JP3448062B2

JP3448062B2 - ３相導体構造

Info

Publication number: JP3448062B2
Application number: JP52001695A
Authority: JP
Inventors: ペツテルソン，ペル
Original assignee: ヴアツテンフアル・アクチエボラーグ
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 2003-09-16
Anticipated expiration: 2018-09-16
Also published as: DE69502813T2; NO963185D0; DK0742967T3; US5736839A; SE9400304L; WO1995020835A1; SE9400304D0; FI963014A; EP0742967B1; NO319703B1; CA2181030A1; AU1722095A; SE501657C2; DE69502813D1; EP0742967A1; NO963185L; FI963014A0; FI115091B; JPH09508518A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、全体的には３相導体構造に関するものであ
り、特別には３相導体構造によって発生する磁場縮小を
行うことを主目的とする、位相導体の位相分割、配置を
使用する方法および構造に関するものである。

技術背景今日、健康への影響を考慮すると共に電子機器への悪
影響を考慮して、３相導体構造付近の磁場を縮小するこ
とが望ましいことは周知のことである。代表的には、３
相導体構造とは、本明細書では、例えば架空式および地
下式動力線、変電所スイッチ装置のバスバー・システ
ム、発電所などの発電機バスバーである。

架空式動力線に関しては、種々の対称的な位相の導体
構造によって磁場を縮小することが試みられてきた。こ
れらの導体構造は、５つあるいは６つに分割された位相
導体を包含し、２つの位相および３つの位相をそれぞれ
２つの位相導体に分割している。その結果、コストがか
かり、高価な構造となる。

３つの位相導体を有する現存の３相導体構造（多くの
場合、発生した磁場を縮小するための合理的な方法によ
る再構築をすることができない）には特別の問題が生じ
る。

発明の目的本発明の主目的は、単純で安価かつ効果的な方法で３
相導体構造からの磁場を縮小する方法を提供することに
ある。

本発明の別の目的は、広範囲にわたる対称型位相導体
配置を必要としない磁場縮小方法を提供することにあ
る。

本発明のさらに別の目的は、平面配置で３つの位相導
体を有する現存の３相導体構造で用いるのに非常に適し
た磁場縮小方法を提供することにある。

本発明のまたさらに別の目的は、磁場の縮小に加え
て、３つの位相導体を有する種々の従来の構造において
位相導体を容易に使用できるようにする方法を提供する
ことにある。

本発明のまたさらに別の目的は、長距離伝送用の３相
構造において、３つの位相導体を有する従来の構造に比
して、伝送能力を高めると共に発生した磁場を縮小する
ことのできる方法を提供することにある。

発明の概要上記の目的は、添付の請求の範囲の各項に述べた特徴
を有する方法、構造、使用方法によって達成し得る。

本発明は、４つの位相導体を有し、そのうちの２つが
同一の位相に接続されてループを形成する非対称構造
が、３つの位相導体からなる従来の構造に比して、本質
的な磁場縮小を驚異的に達成するという知識に基づいて
いる。２つの「分割」された位相導体は、２つの位相導
体の片側で外側において、非分割位相に属する中央にそ
れぞれ配置される。ループは、少なくとも始端で、それ
ぞれ位相分割端で２つの外側位相導体を互いに接続する
ことによって形成される。この接続は、普通の要領で実
施し得る。架空式動力線では、位相導体は、例えば使用
される極構造からのサスペンションに関連してサスペン
ション型クロス接続導体（スラック）からなることがあ
る。バスバーでは、普通、２つの分割された位相導体ま
で延びる各セルの接続バーからなる。

本発明の構造では、位相導体の長さ方向に対して横方
向に見て、４つの位相導体が、延長配置で、好ましくは
少なくとも本質的に平面あるいは直線配置で配置してあ
る。位相導体は、均等に隔たっていると有利であり、必
要な絶縁などの要件を考慮しながらその間隔はできる限
り小さく保たれる。この位相導体構造は、本質的に、水
平でも、垂直でも、または一般的に傾斜していても良
い。

本発明の第１の特徴によれば、磁場縮小の実質的な部
分は、外側の位相導体で形成される非スクリューイング
・ループで循環する電流によって得られる。これらの循
環する電流の発生は、ループに容量性の要素を接続する
ことによって促進することができる。このような容量性
要素としては、例えばコンデンサがあり、これらを好ま
しくは対称的に、すなわちループを形成している両接続
部においてループ形成接続部に接続すると有利である。
架空式動力線では、容量性要素は、例えばクロス接続導
体（スラック）から釣り下げ得る。

３つの位相導体を有する扁平型の位相構造と比べて、
本発明を使用すると、非スクリューイング・ループの場
合に、磁場は通常の値の約三分の一まで縮小し得る。ル
ープに接続した容量性要素によるループのインダクタン
スの最適な補正量（約60％）を使用した場合、磁場をさ
らに半分に縮小することができる。全体的に見れば、磁
場は約六分の一まで減少する。それ故、循環電流は、非
補正の場合の約10％に比べて、位相電流の約20％となり
得るのが普通である。

バー構造では、循環電流は、分割位相のバーに大きな
寸法を与えることによって増大する。補正なしの場合で
も磁場が約８の係数で減少することがわかっている。

ここで、本発明が、本発明に従って採られる距離を再
設定することによって３つの位相導体からなる従来の扁
平型構造を有する動力線の特別な距離から磁場を制御し
ながら縮小するのに用いるのに有利であり得るというこ
とは了解されたい。

ポータル式ラインポールによって支えられる従来の架
空式動力線では、多くの場合、位相間およびポールに必
要な絶縁性を維持しながら、分割によって得られるそれ
ぞれのラインポールの２つのポール脚間に、２つのポー
ル脚部の各外側に１つあて、２つの未分割位相導体を配
置することができることがわかっている。その結果、位
相距離を半分にすることができ、これにより磁場を余分
に半分にすることができ、最大補正も利用する場合に
は、全体的に約二十分の一まで縮小することができる。

埋め込み線においては、多くの場合、３つの普通に隔
たって配置した平行な位相導体の側部に前記３つの位相
導体の最も近いところからの距離（好ましくは前記３つ
の位相導体間の相互距離にほぼ等しい）のところに付加
的な位相導体を配置することは比較的容易である。この
付加的な位相導体は前記３つの位相導体のうちの最も離
れている位相導体に接続されて必要なループを形成す
る。原則として、ケーブル式位相導体、すなわち、何ら
問題もなく交差し得る絶縁式位相導体が用いられるの
で、必要な接続部は何ら問題を発生しない。

また、バー型の位相導体と関連して、原則として、普
通のバー構造を構成する３本のバーと平行に付加的なバ
ーを配置するのに何ら困難はない。

ここで、本発明が新しい構造のためにも再構築のため
にも使用できることはきわめて容易に理解できよう。殊
に長い動力線のためには、本質的に、異なった位相のイ
ンピーダンス間の不平衡を低減する目的でスクリューイ
ングを使用すると便利である。スクリューイングは、３
つの位相を本発明に従って好ましくは等しい長さのライ
ン部分に沿って前後に分割することによって容易に実施
し得る。扁平配置の３つの位相導体を有する普通の構造
と比べて、本発明によるスクリューイング構造は、補正
なしで約20％低い誘導性リアクタンスを生み出し、適切
な補正を行えば約30％低い誘導性リアクタンスを生み出
す。このことにより、伝送能力を、補正なしで約25％、
適切な補正を行って約50％向上させることができる。外
側位相導体の各々が他の２つの位相導体の横断面の少な
くとも半分の横断面を有する場合には全体的な導体横断
面の損失はそれほど大きくない。

本発明の第２の特徴によれば、長い距離にわたる伝送
のためのライン構造に関連して特に有利である磁場縮小
を、損失を避けながら達成することができる。それ故、
上記タイプのラインスクリューイングと一緒にスクリュ
ーイング・ループを用いる。スクリューイング・ループ
は、誘導性リアクタンスが何ら考慮範囲に影響しないよ
うに思える驚異的な発見と同時に、ループ内の循環電流
が回避されることを意味する。こうして得られる磁場縮
小は、普通の３相導体構造と比べて半分であり、伝送能
力は約25％向上する。もしループ補正も利用する場合
（これは可能である）には、伝送能力はもっと向上す
る。

本発明による４導体構造のさらに好ましい効果は、導
体に作用する短絡力が低くなるということである。普通
の扁平型３相導体構造に比べて、３相短絡における力は
動力線の場合に約40％減少し、バーの場合には補正なし
でも約50％減少すると思われる。補正を行った場合、こ
の減少は両方の場合に50％をかなり超えるであろう。

しかしながら、本発明による４本の位相導体を使用す
ることは、３本だけの位相導体を持つ種々の他の構造配
置を必要に応じて提供するのに用いることができる余剰
な状態も意味する。これは、１本の位相導体を例えば故
障、修理などにより一時的に外さなければならない場合
に連続作動を可能とすることができる。もちろん、必要
な位相切り替えや横断接続の遮断／切り替えは実施しな
ければならない。このための準備はスイッチ装置あるい
は他の適当な場所で行われ得る。

本発明の接続可能性を利用するとき、或る場合には、
全体的な最適化の目的で２つの外側位相導体に少なくと
も他の２つの位相導体と同じ横断面を与えると便利であ
るかも知れない。

架空式動力線と関連して、本発明による４つの位相導
体を用いる場合、或る場合には配線が簡略化できる。こ
れは、１本の導体が各ポールの各側にという具合に導体
を２つの個別のポールから対にして吊り下げることがで
き、これにより融通性が増す。

本発明による導体構造はまた、４本の導体をそれぞれ
２本の導体を持つ２つのダイポールに対して使用する直
流伝送へ変換できるという利点も有する。

以下、添付図面を参照しながらいくつかの実施例によ
って本発明をより詳細に説明する。

図面の簡単な説明第１図は、本発明の基本的な実施例を概略的に示す。

第２図は、補正されたループを備える本発明の別の実
施例を概略的に示す。

第３図は、スクリューイングを用いる本発明の第２の
実施例を概略的に示す。

第４図は、ループスクリューイングを用いる本発明の
第４の実施例を概略的に示す。

第５図は、本発明の一実施例による４導体構造へ従来
の３導体構造を改造した例を概略的に示す。

第６図は、第５図の改造で得られた磁場縮小を示す図
である。

第７図は、本発明によるバスバー構造の実施例の概略
斜視図である。

好ましい実施例の説明第１図は、３つの位相Ｒ、Ｓ、Ｔを包含する導体構造
で発生する磁場の縮小のためのライン部分Ｌについてど
のように本発明を用いるかを示している。３つの入力位
相導体１、２、３が扁平位相構造内で平行に延びてい
る。ライン部分Ｌの始端で、Ｒ位相導体１はＳ、Ｔ位相
導体２、３の両側でそれらと平行に延びる２つの位相導
体４、５に分割されている。その際、扁平な位相構造は
保持し、位相導体２、３、４、５間の等しい相互距離も
変えない。ライン部分Ｌの終端で、位相導体４、５は結
合してＲ位相導体１を復活させる。

図示の実施例において、位相導体４は入力位相導体１
の直接的な延長部となっており、ライン部分Ｌの端で、
出力位相導体１は位相導体４の直背的な延長部となって
いる。位相導体５は、それぞれクロス接続部６、７によ
って位相導体４の始端、終端に接続してある。架空式ラ
インに関連して、クロス接続部６、７は、容易にわかる
ように、ライン支持ポール構造と接続して配置した吊り
下がりスラックとして適当に設計してある。

あるいは、出力位相導体１が位相導体５の直接延長部
となっていても良いことは了解されたい。

第２図は、第１図に示すような一般的なタイプの実施
例においていかにして導体４、５、６、７によって形成
されるループのインダクタンスを補正することができる
ようになるかを示している。この補正は、それぞれクロ
ス接続部６、７に接続した容量性要素８、９によって行
われる。これらの要素は、例えば第５図に示すように、
スラックに吊り下げられたコンデンサからなり得る。

第２図の実施例において、出力Ｒ位相導体１は第１図
の実施例と異なり、反対側から始まる。換言すれば、位
相導体５の直接延長部となっている。直ちに明らかとな
るように、これは対称性を改善することになり、２つの
容量性要素８、９がループの半分ずつに配置されること
になる。

第３図は、インピーダンス不平衡を低減する目的のた
めに、本発明を用いる場合にスクリューイングをいかに
して適用できるかを示す実施例を示している。図示の場
合、第１図に示すような基本的な構造を仮定している。
Ｒ、Ｓ、Ｔ位相は、それぞれ部分L/3に沿って分割され
ている。Ｒ位相は第１図に示すように分割されている
が、クロス接続部７は２つの部分７′、７″を有する。
Ｓ位相２は、それ相応に、それぞれクロス接続部13′、
13″および14′、14″によって２つの位相導体11、12に
分割されており、Ｔ位相３はそれぞれクロス接続部1
7′、17″、18によって２つの位相導体15、16に分割さ
れている。

第４図はスクリューイング・ループと関連して本発明
を使用する例を概略的に示している。ここで、Ｒ位相は
２つの位相導体21、22に分割されており、これらの位相
導体は第１図のものと同じタイプの端部クロス接続部2
3、24と共にスクリューイング・ループを形成する。換
言すれば、ループは全体的に８の字形態となっており、
横方向中央のループ部分21″、22″が25のところで互い
に交差しているが、互いに接触はしていない。クロス接
続部21″、22″はライン部分Ｌの中央に位置しており、
クロス接続部23、24と同様の方法で設計しても良い。こ
のループ・デザインは循環電流を何ら発生せず、その結
果、ループ損失を生じさせず、それと共に、誘導性リア
クタンスがそれほど増大することがない。

第５図は３本の位相導体を有する220kV動力線をより
低い磁場を発生するように本発明に従って如何にして再
構築し得るかを示している。ここで導体は、２つのポー
ル31、32と１つのクロスビーム33とからなるポータルタ
イプのラインポールから吊り下げられている。破線は３
つの位相導体Ｒ、Ｓ、Ｔの絶縁体35、36、37からの従来
の吊り下げ状態を示している。第２図による実施例へ再
構築する際に、必要な絶縁性を維持しながら位相距離を
半分に減らせることがわかった。このことは、２つの位
相導体Ｓ、Ｔを山形した絶縁体対41、42および43、44の
それぞれによって適当にポール31、32間に対称的に吊り
下げることができることを意味する。第３の位相Ｒは分
割され、そうしてできた２つの位相導体R/2が同様にそ
れぞれ山形絶縁対45、46および47、48によってポール3
1、32の外側に吊り下げられる。位相導体Ｓ、Ｔ間の位
相距離は、これらの位相導体と外側の位相導体R/2、T/2
のそれぞれとの間の距離に等しい。

２つの外側の位相導体R/2、T/2はスラック導体の形を
しているクロス接続部51によって相互に接続され、この
スラック導体の最下方部にはコンデンサ53が接続してあ
る。

第６図は、導体構造の対称線から側方への距離の関数
として、1.5メートルの地面からの距離のところで測っ
た発生磁場の強さのグラフを示している。このグラフ61
は従来の３導体構造からの磁場を示している。グラフ62
は再構築後に得た４導体構造からの、補正なしの、すな
わちコンデンサ53のない場合の磁場を示している。グラ
フ63は、補正を行った場合、すなわちコンデンサ53を接
続した場合の対応する磁場を示している。容易にわかる
ように、きわめて良好な磁場の縮小が得られている。図
示実施例では、位相距離を半分にしたことも貢献してい
る。すなわち、磁場を半分にしている。

第７図は本発明によるバスバー構造の断片を示してい
る。このバスバー構造は２つの中央配置の普通のバー7
1、72を包含しており、これらのバーはそれぞれ直立接
続バー73、74を介してＲ位相、Ｔ位相に接続してある。
Ｓ位相は２つの外側バー75、76に分割してあり、これら
のバーは直立接続バー77から反対方向に延びるバー部分
78、79を介して直立接続バー77に接続してある。バー7
7、78、79はほぼＹ字形となっている。同様に、バー7
8、79は外側バー75、76の間に相互接続部を構成してい
る。

バー75、76は山形となっており、（垂直方向におい
て）バー73、74よりも幅の広い垂直部分81と、垂直部分
81の上縁から内方へ延びる水平部分82とを有する。これ
らの水平部分82は、いかなる場合にも、クロス接続部7
8、79に対応する位置においてクロス接続部83によって
適当に相互連結されている。容易にわかるように、この
バー構造は非常に安定していると共に、２つの外側バー
が大きな寸法を持てるという利点がある。

フロントページの続き (56)参考文献国際公開94／26013（ＷＯ，Ａ１) ＪＮＡｓｔａｋｈｏｖ他５名, ＵＳＳＲｓｔｕｄｙｏｆｅｉｅｃｔｒｉｃａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆｉｎｃｒｅａｓｅｄｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｒｅｄｕｃｅｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｆｌｕ．．，ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＰｏｗｅｒ＆ＥｎｅｒｇｙＳｙｓｔｅｍ，英国，ＥｌｅｃｔｒＰｏｗｅｒＥｎｅｒｇｙＳｙｓｔ, 1981年１月，Ｖｏｌｕｍｅ３ｎｕｍｂｅｒ１ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02G 7/20 H02G 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】３相電気導体構造からの磁場を低下させる
方法であって、発生磁場を縮小させるために位相導体の
位相分割、配置を用いる方法において、１つの位相を２
つの位相導体に分割し、これら２つの位相導体を未分割
位相の位相導体の各側に１つずつ、横断面で見て延長し
た位相構造となるように配置し、最初に述べた２つの位
相導体を相互に接続してループを形成することを特徴と
する方法。
【請求項２】請求項１記載の方法において、横断面で見
て４つの位相導体を少なくともほぼ扁平または直線の位
相構造として配置したことを特徴とする方法。
【請求項３】請求項１または２に記載の方法において、
４つの位相導体を横断面で見て互いにほぼ等間隔に隔た
った状態に配置したことを特徴とする方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法
において、ループ内、好ましくはループ形成接続部の１
つまたはそれ以上に容量性要素を配置し、それによっ
て、磁場縮小用循環電流の発生を促進することを特徴と
する方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法
において、ループをスクリューイングして少なくともル
ープ内の循環電流をほぼ除去し、ループ損失を回避する
ことを特徴とする方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法
において、３つの位相を好ましくはライン部分に沿って
均等に分割し、位相のインピーダンス間の不平衡を減ら
すスクリューイングを得ることを特徴とする方法。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法
であって、ポータルタイプのラインポールによって支持
された架空式ラインと関連する方法において、２つの未
分割位相導体を各ラインポールの２つのポール脚とこれ
ら２つのポール脚のそれぞれの外側に１つずつ分割する
ことによって得られた２つの位相導体の間に設置するこ
とを特徴とする方法。
【請求項８】請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法
において、地下ラインと関連する方法において、３つの
普通に個別に配置された平行な位相導体の傍らの、前記
３つの位相導体のうち最も近いものからの、前記３つの
位相導体間の相互距離にほぼ等しい距離のところに余分
な位相導体を設置し、この余分な位相導体を前記３つの
位相導体のうちの最も遠い方の位相導体と接続してルー
プを形成することを特徴とする方法。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか１つに記載の方法
において、分割した位相導体のうちの一方あるいは両方
が、他の２つの位相導体あるいはそのうちの一方と共
に、３つの位相導体からなる普通の３相導体構造を構成
し得るように位相導体を配置したことを特徴とする方
法。
【請求項１０】請求項９に記載の方法において、少なく
ともほぼ同じ導体横断面を有する４つの位相導体を使用
することを特徴とする方法。
【請求項１１】ほぼ平行で個別に配置した位相導体を包
含する、電流を３相伝送するための構造であって、４つ
の位相導体からなり、そのうちの２つの中央の個別の位
相導体をそれぞれ１つの位相に割り当て、他の２つの位
相導体を２つの中央位相導体の各側に１つずつ個別に配
置し、相互接続してループを形成し、第３の位相を割り
当てたことを特徴とする構造。
【請求項１２】請求項11に記載の構造において、ライン
の長さに対して横方向に見て、位相導体を少なくとも互
いにほぼ一致するように配置したことを特徴とする構
造。
【請求項１３】請求項11または12に記載の構造におい
て、ループ内に容量性要素を配置して磁場縮小用循環電
流の発生を促進させ、前記容量性要素が好ましくは前記
他方の２つの位相導体間のループ形成接続部に配置して
あることを特徴とする構造。
【請求項１４】３相電気導体構造において少なくともほ
ぼ平行な４つの位相導体を使用する方法であり、２つの
個別の中央配置の位相導体をそれぞれ１つの位相に割り
当て、他の２つの位相導体を第３の位相に割り当て、２
つの中央配置の位相導体の各側に１つずつ個別に配置
し、それらを相互接続してループを形成し、導体構造に
よって発生した磁場を導体構造のループによって取り囲
まれた長さ部分に沿って縮小させ、前記ループのインダ
クタンスを、好ましくは前記ループ内に容量性要素を配
置して循環電流の発生を促進させることによって補正す
ることを特徴とする使用方法。
【請求項１５】３相電気導体構造において少なくともほ
ぼ平行な４つの位相導体を使用する方法であり、２つの
個別の中央配置の位相導体をそれぞれ１つの位相に割り
当て、他の２つの位相導体を第３の位相に割り当て、２
つの中央配置の位相導体の各側に１つずつ個別に配置
し、それらを相互接続してループを形成し、３つの位相
を好ましくはライン部分に沿って均等に分割し、位相の
インピーダンス間の不平衡を低下させるクリューイング
を得、各ループをスクリューイングし、それによって、
ループ内の循環電流を少なくともほぼ除去し、発生磁場
を縮小し、ループ損失を避け、３つの位相導体を有する
普通の導体構造に比べて伝送能力を向上させたことを特
徴とする使用方法。