、外部電源又はそれ自体の発電システ
ムを具備する鉄道システムを意図している。

【０１００】変圧器が必要とみなされる場合には、本発明の目的は、変圧器は設備内に具備
された他の電気機器に対応する方法で、同様な型のケーブルを用いて製造される
ものである。

【０１０１】前記目的を満足することによって得られる利点は、中間の油入り変圧器を無く
し、無効電力を消費するリアクタンスを無くすことができることである。又利点
は回転補償があるので電力網の品質が高められる。本発明による設備に関しては
、過負荷容量はいわゆる＋１００％まで増加する。制御領域は既存の技術より大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による設備内の電気機器の固定子のセクタの概略端面図を示すものであ
る。

【図２】図１による固定子の巻線に使用されるケーブルのステップ状に露出された端面
図を示すものである。

【図３】本発明により巻回された変圧器を含む電源システムの概略回路結線図を示すも
のである。

【図４】回転変換装置を有する電源システムの概略回路結線図を示すものである。

【図５】図４に示す電源システムの他の実施の形態を示すものである。

【図６】回転変換装置を有する電源システムの他の実施の形態を示すものである。

【図７】図６に示す電源システムの他の実施の形態を示すものである。

【図８】回転変換装置を有する電源システムの更に他の実施の形態を示すものである。

【図９】フィルタと負荷バランス装置からなる通常の電源システムを示すものである。

【図１０】図９のシステムを置換するのに適する本発明の実施の形態を示すものである。

【図１１】図１０の実施の形態をより詳細に示す回路図を示すものである。

【図１２】ブースタ変流器に適用した本発明の実施の形態を示すものである。

【図１３】静止変換装置を含む本発明の実施の形態を示すものである。

【符号の説明】

１固定子のセクタ２回転子３コアのヨーク部分５溝６ケーブル３１導体３２半導電層３３絶縁層３４第２の半導電層３５部分絶縁体３６素線４０３相高電圧配電線４１変圧器ステーション４２変圧器ステーション４４変圧器４５変圧器４６スィツチギア４７スィッチギア４８、４９、５０架空懸垂線５１変換装置ステーション５２変換装置ステーション５３周波数変換装置５４回転変換装置６６回転変換装置６９回転変換装置１００単巻変圧器１０１スィッチギア１１０ブースタ変流器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｋ 47/20 Ｈ０２Ｋ 47/20 // Ｈ０１Ｆ 27/28 Ｈ０１Ｆ 27/28 Ｌ 27/32 27/32 Ｚ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，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，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ソーステン、シュッテスエーデン国ベステロス、バンガタン、５ビー (72)発明者ラルス、ウォルフリッドソンスエーデン国ベステロス、インファンテリガタン、52 Ｆターム(参考） 5E043 AA01 AB01 BA01 5E044 CA01 CA10 CB10 DA08 5G066 AA20 5G309 LA08 LA20 LA21 MA12 5H604 AA01 DA17 DB03 DB15 DB26 PD07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３相高電圧配電線と、前記配電線の３相の内の２相に接続され、または、３相を２相に変換（例えば
スコット結線）する対称化装置に接続され、巻線を有する変圧器を有する変圧器
ステーションと、前記変圧器ステーションにより給電される軌道電源線と、を備えた軌道用電源システムであって、前記巻線は、少なくとも２層の半導電層とこれらの半導電層の間に設けられた
固体絶縁体とを有する絶縁を有し、且つ前記半導電層のそれぞれは実質的な等電
位面を形成することを特徴とする電源システム。
【請求項２】３相高電圧配電線と、前記配電線の３相に接続され且つ巻線を有する回転変換装置と、前記回転変換装置により給電される軌道電源線と、を備えた軌道用電源システムであって、前記巻線は、少なくとも２層の半導電層とこれらの半導電層の間に設けられた
固体絶縁体とを有する絶縁を有し、且つ前記半導電層のそれぞれは実質的な等電
位面を形成することを特徴とする電源システム。
【請求項３】前記配電線と前記回転変換装置との間に高電圧スィッチギアが接続されたこと
を特徴とする請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】前記スィッチギアと前記回転変換装置との間に変圧器が接続されたことを特徴
とする請求項３に記載の電源システム。
【請求項５】前記軌道電源線に給電される周波数は、２５Ｈｚ又は１６^２／３Ｈｚである
ことを特徴とする請求項２、３及び４のいずれか１つに記載の電源システム。
【請求項６】３相高電圧配電線により給電され且つ巻線を有する回転変換装置を備え、前記
回転変換装置は、単相軌道電源線に給電し、また、一つ以上の追加の変圧器を介
して前記軌道電源線に接続された高電圧中間線に第１の変圧器を介して給電する
、軌道電源システムであって、前記巻線は、少なくとも２層の半導電層とこれらの半導電層の間に設けられた
固体絶縁体とを有する絶縁を有し、且つ前記半導電層のそれぞれは実質的な等電
位面を形成することを特徴とする電源システム。
【請求項７】前記第１の変圧器の巻線は、少なくとも２層の半導電層とこれらの半導電層の
間に設けられた固体絶縁体とを有する絶縁を有し、且つ前記半導電層のそれぞれ
は実質的な等電位面を形成することを特徴とする請求項６に記載の電源システム
。
【請求項８】前記追加の変圧器の巻線は、少なくとも２層の半導電層とこれらの半導電層の
間に設けられた固体絶縁体とを有する絶縁を有し、且つ前記半導電層のそれぞれ
は実質的な等電位面を形成することを特徴とする請求項６または７に記載の電源
システム。
【請求項９】巻線を有し且つ３相高電圧配電線により給電される回転変換装置を備え、前記
回転変換装置は、単相低電圧軌道電源線と、一つ以上の変圧器を介して前記軌道
電源線に接続された高電圧中間線とに給電する、軌道電源であって、前記巻線は、少なくとも２層の半導電層とこれらの半導電層の間に設けられた
固体絶縁体とを有する絶縁を有し、且つ前記半導電層のそれぞれは実質的な等電
位面を形成することを特徴とする電源。
【請求項１０】前記変圧器は、少なくとも２層の半導電層とこれらの半導電層の間に設けられ
た固体絶縁体とを有する絶縁を有し、且つ前記半導電層のそれぞれは実質的な等
電位面を形成する、巻線を有することを特徴とする請求項９記載の電源。
【請求項１１】巻線を有し且つ３相高電圧配電線により給電される回転変換装置を備え、前記
回転変換装置は変圧器に給電し、前記変圧器は軌道電源線に給電する電源システ
ムであって、前記巻線は、少なくとも２層の半導電層とこれらの半導電層の間に設けられた
固体絶縁体とを有する絶縁を有し、且つ前記半導電層のそれぞれは実質的な等電
位面を形成することを特徴とする電源システム。
【請求項１２】前記回転変換装置は、同期型であることを特徴とする請求項２〜１１のいずれ
か１つに記載のシステム。
【請求項１３】前記回転変換装置は、非同期型であることを特徴とする請求項２〜１１のいず
れか１つに記載のシステム。
【請求項１４】前記回転変換装置は、電動機と発電機機能とを共に有する単一の機器を備える
ことを特徴とする請求項２〜１３のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１５】前記回転変換装置は、位相変換装置を有することを特徴とする請求項１４に記
載のシステム。
【請求項１６】前記変圧器は、少なくとも２層の半導電層からなる絶縁層を備える巻線を有し
、各層はほぼ等電位面を提供し、且つ前記半導電層間に固体絶縁層を具備するこ
とを特徴とする請求項１１に記載の電源システム。
【請求項１７】巻線を有し且つ軌道電源線と中性線との間に接続された少なくとも１つの単巻
変圧器を備えた軌道用電源システムであって、前記巻線は、少なくとも２層の半導電層とこれらの半導電層の間に設けられた
固体絶縁体とを有する絶縁を有し、且つ前記半導電層のそれぞれは実質的な等電
位面を形成することを特徴とする電源システム。
【請求項１８】巻線を有し且つ軌道電源線と戻り導体との間に接続された少なくとも１つのブ
ースタ変流器を備えた軌道用電源システムであって、前記巻線は、少なくとも２層の半導電層とこれらの半導電層の間に設けられた
固体絶縁体とを有する絶縁を有し、且つ前記半導電層のそれぞれは実質的な等電
位面を形成することを特徴とする電源システム。
【請求項１９】それぞれが巻線を有する２個の変圧器の間に接続された静止周波数変換装置を
備えた軌道用電源システムであって、前記巻線は、少なくとも２層の半導電層とこれらの半導電層の間に設けられた
固体絶縁体とを有する絶縁を有し、且つ前記半導電層のそれぞれは実質的な等電
位面を形成することを特徴とする電源システム。
【請求項２０】前記層の少なくとも１つは、前記固体絶縁体と実質的に同じ熱膨張係数を有す
ることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２１】前記変圧器または前記回転変換装置の磁気回路のコアにおける磁路は、積層さ
れたシート板、荒い鍛造鉄、鋳造鉄及び粉末焼結の鉄の少なくともいずれかから
なることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２２】少なくとも１つの導体（３１）を取り囲む最も内側の前記半導電層（３２）は
、前記導体（３１）と実質的に同じ電位にあることを特徴とする請求項１〜２
１のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２３】外側の前記半導電層（３４）は、選択された電位に接続されていることを特徴
とする請求項１〜２２のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２４】前記選択された電位は、接地電位であることを特徴とする請求項２２に記載の
システム。
【請求項２５】前記巻線の電流を通す導体は、複数の素線を有し、前記複数の素線のうちの僅
かのもののみが互いに絶縁されていないことを特徴とする請求項１〜２４のいず
れか１つに記載のシステム。
【請求項２６】前記巻線と、前記システム装置間に流れる高電圧電流用の永久的に絶縁された
接続導体とは、高電圧用の固体絶縁を有するケーブル（６）を用いて形成され、
少なくとも２層の半導電層（３２，３４）と、絶縁され又はされていない素線（
３６）とを有することを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１つに記載のシス
テム。
【請求項２７】前記高電圧ケーブル（６）は、３０ｍｍ^２以上３０００ｍｍ^２以下の導体面積
を有し、且つ１０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下のケーブル外径を有することを特徴と
する請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】前記巻線は、１０ｋＶ以上８００ｋＶ以下の定格電圧を流すことを特徴とする
請求項１〜２７のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２９】前記定格電圧は３６ｋＶより高いことを特徴とする請求項２８に記載のシステ
ム。
【請求項３０】前記定格電圧は７２．５ｋＶより高いことを特徴とする請求項２８に記載のシ
ステム。