JP2001526454A - 高電圧巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 接続された多数の電線からなる電気的に絶縁された電線（１０）を有する電気機械の一部である高電圧巻線、製造、組立てまたは修理の際に絶縁導体を接合する方法、およびそのような高電圧巻線を有する電気機械である。多数の電線からなる絶縁された電線は、電気的に互いに絶縁された複数の導体電線（１２、２３、３３、４３ａ、４３ｂ、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、６３、７３）即ち素線を有した芯線と、多数の電線からなる複合導体の周りに設けられた多層の電線絶縁とを備える。電線絶縁は、導体を囲む第１の内側の半導電層（１４）と、この内側の半導電層の周りに設けられる固体絶縁層（１６）と、この固体絶縁層を囲む第２の外側の半導電層（１８）とを備える。継手は一対のケーブル芯線（２０、３０、５０、６０、７０）を接続しつつ電気的に接触させる。各ケーブル芯線の全ての素線は、継手部分において互いに電気的に接触するように配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 技術分野 本発明は、高電圧巻線を備えるとともに、いくつかの電気技術的な目的、電気
機械に用いられるように構成された、電気的もしくは電磁気的な装置に関する。
「電気機械」という言葉は、変圧器またはリアクトル(reactors)のような静的な
電気機械、および同期機、さらにまた二重形給電機(double fed machines)、非 同期電流整流カスケード機(asynchronous current rectifier cascades)、外側 磁極機(outer pole machines)、同期フロー機(synchronous flow machines)もし
くは交流機(alternating current machines)のような回転電気機械を意味する。

【０００２】 第１の局面において、本発明は、電気機械に含まれ、かつ絶縁された導体を有
する高電圧巻線に関する。より詳しくは、この第１の局面における本発明は、請
求項１の前文による高電圧巻線に関する。具体的には、本発明は、互いに電気的
に絶縁された複数の素線から成る絶縁された導体を有した高電圧巻線に関する。
本出願の目的のため、「高電圧」は発電、電力の送電もしくは分配に用いられる
最高電圧にまでおよぶ電圧を意味する。

【０００３】 第２の局面において、本発明は高電圧巻線に含まれるとともに互いに電気的に
絶縁された複数の素線から成る、そのような絶縁された導体を、製造、取付け、
運用もしくはメンテナンスもしくは修理の際に接続する方法に関する。本発明の
方法は迅速、簡単かつ信頼性があり、さらには接続される導体の部分である素線
同士の良好な電気的な接触を保証し、それによって接続部分における良好な電気
的接触を保証する。

【０００４】 本発明の第３の局面は、接続された、絶縁されているそのような導体を有する
高電圧巻線を備えた電気機械に関する。

【０００５】 発明の背景および従来技術 以下の説明は、電気的な回転機械の部品である高電圧巻線、およびまず第１に
高電圧用ステータ巻線により、従来技術および本発明の両方に主として関連する
とともにそれらを例示するが、本発明は本質的に変圧器およびリアクトルのよう
な静的な機械を含む電気機械の全てのタイプに適用することができる。本出願に
おいて「高電圧巻線」という表現は、２０〜８００ｋＶ、好ましくは３６ｋＶを
超える電圧レベルで使用される巻線を意味する。そのような高電圧巻線を含む変
圧器およびリアクトルは、２つもしくはそれ以上のシステム間で電力を送電しも
しくは分配するために電気エネルギーの交換に用いられ、高電圧巻線はそれ自体
は公知の方法で電磁誘導のために用いられる。本発明の高電圧巻線を備える変圧
器およびリアクトルは、数百ｋＶＡから１０００ＭＶＡ超えまでにおよぶ定格電
力、および数ｋＶから４００〜８００ｋＶもしくはそれ以上に達する最も高い送
電電圧におよぶ定格電圧のために主として用いられることが意図される。

【０００６】 課題とする電圧レベルのための高電圧巻線であって、発電機のような回転機械
に配置される公知の技術に基づくものは、多数の絶縁された矩形の銅製電線から
成っている。ステータ巻線において、これらの電線素線は、その位置が置き換え
られ、すなわち場所を互いに交換するとともに共通の絶縁物によって囲まれ、そ
れによって導体の束の断面形状が矩形となるように電線および絶縁が配置される
。より小さな渦電流損失をもたらすので、矩形の銅製導体が用いられている。そ
のような発電機は、１５ｋＶから最高３０ｋＶに達する電圧用に一般的に設計さ
れているが、この電圧は通常は上限と見なされている。その結果として、発電機
は、一般的に１３０〜４００ｋＶまで電圧を高める変圧器を介して送電ネットワ
ークに接続されている。

【０００７】 まだ公開されていない国際特許出願ＰＣＴ／ＳＥ９７／００８７４において先
に開示されているような、電力送電に用いられるケーブルのそれと同じタイプの
電気的な絶縁を有する、絶縁された導体を含むように高電圧巻線を構成すること
により、（前記導体は以下の本出願において高電圧ケーブルと称される）、送電
に用いる電力ネットワークに対して中間変圧器なしに直接接続することが可能と
なる電圧レベルまで、機械の電圧を高めることができるようになった。そのよう
なケーブルおよびその内部構造、製造および組付けは、まだ公開されていない先
の国際特許出願ＰＣＴ／ＳＥ９７／００８７４、ＰＣＴ／ＳＥ９７／００８７７
、ＰＣＴ／ＳＥ９７／００９０１、ＰＣＴ／ＳＥ９７／００９０２、ＰＣＴ／Ｓ
Ｅ９７／００９０３に記載されている。このケーブルは、しばしば円形の断面形
状を有する素線であって、銅、アルミニウムもしくは他の適切な金属、またはア
ルミニウムもしくは銅を主成分とする合金のような合金から製造される多くの素
線を有している。好ましくは４ｍｍ未満の直径を有する電線が用いられる。これ
らの薄い素線は、第１の内側の半導電層と、好ましくは架橋ポリエチレン組成物
から成る電気絶縁層、および第２の外側の半導電層とによって囲まれる導体を形
成するために配置される。

【０００８】 このように、本発明の高電圧ケーブルは、電力分配に用いられる高電圧電線を
囲んで、例えば摩耗やその他の損傷から機械的に保護するような外側の保護シー
スを備えていない。本発明の高電圧ケーブルは、外側の半導電層の外部にいかな
る外側絶縁層も呈していない。そのような高電圧ケーブルから成る高電圧巻線を
備えた回転電気機械は、まだ公開されていない上記の国際特許出願に詳細に記載
されている。そのような高電圧ケーブルの使用は、機械をこれらの高電圧巻線に
適合させること、すなわち外側の半導電層を機械の内部で接地させると同時に、
部分放電のリスクおよび接地される外側の半導電層の機能を考慮し、この層内に
誘発される渦電流の結果として生じる熱損失を減少させるために、この層の固有
抵抗をかなり増加させる手段が取られることを前提とする。

【０００９】 また、高電圧ケーブルが配置される巻線スロットは、好ましくは絶縁のための
場所を得るためにより深く形成されるが、このことは自然共振の発生を防止する
とともに冷却を提供するために他の構造上の変化につながるものである。高電圧
ケーブルのスロット内への導入および固定、外側の保護シースを欠いたこの特殊
な高電圧電線の取り扱いに関連する全ての機械的な摩耗および外側の絶縁もまた
、対策が取られることを要求する。導体は、その外側の半導電層に損害を与える
ことなしに凹部内に導入されなければならず、さらに接地接続もまた無事でなけ
ればならない。

【００１０】 また、素線およびそれらの内側半導電層への接続が、電力送電に用いる一般的
な絶縁された高電圧ケーブルとは異なっている。これらの送電用ケーブルとは対
照的に、高電圧巻線の一部であるケーブルは磁場にさらされ、損失を伴う電流を
誘導する。したがって、そのようなケーブル内の少なくともいくつかの素線は、
全ての素線が互いに電気的に絶縁されるように電気的な絶縁表面層を有し、もし
くは電気的な絶縁コーティングを有するように構成される。しかしながら同時に
、内側の半導電層と接触する層内の少なくとも一つの素線は、内側の半導電層と
電気的に接触するように構成される。このようにして、内側の半導電層が作動時
に本質的に素線と同じ電位を有することが保証されるとともに、導体内の均一な
電流分布が保証されてうず電流損が防止される。このことは、好ましくは、一対
の非絶縁の電線が電気的に接触しないように配設された高電圧ケーブルの内部に
、絶縁された素線および非絶縁の素線の両方を用いることによって達成される。

【００１１】 使用される絶縁層は、高電圧ケーブルの製造および組付けの間、すなわち好ま
しくは最高２２０℃までの温度において安定していなければならない。絶縁層は
また、電気機械の使用の間は安定していなければならない。適切な絶縁は、絶縁
塗料、例えばホルムアルデヒドをベースとする塗料や、ポリエステル、ポリエス
テルイミド、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、熱硬
化性樹脂、押出し成形される熱可塑性プラスチック、酸化物、窒化物等の製造可
能かつ付加可能なもの、ケイ酸塩または他のセラミック化合物であり、好ましく
は薄い表面層を堆積させるための公知の表面コーティングまたは堆積技術によっ
て付加され、強度と緻密性および充分な粘着力を呈する薄い層を生成するもので
ある。

【００１２】 上述したように、本発明の高電圧巻線に含まれる高電圧の電線は、外側の絶縁
および／または外側の保護シースを欠いているので、機械的な歪および特に外側
の半導電層の摩耗を、製造、貯蔵および取付けの間に最小としなければならない
。従って、ステータ巻線のような巻線として組み付けるときには、長い高電圧ケ
ーブルをその全長にわたってスロット内に引き通すことができないことは明らか
である。高電圧巻線は１０ｋｍにもおよぶ長さの高電圧ケーブルから成っている
。したがって、高電圧ケーブルは適当な部分に小分けされ、その後に接続される
。そのため継手の数はしばしば大きいものとなる。同時に、これらの継手が電線
の電気的な特性におよぼす影響が最小限であることが求められるため、高電圧ケ
ーブルの部品である全ての素線と接触することが保証されなければならない。絶
縁された素線から絶縁を取り除くための剥離もしくは類似の機械的な方法は、し
たがって時間を費やすものであり経済的に問題である。熱分解もしくは燃焼のよ
うな高温処理による絶縁の除去は残留物を残すため、機械的な接続および電気的
な接触の両方に影響する。例えばエッチング液もしくは溶解液への浸漬のような
化学的処理の使用は、素線の表面上に絶縁および／または使用した薬剤が残存す
ることにつながる。

【００１３】 本発明 本発明の目的は、容易に適用可能で信頼性のある継手を有した高電圧巻線を提
供することにある。この継手は、そのような高電圧の巻線を含む電気機械の製造
、組立てもしくは修理の際に、容易にかつ再使用可能に用いることができるよう
に構成されなければならない。このことは、請求項１の特徴部分の構成要件によ
って特徴づけられた請求項１の前文による高電圧巻線によって達成される。本発
明の目的はまた、高電圧巻線に含まれるとともに互いに電気的に絶縁されている
複数の素線から成る絶縁された導体を、製造、組立て、使用またはメンテナンス
もしくは修理の際に接続する方法を提供することにある。このことは、請求項１
４の特徴部分の構成要件によって特徴づけられた請求項１４の前文によって達成
される。加えて、本発明の目的はそのような高電圧巻線を備える電気機械を提供
することにある。そのような機械は請求項２６において定義される。

【００１４】 本発明による電気機械用の高電圧巻線は、少なくとも一ヶ所で接続された、多
数の素線からなる、電気的に絶縁された導体を有し、多数の素線から成る絶縁さ
れた導体は、電気的に絶縁された複数の導体電線、素線を有した芯線と、多数の
素線からなる導体芯線の複合体の周りに設けられた、前記導体を電気的に絶縁す
るための多層の導体絶縁と、を備え、前記導体絶縁は、前記導体芯線を囲む内側
の半導電層と、この内側の半導電層の周りに設けられた固体絶縁層と、この固体
絶縁層の外側に設けられる第２の外側の半導電層とを有し、全ての前記素線は継
手において互いに電気的に接触する、ことを特徴とする。高電圧巻線に関する本
発明の局面の更なる実施例は、請求項２〜１３の構成要件によって特徴づけられ
る。本発明の方法に関する更なる発展は、請求項１５〜２５の構成要件によって
特徴づけられる。

【００１５】 高電圧巻線を有する電気機械は、接続された多数の素線から成る電気的に絶縁
された電線を有するとともに、その継手は電気的に接触して互いに接続される一
対の部分導体を呈し、かつ本発明に基づいて多数の素線から成る絶縁された電線
が設けられる。この電線は、互いに電気的に絶縁された複数の導体電線（素線）
を有する導体と、多数の電線からなる複合導体の周りに配置された多層のケーブ
ル絶縁と、を有する。このケーブル絶縁は、前記導体を囲む第１の内側の半導電
層と、この内側の半導電層の周りに配置された固体絶縁層と、この固体絶縁層を
囲む第２の外側の半導電層と、を備え、各ケーブル芯線の全ての素線は接続され
た部分において互いに電気的に接触するように配置される。このことは、好まし
くは、安定した導電性の接続部を有するように構成されたケーブル芯線の一方も
しくは両方によって達成される。その接続部は、ケーブル芯線を構成する全ての
素線を結合して電気的に絶縁するように、ケーブル芯線の端面に取り付けられて
いる。あるいは、このことは素線間に安定した電気的な接点を確立することによ
って達成される。

【００１６】 本発明の一実施例によれば、例えばケーブル芯線の端面に対して金属ハンダの
ような、密着性で導電性の接着剤相の層を設けることにより、安定した導電性の
接続部が提供される。好ましくは、銀を主成分とする軟かいハンダのような軟か
いハンダが用いられる。ケーブル芯線の端面に設けられる密着性で導電性の接着
剤相の層によって、絶縁された素線が電気的に接触するとともに互いに結合され
ることが保証される。好ましい実施例によれば、導電接着剤相の層は、この層お
よび端面に取り付けられた導電体と結合される。この導電体は、好ましくはケー
ブル芯線上に設けられた接続スリーブの一部である。

【００１７】 他の実施例によれば、固体の導電継手は、ケーブル芯線の端面に設けられて摩
擦溶接によって取り付けられるとともに、素線の全ての端面に対して本質的に金
属的な結合を呈する導電体をから成る。好ましくは、この導電体はケーブル芯線
に設けられる接続スリーブの一部を構成する。

【００１８】 ケーブル芯線内の素線間の安定した電気的な接点は、本発明の一実施例によれ
ば、接続スリーブ内に挿入されるケーブル芯線によって確立される。ここで、絶
縁された素線は、素線同士の間および外側の素線と取付けられた接続スリーブと
の間に安定した電気的な接点が確立されるように、挿入の後もしくは挿入に伴っ
て変形させられる。好ましくは、取付けられた接続スリーブもまた、例えば挿入
されたケーブル芯線の周りを締め付けることによって変形させられる。安定した
電気的接点が確立されることを保証するために、他の実施例によれば、硬質で鋭
い導電性の微粒子がケーブル芯線の端部において素線に塗布され、もしくは絶縁
層に導入される。好ましくは、これらの硬質の導電性の微粒子は、窒化チタンも
しくは炭化チタンのような導電性のセラミックから成り、適切には素線の絶縁に
加えられ、導電接触グリースに分散される。

【００１９】 他の別の実施例によれば、ケーブル芯線の少なくともスリーブ内に挿入された
部分は、ねじりによる素線の絶縁が変形によって、完全にもしくは部分的に取り
除かれる程度にまで変形するように、かつねじられた導体部分の周りでスリーブ
が圧縮されるように、ねじられる。もちろん、全ての素線間に安定した電気的な
接点を確立するために、ねじられるケーブル芯線と硬質で導電性の微粒子とを組
み合わせることは可能である。

【００２０】 一実施例によれば、継手は接続スリーブが設けられた第１のケーブル芯線を有
する。この接続スリーブには、それ自体のおよびケーブル芯線の端面に尖端部が
設けられる。この尖端部は、接続が確立されるときに（第１のケーブル芯線と）
対向する第２のケーブル芯線の内部に突き刺されるようになっている。この第２
のケーブル芯線は、接続スリーブの突き刺された尖端部が第２のケーブル芯線の
すべての素線と電気的に接触するように、締め付け手段によって一体に保持され
る。第１のケーブル芯線の全ての素線の、互いのおよび接続スリーブに対する電
気的な接触は、先に述べた実施例のいずれによっても達成することができる。尖
端部が設けられた接続スリーブを取り付けて接触させた後、接触させた接続スリ
ーブの尖端部を第２のケーブル芯線内に突き刺す。第２のケーブル芯線は、突き
刺された接続スリーブの尖端部が本質的に第２のケーブル芯線の素線の全てと電
気的に接触するように、締め付け手段によって締付けられる。

【００２１】 高電圧巻線を備える電気機械の製造もしくは修理の際に多数の電線から成る電
気的に絶縁された電線を接続するために、本発明による高電圧巻線に含まれる絶
縁された多数の電線の一対のケーブル芯線を接続して電気的に接触させると、継
手の部分である全ての導体電線（素線）は安定して互いに電気的に接触するよう
に構成され、それによって一対のケーブル芯線が互いに電気的に接触することが
保証される。多数の電線から成る絶縁されたケーブルは、互いに電気的に絶縁さ
れた複数の導体電線（素線）および多数の電線導体の周りに配置された多数の層
から成るケーブル絶縁を有した芯線を有している。ケーブル絶縁は、導体を囲む
第１の内側の半導電層と、この内側の半導電層の周りに配置された固体絶縁層と
、この固体絶縁層を囲む第２の外側の半導電層とから成っている。

【００２２】 本発明に係る方法の好ましい実施例によれば導電性の接続部がケーブル芯線の
端面に設けられ、それによってケーブル芯線に含まれる全ての素線が結合されて
互いに安定した電気的な接触が保たれる。好ましくは、このことは導電性の金属
ハンダのような導電性の接着剤相を、多数の電線からなる芯線の端面上に設ける
ことによって達成される。継手の電気抵抗を小さくするために、あるケースにお
いては、ケーブル芯線の端面に接着剤相によって導電体が結合される。このこと
を達成するために、導電体は、ケーブル芯線の端面に取り付けられるとともに、
銀を主成分とするハンダのような軟かいハンダから適切に構成される接着剤相の
層によって、素線の端面に結合されて接触させられる。

【００２３】 あるいは、導電体はケーブル芯線の端面に対して摩擦溶接され、素線の端面に
結合されて接触させられる。好ましくは、導電体は導電材料製の接続スリーブの
一部であり、このような方法で素線の端面に結合されて接触させられる。あるい
は、ケーブル芯線を接続スリーブ内に挿入したときに、素線同士の間および外側
の素線とスリーブとの間の安定した電気的な接触が確立されるように素線を変形
させる。好ましくはまた、適切にはケーブル芯線の周囲を締め付けることにより
スリーブを変形させる。

【００２４】 安定した電気的な接触が確立されることを保証するために、限られた変形のみ
が望まれる場合、もしくは素線に設けた絶縁層が高い柔軟性および粘着力を有し
ており、絶縁層がひび割れすることも取り除かれることもなく、素線間で露出す
る接触面が全くないかもしくは不十分である等の理由がある場合には、本発明に
係る一実施例においては、ケーブル芯線をスリーブ内に導入する前に硬質で導電
性の微粒子を電気的に絶縁された素線に付加する。これらの微粒子はその限られ
た変形によって素線の絶縁を貫通するので、素線同士の間および外側の素線とス
リーブとの間の安定した電気的な接触が硬質粒子によって確立される。微粒子を
付加する好適かつ非常に適切な方法は、導電接触グリースに微粒子を分散させる
ことであり、分散させた微粒子を含む接触グリースを素線に塗布する。もちろん
、微粒子の乾式噴霧もしくは微粒子を分散させた溶媒をスプレーし、浸漬する等
の、任意の他の適切な方法によって微粒子を付加することができる。微粒子はま
た、素線を絶縁するときに素線の絶縁に導入しておくことができ、その場合は、
素線同士の間の電気的な絶縁という既存の要求とこのこととを組み合わせること
ができる。

【００２５】 一実施例によれば、少なくとも素線に設けた絶縁部分が取り除かれるように素
線および素線の絶縁を変形させ、それによってケーブル芯線の素線の間に接触面
を生じさせる。素線および素線の絶縁がねじりによって変形するように、ケーブ
ル芯線を端面の部分でねじると、素線の絶縁が完全にもしくは部分的に取り除か
れるので、そのときにケーブル芯線をスリーブ内に挿入する。その後、スリーブ
を圧縮して少なくともねじった部分の周囲を押圧し、素線同士の間および外側の
素線とねじった部分のスリーブとの間の安定した電気的な接触を確立させる。も
ちろん、上述したように、充分なおよび充分に安定した電気的な接触が確立され
ることが保証されるように、ケーブル芯線を硬質の微粒子の存在下でねじること
ができる。

【００２６】 また、他の素線を支持する素線に接触表面が生じるとともに、絶縁物や処理媒
体が本質的に残留しないような、少なくとも素線上に存在する絶縁部分の素早い
除去を提供する方法を使用することが適している。例えば、ケーブル芯線を急速
に冷却することで、絶縁がもろくなって完全にもしくは部分的にひびができるよ
うにすると、その結果、フレーキングによって素線の表面の少なくとも一部分が
露出する。このフレーキングは、低温処理に伴ってもしくは引き続く変形によっ
て生じる。好ましくは、この低温処理は、ケーブル芯線の端部を冷却空気もしく
はガス流、例えば液化窒素のような過冷却液体、またはドライアイスにさらすこ
とによって、あるいはガスが膨張するときに生じる冷却（Ranｋの法則）によっ て実行される。

【００２７】 一つの実施例においては、第１のケーブル芯線を尖端部部が設けられた接続ス
リーブに導入させて接触させる。尖端部が意味するものは、第２のケーブル芯線
内に突き刺したときに、直接的にもしくはこの突き刺された尖端部の周囲の第２
のケーブル芯線を締め付けた後に、第２のケーブル芯線内に存在する全ての素線
との電気的な接触を提供する適切な形状の突出手段を接続スリーブが備えるとい
うことである。第１のケーブル芯線の全ての素線の、互いのおよび接続スリーブ
に対する電気的な接触は、先に述べたいずれの方法によっても達成される。尖端
部を有する接続スリーブを適用して接触させた後に、接触させた接続スリーブの
尖端部を第２のケーブル芯線の内部に挿入すると、第２のケーブル芯線は、挿入
の時点もしくはその後で、突き刺された接続スリーブの尖端部が本質的に第２の
ケーブル芯線の全ての素線と接触するように、締め付け手段によって一体に締付
けられる。

【００２８】 本発明はまた、高電圧巻線を備える電気機械に関する。好ましくは高電圧巻線
を備える電気機械は、発電機、変圧器、リアクトルもしくは電力生産のためのプ
ラント、電力送電のためのプラント、または生産者から消費者への電力分配のた
めのネットワークのような、電力の発電、送電もしくは分配のために構成される
。本発明はまた、電気的な機械、例えばモータ、変圧器、リアクトル、もしくは
より大きな工業プラントのような電力の大消費者に設置される任意の他の機械に
関する。

【００２９】 図面 本発明は、以下により詳細に説明されるとともに図面を参照しつつ好適な実施
例に関して例示される。 なお、図４ａにおいては、硬質で導電性の微粒子を含む化合物が絶縁被膜に取
り付けられているが、図４ｂにおいては、素線間に安定した電気的な接触が確立
されるように、それは変形の後に絶縁被膜を貫通している。 また、図５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄにおいては、安定した電気的な接触がね
じり加工によって素線の間の確立されている。 そして、図６においては、第１のケーブル芯線は、第２のケーブル芯線内に突
き刺される尖端部を有した接続スリーブを備えている。

【００３０】 図の説明 図１に示される高電圧ケーブル１０は、複数の導電ワイヤすなわち素線１２を
呈する導体を有している。素線１２は、好ましくは直径４ｍｍ未満の円形の断面
形状を呈するとともに、銅もしくはアルミニウムまたは導電性の金属を主成分と
する合金のような導電性金属から成っている。これらの素線１２は、高電圧ケー
ブル１０の中心に配置されるとともに、中心から外側に向かって第１の内側の半
導電層１４、管状の絶縁体１６および第２の外側の半導電層１８からなる絶縁シ
ステムによって囲まれている。

【００３１】 図１に示される実施例においては、管状の絶縁体１６は押出し成形された、例
えば架橋ポリエチレン組成物のような架橋ポリマー組成物から成っている。また
、一対の半導電層は、絶縁体と一緒に押出し成形されたポリマー層から構成され
るが、導電性の微粒子または導電性ポリマー、すなわち固有の電気伝導率を有し
たポリマーの形の充填剤を含んでいる。好ましくは、特定の充填剤、例えばすす
の微粒子、黒鉛もしくはその他の導電性炭素変成物、銀、銅、アルミニウム、ニ
ッケルのような金属、もしくは、これらの合金、または、これらの組み合わせ、
あるいは炭化物もしくは窒化物のような導電性のセラミックが用いられる。

【００３２】 さらに、いくつかの素線１２は薄い絶縁層１１と共に配置され、それによって
全ての素線が互いに電気絶縁によって互いに電気的に絶縁されているが、少なく
とも一つの素線１１ａが内側の半導電層１４と電気的に接触している。このこと
は、図１の高電圧ケーブル１０において実施されているが、それは絶縁された素
線および絶縁されていない素線の両方を有し、絶縁されていない素線どうしが電
気的に接触しないように配置されている。用いられている絶縁層１１は、高電圧
ケーブル１０の製造および組込みの間、好ましくは最高２２０℃に至る温度にお
いて安定している。適切な絶縁は、絶縁塗料、例えばホルムアルデヒドをベース
とする塗料や、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリウレタン、ポリアミド
、ポリイミド、ポリアミドイミド、熱硬化性樹脂、押出し成形される熱可塑性プ
ラスチック、酸化物、窒化物等の生成可能かつ適用可能なもの、ケイ酸塩または
他のセラミック化合物であり、好ましくは薄い表面層を堆積させるための公知の
表面コーティングまたは堆積技術によって付加され、強度と緻密性および充分な
粘着力を呈する薄い層を生成する。

【００３３】 図２ａには、本発明に係る一実施例の高電圧巻線を接続する継手の一部となる
ように構成されたケーブル芯線が示されている。ケーブル芯線２０は、図１に示
されるタイプの高電圧ケーブルから成っている。ケーブル芯線２０の端面２１の
上には、密着性で導電性の接着剤相の層２５、例えば金属ハンダが設けられてい
る。好ましくは柔らかいハンダ、例えば銀を主成分とする柔らかいハンダが用い
られる。ケーブル芯線の端面２１に設けられた密着性で導電性の接着剤相の層２
５は、ケーブル芯線に含まれる全ての素線２３を電気的に一体に結びつけている
。図２ｂに示される実施例においては、導電接着剤相の層２５は、端面２１およ
びこの層２５に取り付けられた導電体２６に接続されており、かつ導電体は好ま
しくはケーブル芯線２０に取り付けられた接続スリーブの一部分である。

【００３４】 図３に示される本発明に係る他の実施例のケーブル芯線３０においては、導電
体３５は、ケーブル芯線の端面３１に摩擦溶接によって接続されて電気的に接触
している。この結果として生じる接続は、すべての素線３３の端面に対する本質
的に金属的な結合を呈するとともに、全ての素線に対する安定した電気的な接触
を構成する。図３に示される実施例は、素線３３を一体に保持するための円筒状
ホルダ３８を有している。好ましくは、導電体３５はケーブル芯線３０に取り付
けられた接続スリーブの一部である。

【００３５】 本発明に係る特殊な実施例によれば、接続スリーブに導入されるケーブル芯線
において、ケーブル芯線の素線の間の安定した電気的な接触が確立される。すな
わち、ケーブル芯線を構成する絶縁された素線は、素線同士の間および外側の素
線と取り付けられた接続スリーブとの間に安定した電気的な接触が確立されるよ
うに、挿入の後もしくは挿入の際に変形されるからである。また、取り付けられ
た接続スリーブは、挿入された電線の周囲を締めつけることによって変形される
。

【００３６】 図４ａおよび図４ｂは、本発明の一実施例を構成する、中間絶縁４４ａ、４４
ｂを有した一対の素線４３ａ、４３ｂを詳細に示している。硬質で導電性の微粒
子４８を含む化合物４７が図４ａの絶縁層として適用されるとともに、図４ｂに
示すように、素線４３ａと４３ｂとの間に安定した電気的な接触が確立されるよ
うに、それらは変形後に絶縁層４４ａ、４４ｂを貫通する。好ましくは、これら
の硬質で鋭い導電性の微粒子４８は、例えばチタンの窒化物または炭化物のよう
な導電性のセラミックスを含むとともに、導電性の接触グリース４７内に分散さ
れて素線の絶縁に塗布される。

【００３７】 図５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄに示されるさらに他の実施例においては、ケー
ブル芯線５０の少なくともスリーブ５５内に挿入される部分５９がねじり加工さ
れる。これにより、ねじられる部分５９の素線５３、５３ａ、５３ｂ、５３ｃが
ねじりによって変形して素線の絶縁５４、５４ａ、５４ｂ、５４ｃが完全にまた
は部分的に取り除かれるように、また、ねじられる導体部分の周囲のスリーブが
圧縮されるようになされる。以上、図５ｄの詳細図を参照。

【００３８】 本発明の図６に示される実施例においては、高電圧巻線の一部分である継手が
、接続スリーブ６５の設けられた第１のケーブル芯線６０を含んでいる。接続ス
リーブ６５は、自らの端面およびケーブル芯線６０の端面６１に尖端部６５０が
設けられているが、この尖端部６５０は、接続が確立されるときに、対向してい
る第２のケーブル芯線７０内に突き刺される。この第２のケーブル芯線７０は、
接続スリーブの突き刺された尖端部６５０が、第２のケーブル芯線の全ての素線
７３と本質的に電気的に接触するように、クランプ７５によって一体に保持され
ている。第１のケーブル芯線６０の全ての素線６３の互いの及び接続スリーブに
対する電気的な接触は、前述した実施例のいずれによっても達成される。尖端部
を有する接続スリーブ６５が、第１のケーブル芯線６０に取り付けられると共に
、このケーブル芯線６０に含まれる素線６３と接触するようにされた後、接続ス
リーブの尖端部６５０が第２のケーブル芯線７０内に突き刺される。他方のケー
ブル芯線７０は、接続スリーブの尖端部６５０が、第２のケーブル芯線の全ての
素線７３と本質的に電気的に接触するように、締め付け手段７５によって一体に
結合される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による高電圧巻線に含まれるタイプの高電圧ケーブルの断面形状を示す
図。

【図２ａ】 本発明の一実施例に含まれるとともに、素線の端面に取り付けられた電気絶縁
材料層とともに配置された、本発明に係る一実施例のケーブル心線を詳細に示す
図。

【図２ｂ】 導電性の接着材相によって素線の端面に取り付けられて接触している導電体を
有した他の実施例を示す図。

【図３】 素線の端面に導電体が摩擦溶接された、本発明の実施例に含まれるケーブル心
線を示す図。

【図４ａ】 本発明の実施例に含まれる、中間絶縁を有した一対の素線を詳細に示す図。

【図４ｂ】 本発明の実施例に含まれる、中間絶縁を有した一対の素線を詳細に示す図。

【図５ａ】 ねじり加工によって変形した素線を有するケーブル心線を含んだ本発明の一実
施例を示す図。

【図５ｂ】 ねじり加工によって変形した素線を有するケーブル心線を含んだ本発明の一実
施例を示す図。

【図５ｃ】 ねじり加工によって変形した素線を有するケーブル心線を含んだ本発明の一実
施例を示す図。

【図５ｄ】 ねじり加工によって変形した素線を有するケーブル心線を含んだ本発明の一実
施例を示す図。

【図６】 本発明に係る一実施例の高電圧ケーブルを接続した部分の縦断面図。

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/40 Ｈ０２Ｋ 3/40 ５Ｈ６１５ 15/04 15/04 Ｅ (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，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 オケ、エバーグ スエーデン国ウプサラ、フェンリク、スト ールス、ガータ、88 (72)発明者 ロルフ、グスタフソン スエーデン国ベステロス、カサーンガタ ン、161 Ｆターム(参考） 5E043 AA01 AB01 AB09 5E044 CA01 CA10 CB10 DA08 5G309 MA18 5H603 AA05 BB08 BB09 CA01 FA25 FA26 FA28 FA29 5H604 AA01 BB09 BB10 DA16 DA17 DA20 DA21 DB02 DB03 PB01 PB04 PD07 5H615 AA01 BB06 BB07 PP01 PP13 QQ02 TT36

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接続された多数の電線から成る電気的に絶縁されたケーブル（１０）を備え、
   このケーブルが、一対のケーブル芯線（２０、３０、５０、６０、７０）を互い
   に接続して電気的に接触させる継手を有するような、電気機械のための高電圧の
   巻線において、 前記多数の電線から成る絶縁されたケーブルは、 互いに電気的に絶縁された複数の導体電線（１２、２３、３３、４３ａ、４３
   ｂ、５３、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、６３、７３）すなわち素線を有する芯線と
   、 多数の電線から成る複合導体の周りに設けられた多層のケーブル絶縁と を備え、 前記ケーブル絶縁は、 前記導体を囲む、第１の内側の半導電層（１４）と、 この内側の半導電層の周りに設けられた固体絶縁層（１６）と、 この固体絶縁層を囲む、第２の外側の半導電層（１８）と を有し、 両ケーブル芯線内の全ての素線が前記継手において互いに電気的に接触するよ
   うに配置されている、ことを特徴とする高電圧巻線。
2. 【請求項２】 少なくとも一つのケーブル芯線（２０、３０、４０、６０）が、当該ケーブル
   心線の端面（２１、３１）に設けられた電気伝導接続部（２５、２６、３５、６
   ５）を有し、 前記接続部は、当該ケーブル芯線内の全ての素線（２３、３３、６５）を一体
   に結合して電気的に接触させる、ことを特徴とする請求項１に記載の高電圧巻線
   。
3. 【請求項３】 絶縁された素線（２３）が、前記ケーブル芯線の端面に取り付けられた密着性
   で導電性の接着剤相の層（２５）によって、電気的に接触されると共に一体に結
   合される、ことを特徴とする請求項２に記載の高電圧巻線。
4. 【請求項４】 前記導電性の接着剤相の層（２５）は、金属ハンダから成ることを特徴とする
   請求項３に記載の高電圧巻線。
5. 【請求項５】 前記導電性の接着剤相の層（２５）は、導電体（２６）に対して設けられ且つ
   接続されることを特徴とする請求項２または３に記載の高電圧巻線。
6. 【請求項６】 固体で導電性の化合物が、摩擦溶接によって前記ケーブル芯線の端面（３１）
   に設けられた導電体（３５）を構成し、かつ前記導電体が、全ての素線（３３）
   の端面に対して本質的に金属的な結合を呈する、ことを特徴とする請求項２に記
   載の高電圧巻線。
7. 【請求項７】 前記導電体（２６、３５）は、接続スリーブ（５５、６５）の一部を構成する
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の高電圧巻線。
8. 【請求項８】 １のケーブル芯線が接続スリーブ（５９、６０）内に挿入されるとともに、 このケーブル芯線に含まれる絶縁された素線（５３、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ
   、６３）が変形され、 この変形によって、素線同士の間、および外側の素線と取り付けられた接続ス
   リーブ（５５、６５）との間に安定した電気的な接点が確立される、ことを特徴
   とする請求項１に記載の高電圧巻線。
9. 【請求項９】 前記安定した電気的な接点が、硬質で鋭い導電性の微粒子（４８）から成る、
   ことを特徴とする請求項８に記載の高電圧巻線。
10. 【請求項１０】 前記硬質で鋭い導電性の微粒子（４８）は、窒化チタンもしくは炭化チタンの
    ような導電性セラミックから成る、ことを特徴とする請求項８に記載の高電圧巻
    線。
11. 【請求項１１】 前記硬質で鋭い導電性の微粒子（４８）は、導電性の接触グリース（４７）内
    に分散されて素線の絶縁に塗布される、ことを特徴とする請求項９または１０に
    記載の高電圧巻線。
12. 【請求項１２】 少なくとも部分的（５９）に前記スリーブ内に挿入されたケーブル芯線（５０
    ）がねじられ、ねじられた部分の素線（５３、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ）が変形
    し、素線の絶縁（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ）が前記変形によって完全にもしくは
    部分的に取り除かれ、ねじられた導体部分の周囲で前記スリーブが圧縮される、
    ことを特徴とする請求項８に記載の高電圧巻線。
13. 【請求項１３】 第１のケーブル芯線（６０）が接続スリーブ（６５）を備え、 前記スリーブの端面で前記ケーブル芯線の端面側には、対向する第２のケーブ
    ル芯線（７０）内に突き刺される尖端部（６５０）が設けられ、 突き刺されて接続された前記スリーブの尖端部が前記第２ケーブル芯線の全て
    の素線（７３）と接触するように、前記第２のケーブル芯線が締め付け手段（７
    ５）によって一体に保持される、ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか
    に記載の高電圧巻線。
14. 【請求項１４】 一対のケーブル芯線（２０、３０、５０、６０、７０）を接続作業において互
    いに接続して電気的に接触させることにより、多数の電線から成る電気的に絶縁
    されたケーブル（１０）を、高電圧巻線を備えた電気機械の製造、組立てもしく
    は修理の際に接続する方法において、 前記多数の電線から成る絶縁されたケーブルは、 互いに電気的に絶縁された複数の導体電線（１２、２３、３３、４３ａ、４３
    ｂ、５３、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、６３、７３）すなわち素線を有する芯線と
    、 多数の電線から成る複合導体の周りに設けられた多層のケーブル絶縁と を備え、 前記ケーブル絶縁は、 前記導体を囲む第１の内側の半導電層（１４）と、 この内側の半導電層の周りに配置された固体絶縁層（１６）と、 この固体絶縁層を囲む、第２の外側の半導電層（１８）と を有し、 それらのケーブル芯線内の全ての素線が継手において互いに電気的に接触させ
    られる、ことを特徴とする方法。
15. 【請求項１５】 導電性の化合物（２５、２６、３５、６５）が、前記ケーブル芯線の端面（２
    １、３１）に取り付けられ、それによって、前記ケーブル芯線に含まれる全ての
    素線（２３、３３、６３）が一体に結合されて電気的に接触する、ことを特徴と
    する請求項１４に記載の方法。
16. 【請求項１６】 導電性の接着剤相（２５）が、多数の電線から成るケーブル芯線の端面（２１
    ）に取り付けられる、ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 【請求項１７】 導電性の金属ハンダ（２５）が、多数の電線から成るケーブル芯線の端面（２
    １）に取り付けられる、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 【請求項１８】 接着剤相（２５）によって前記ケーブル芯線の端面に導電体（２６）が結合さ
    れ、 それによって、前記導電体が前記ケーブル芯線の端面（２１）に対して設けら
    れる共に、一体に結合され、かつ前記素線（２３）の端面に対して接触させられ
    る、ことを特徴とする請求項１４，１５，１６または１７に記載の方法。
19. 【請求項１９】 前記ケーブル芯線の端面（３１）に導電体（３５）が摩擦溶接され、 それによって、前記導電体が前記ケーブル芯線の端面に対して設けられると共
    に、一体に結合され、かつ前記素線（５３、６３）の端面と接触させられる、こ
    とを特徴とする請求項１４に記載の方法。
20. 【請求項２０】 導電材料製の接続スリーブ（５５、６５）がケーブル芯線の端面に結合され、
    それによって、前記スリーブが前記ケーブル芯線の端面に対して設けられると共
    に、一体に結合され、かつ前記素線（５３、６３）の端面と接触させられること
    を特徴とする請求項１８または１９に記載の方法。
21. 【請求項２１】 安定した電気的な接点が前記素線同士の間に確立されるように、そららの素線
    （５３、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、６３）を変形させる、ことを特徴とする請求
    項１４に記載の方法。
22. 【請求項２２】 硬質で導電性の微粒子（４８）が、電気的に絶縁された素線（４３ｂ、４３ａ
    ）に付けられ、 前記ケーブル芯線がスリーブ内に挿入され、 前記スリーブおよび前記素線を変形させたとき、前記素線の絶縁（４４ｂ、４
    ４ａ）が前記硬質の微粒子によって貫通され、それにより、前記硬質の微粒子に
    よって前記素線同士の間、および外側の素線と前記スリーブとの間に安定した電
    気的な接点が確立される、ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
23. 【請求項２３】 前記硬質で導電性の微粒子（４８）が、導電性の接触グリース（４７）内に分
    散され、 分散させた微粒子を含む前記接触グリースが前記素線に塗布される、ことを特
    徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 【請求項２４】 ケーブル芯線（５０）が、当該ケーブル芯線の端面の部分（５９）においてね
    じられ、 素線（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ）および素線の絶縁（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ
    ）がねじりによって変形され、 前記ケーブル芯線がスリーブ（５５）内に挿入されると、前記素線の絶縁が完
    全にもしくは部分的に取り除かれ、 ねじられた部分の周りで前記スリーブが圧縮され、それにより、前記素線同士
    の間および外側の素線と前記スリーブとの間の安定した電気的な接点が確立され
    る、ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
25. 【請求項２５】 第１のケーブル芯線（６０）は、尖端部（６５０）が設けられた接続スリーブ
    （６５）内に挿入されて接触させられ、 前記接続スリーブの尖端部を前記第２のケーブル芯線（７０）内に突き刺し、 突き刺される前記接続スリーブの尖端部が、本質的に前記第２のケーブル芯線
    の全ての素線（７３）と接触するように、前記第２のケーブル芯線が締め付け手
    段（７５）によって一体に保持される、ことを特徴とする請求項２１に記載の方
    法。
26. 【請求項２６】 請求項１乃至１３のいずれかに記載の高電圧巻線を備えた電気機械。