JPS58144551A - 回転電機の固定子コイル - Google Patents
回転電機の固定子コイルInfo
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- JPS58144551A JPS58144551A JP2642182A JP2642182A JPS58144551A JP S58144551 A JPS58144551 A JP S58144551A JP 2642182 A JP2642182 A JP 2642182A JP 2642182 A JP2642182 A JP 2642182A JP S58144551 A JPS58144551 A JP S58144551A
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- Japan
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- layer
- stator coil
- electric field
- field relaxation
- insulating layer
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/40—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は回転゛電機の固定子コイルに関するもので２
特に、固定子コイル端末部の部分放電あるいは沿面放電
の防止のためにコイル端末部を改良した固定子コイルに
関するものである。
特に、固定子コイル端末部の部分放電あるいは沿面放電
の防止のためにコイル端末部を改良した固定子コイルに
関するものである。
最近の回転電機は高電圧化、単機大容量化および小型軽
量化のすう勢にともない、固定子コイル端末部の゛磁界
緩和が重要な問題となっている。
量化のすう勢にともない、固定子コイル端末部の゛磁界
緩和が重要な問題となっている。
一般に１回転電機の固定子コイルは多数の素線導体を下
固めて成形し、その外周にマイカテープなどの絶縁材料
を巻回したあとエポキシ樹脂などノ合成樹脂を含浸し１
重合およびプレス成形して形成される。
固めて成形し、その外周にマイカテープなどの絶縁材料
を巻回したあとエポキシ樹脂などノ合成樹脂を含浸し１
重合およびプレス成形して形成される。
上記のようにして形成された固定子コイルの端末部の部
分放電あるいは沿面放電を防止する電界緩和法としては
、第１図に示す構成がとられている。すなわち、固定子
コイル３は導体４を主絶縁層５で被覆して形成されてお
り、その主絶縁ｌ１１５の表面には、固定子鉄心ｌのス
ロット２から引キ出された固定子コイル３のインボリュ
ート部にまで導電性塗料を塗布して低抵抗コロナシール
ド層６が施され、さらに、この低抵抗コロナシールド層
６のコイル端末側の主絶縁１ｓの表面における沿面電位
傾度が大きくなる部分に電界緩和層７を設ける構成が一
般に採られている。電界緩和１−７としては、線形抵抗
特性を有する高抵抗塗料、あるいは電圧非直線抵抗特性
を有する電界緩和塗料を塗布して構成されるが、一般に
、特性面・作業性などの点から後者の材料による電界緩
和１−７が施される。
分放電あるいは沿面放電を防止する電界緩和法としては
、第１図に示す構成がとられている。すなわち、固定子
コイル３は導体４を主絶縁層５で被覆して形成されてお
り、その主絶縁ｌ１１５の表面には、固定子鉄心ｌのス
ロット２から引キ出された固定子コイル３のインボリュ
ート部にまで導電性塗料を塗布して低抵抗コロナシール
ド層６が施され、さらに、この低抵抗コロナシールド層
６のコイル端末側の主絶縁１ｓの表面における沿面電位
傾度が大きくなる部分に電界緩和層７を設ける構成が一
般に採られている。電界緩和１−７としては、線形抵抗
特性を有する高抵抗塗料、あるいは電圧非直線抵抗特性
を有する電界緩和塗料を塗布して構成されるが、一般に
、特性面・作業性などの点から後者の材料による電界緩
和１−７が施される。
上記のような電界緩和塗料による電界緩和ｌｌ１７は第
２図に示すように、固定子コイル３の低抵抗コロナシー
ルド°層６のコイル端末側の主砲ａｌｌ ５の表面に、
上記低抵抗コロナシールド１脅６に連接して電界緩和塗
料を塗布して形成される。
２図に示すように、固定子コイル３の低抵抗コロナシー
ルド°層６のコイル端末側の主砲ａｌｌ ５の表面に、
上記低抵抗コロナシールド１脅６に連接して電界緩和塗
料を塗布して形成される。
上記のような磁界緩和層７を施した固定子コイル３の導
体４に交流電圧を課電した場合、電界緩和塗料の抵抗特
性に応じて電界緩和層７における電位が決まり、この電
界緩和＠７と導体４との電位着にもとづいて主絶縁層５
に充電電流が発生する。この充電電流は電界緩和ＩＩ
７に集積されて流れ、低抵抗コロナシールｌ−’１ｉ６
に流れ込む。したがって、磁界緩和層７を流れる電流の
固定子コイル３の沿面方向の分布は、低抵抗コロナシー
ルド１ｉ６と電界緩和層７との継目Ｏにおいて最大とな
る。このとき、ｉｉ界緩和１１ｉ７を流れる電流にもと
づく電界緩和層７における電力損失は上記継目０におい
て最大となＩ）、ま・たジュール発熱にもとづく電界緩
和１ｉｉ７の温度上昇は上記継目付近で著しく高くなる
。
体４に交流電圧を課電した場合、電界緩和塗料の抵抗特
性に応じて電界緩和層７における電位が決まり、この電
界緩和＠７と導体４との電位着にもとづいて主絶縁層５
に充電電流が発生する。この充電電流は電界緩和ＩＩ
７に集積されて流れ、低抵抗コロナシールｌ−’１ｉ６
に流れ込む。したがって、磁界緩和層７を流れる電流の
固定子コイル３の沿面方向の分布は、低抵抗コロナシー
ルド１ｉ６と電界緩和層７との継目Ｏにおいて最大とな
る。このとき、ｉｉ界緩和１１ｉ７を流れる電流にもと
づく電界緩和層７における電力損失は上記継目０におい
て最大となＩ）、ま・たジュール発熱にもとづく電界緩
和１ｉｉ７の温度上昇は上記継目付近で著しく高くなる
。
以上のようなことから、最近の高電圧回転電機のように
定格電圧の高い固定子コイルでは、固定チコイル３への
課電電圧が高くなるので、電界緩和層７の温度上昇が著
しく高くな龜）、電界緩和１−７が熱的な破壊を生じや
すくなる。
定格電圧の高い固定子コイルでは、固定チコイル３への
課電電圧が高くなるので、電界緩和層７の温度上昇が著
しく高くな龜）、電界緩和１−７が熱的な破壊を生じや
すくなる。
一般に、電界緩和塗料が熱的な破壊を生ずると電界緩和
層７は電界緩和の機能がなくなり、固定子コイル３の磁
界緩和層７の表面において沿面放電や部分放電を起こす
。この結果、主絶縁＠ ５ においては、ｌｉｔ界緩和
層７の著しく温度が上昇した付近での熱劣化、沿面放電
や部分放電による放電劣化をきたし、この劣化の進行に
よって短絡事故を発生することになる。この問題は回転
鑞機の日常運転時はもとよ龜）、電気規格調査会標準規
格ＪＥＣ−１１４（１９７９”）に準拠して実施する絶
縁耐力試験時に特に重要な問題である。
層７は電界緩和の機能がなくなり、固定子コイル３の磁
界緩和層７の表面において沿面放電や部分放電を起こす
。この結果、主絶縁＠ ５ においては、ｌｉｔ界緩和
層７の著しく温度が上昇した付近での熱劣化、沿面放電
や部分放電による放電劣化をきたし、この劣化の進行に
よって短絡事故を発生することになる。この問題は回転
鑞機の日常運転時はもとよ龜）、電気規格調査会標準規
格ＪＥＣ−１１４（１９７９”）に準拠して実施する絶
縁耐力試験時に特に重要な問題である。
この絶縁耐力試験において、所定の課電電圧以Ｆの磁圧
で前述した熱破壊や放電を発生すると。
で前述した熱破壊や放電を発生すると。
絶縁耐力試験が実施でき１なくなるため、電界緩和塗料
が適用できる課電電圧には制限がある。したがって、＠
述のような事故を防止したｉ３＠界緩和塗料が適用でき
る課電電圧を上昇させるためには、゛電界緩和塗料のジ
ュール発熱による磁界緩和層の熱破壊を防止する必要が
ある。
が適用できる課電電圧には制限がある。したがって、＠
述のような事故を防止したｉ３＠界緩和塗料が適用でき
る課電電圧を上昇させるためには、゛電界緩和塗料のジ
ュール発熱による磁界緩和層の熱破壊を防止する必要が
ある。
この発明は上記のような点に鑑みてなされたもので、固
定子コイルの低抵抗コロナシールド層と電界緩和層との
継目付近を含めて、電界緩和層と導体とにはさまれた主
絶縁層内部に薄い半導電層を設けることにより、Ｌ記従
来のものの欠截を除去しようとするものである。
定子コイルの低抵抗コロナシールド層と電界緩和層との
継目付近を含めて、電界緩和層と導体とにはさまれた主
絶縁層内部に薄い半導電層を設けることにより、Ｌ記従
来のものの欠截を除去しようとするものである。
以下２図面を参照しつつこの発明の詳細な説明する。
第３図はこの発明の基本的な一実施例を示す因で、固定
子コイル３の導体４の外周に主絶縁層５の所定の厚さの
各までマイカテープを巻回したあと、低抵抗コロナシー
ルＭ ｉｉｉ ６と電界緩和１１ｉ ７どの継目の位置
を基準に、この継目より固定子鉄心１側に３９ｍｍの長
さ、コイル端末側に７の長さに、厚さ０．１ ｍｌでｌ
Ｏ６Ωの抵抗率を有する半導電テープを巻回して半導電
層８を設け、さらに、その外局に残１］のマイカテープ
を巻回して主絶縁１１１５を形成し２合成樹脂を含浸し
１重合そしてブレス成形したものである。このあと、所
定の位置に低抵抗コロナシールド層６およびｌ ＋ ７
０１１１１７）長さに電界緩和層７を設けて、固定子コ
イル３を構成したものである。
子コイル３の導体４の外周に主絶縁層５の所定の厚さの
各までマイカテープを巻回したあと、低抵抗コロナシー
ルＭ ｉｉｉ ６と電界緩和１１ｉ ７どの継目の位置
を基準に、この継目より固定子鉄心１側に３９ｍｍの長
さ、コイル端末側に７の長さに、厚さ０．１ ｍｌでｌ
Ｏ６Ωの抵抗率を有する半導電テープを巻回して半導電
層８を設け、さらに、その外局に残１］のマイカテープ
を巻回して主絶縁１１１５を形成し２合成樹脂を含浸し
１重合そしてブレス成形したものである。このあと、所
定の位置に低抵抗コロナシールド層６およびｌ ＋ ７
０１１１１７）長さに電界緩和層７を設けて、固定子コ
イル３を構成したものである。
以上のように構成された固定子コイル３の導体４に商用
周波の交流電圧を課電した場合の効果を第４図にしたが
って説明する。
周波の交流電圧を課電した場合の効果を第４図にしたが
って説明する。
第４図ｔａｌは電界緩和＠７における電位を、第４図＋
ｂｌは゛電界緩和層７における磁力損失を従来例とこの
発明の基本的な一実施例とを対比してそれぞれ示したも
のである。第４図ｆａｌとｉｂｌにおいて横軸は低抵抗
コロナシールド層６と電界ｔＨ１ｌｒ＠ｒトノ継目の位
置を零として継目からのコイル端末側方向への位置を表
わし、縦軸は第４図ｆａ＋では導体４に課電した電圧を
１００％とした相対値を、また同図＋ｂｌでは従来例に
おける継目の′磁力損失を１００％とした相対値をそれ
ぞれ表わしている。図中、実線はこの発明の実施例によ
るものであ１）、破線は従来例によるものである。
ｂｌは゛電界緩和層７における磁力損失を従来例とこの
発明の基本的な一実施例とを対比してそれぞれ示したも
のである。第４図ｆａｌとｉｂｌにおいて横軸は低抵抗
コロナシールド層６と電界ｔＨ１ｌｒ＠ｒトノ継目の位
置を零として継目からのコイル端末側方向への位置を表
わし、縦軸は第４図ｆａ＋では導体４に課電した電圧を
１００％とした相対値を、また同図＋ｂｌでは従来例に
おける継目の′磁力損失を１００％とした相対値をそれ
ぞれ表わしている。図中、実線はこの発明の実施例によ
るものであ１）、破線は従来例によるものである。
第４図に示すように電界緩和層７における電位は継目０
から離れるにしたがってほぼ直線的に上昇したあと電位
の上昇が抑制され、一定の電位以上には上昇しない領域
がある。さらに、継目ＣからＩＲ上になると再び電位が
直線的に上昇し１００％電位に達する。この一定になる
電位は導体４と半導電層８との間の静電容量と、半導電
層８と低抵抗コロナシールド層との間の主絶縁層５の静
電容量とによる分圧比で決まる。
から離れるにしたがってほぼ直線的に上昇したあと電位
の上昇が抑制され、一定の電位以上には上昇しない領域
がある。さらに、継目ＣからＩＲ上になると再び電位が
直線的に上昇し１００％電位に達する。この一定になる
電位は導体４と半導電層８との間の静電容量と、半導電
層８と低抵抗コロナシールド層との間の主絶縁層５の静
電容量とによる分圧比で決まる。
一方、鑞界緩和１−７における電力損失は継目付近と半
導電層８のコイル端末側付近で発生し、一定のべ位を示
す領域ではほとんど零である。これは、導体４と半導電
層８との間の上絶縁ＩｔＡ ５で発生する充電磁流は半
導電層８を流れ、半導４１−８ト低抵抗コロナシ一ルド
層６とにはさまれた部分の主絶縁層５を流れて低抵抗コ
ロナシールドｌ１ｉ６に流れ込む。また、継目からＩｎ
上の領域の電界緩和Ｊ！１ｉｉ７に流れる電流は半導電
層８と電界緩和層７との間の主絶縁層５を流れ、半導電
１ＩＩ８を経由し、半導電Ｉｉ８と低抵抗コロナシール
ドｉｉ６とにはさまれた部分の主絶縁層５を流れて低抵
抗コロナシールド層６に流れ込む。したがって、継目付
近の半導電１＠８と電界緩和層７とにはさまれた部分の
上絶縁＠５で発生する充電電流のみが電界緩和Ｉｉ７に
流れ、そのため当該電界緩和層７を流れルミ流を少なく
しているからである。
導電層８のコイル端末側付近で発生し、一定のべ位を示
す領域ではほとんど零である。これは、導体４と半導電
層８との間の上絶縁ＩｔＡ ５で発生する充電磁流は半
導電層８を流れ、半導４１−８ト低抵抗コロナシ一ルド
層６とにはさまれた部分の主絶縁層５を流れて低抵抗コ
ロナシールドｌ１ｉ６に流れ込む。また、継目からＩｎ
上の領域の電界緩和Ｊ！１ｉｉ７に流れる電流は半導電
層８と電界緩和層７との間の主絶縁層５を流れ、半導電
１ＩＩ８を経由し、半導電Ｉｉ８と低抵抗コロナシール
ドｉｉ６とにはさまれた部分の主絶縁層５を流れて低抵
抗コロナシールド層６に流れ込む。したがって、継目付
近の半導電１＠８と電界緩和層７とにはさまれた部分の
上絶縁＠５で発生する充電電流のみが電界緩和Ｉｉ７に
流れ、そのため当該電界緩和層７を流れルミ流を少なく
しているからである。
この発明の特徴とするところは、電界緩和層７の継目付
近における電力損失を減少させ、さらに、当該電界緩和
層７における電力損失の発生個所を分散させることによ
り、継目付近における電界緩和層７の温度上昇を抑制し
、熱的な破壊を生じ難くすることにある。すなわち、従
来例の課電電圧で電界緩和層７が熱破壊していたものが
、この発明の実施例では熱破壊しなくなる。
近における電力損失を減少させ、さらに、当該電界緩和
層７における電力損失の発生個所を分散させることによ
り、継目付近における電界緩和層７の温度上昇を抑制し
、熱的な破壊を生じ難くすることにある。すなわち、従
来例の課電電圧で電界緩和層７が熱破壊していたものが
、この発明の実施例では熱破壊しなくなる。
上述したことから、この発明によれば電界緩和塗料が適
用できる課電電圧の制限値を従来例に比べて大幅に上昇
できることになる。
用できる課電電圧の制限値を従来例に比べて大幅に上昇
できることになる。
この発明における半導電層８を構成する材料の材質、形
状および大きさは特に限定するものではなく１回転電機
の定格電圧、導体４への課電電圧および主絶縁１−５の
絶縁厚さに応じて、＃Ｊ記したこの発明の目的とすると
ころを満足するように適宜決定すればよい。
状および大きさは特に限定するものではなく１回転電機
の定格電圧、導体４への課電電圧および主絶縁１−５の
絶縁厚さに応じて、＃Ｊ記したこの発明の目的とすると
ころを満足するように適宜決定すればよい。
また、半導電層８を構成する材料として炭素繊維を混抄
した芳香族ポリアミド紙あるいはデーゾな用いると耐熱
性に浸水しているので、耐熱クラスの高い回転電機にも
使用できる効果がある。
した芳香族ポリアミド紙あるいはデーゾな用いると耐熱
性に浸水しているので、耐熱クラスの高い回転電機にも
使用できる効果がある。
さらに、半導電層８の抵抗率は１０ Ωに限定するも
のではなく２１０〜ｌＯΩの抵抗率の範囲であればこの
発明の目的とする効果を奏する。
のではなく２１０〜ｌＯΩの抵抗率の範囲であればこの
発明の目的とする効果を奏する。
なお、従来実施されたアルミ箔のような導電性材料で導
電層を構成した場合、アルミ箔と合成樹脂との接着性の
悪さから当該アルミ箔と合成樹脂との界面に生じた空隙
部分が主絶縁層の絶縁破壊の原因となったが、この発明
では半導磁層の内部にまで合成樹脂を含浸させることが
できるので、上記従来例のような欠点は除去できること
は容易に理解されよう。
電層を構成した場合、アルミ箔と合成樹脂との接着性の
悪さから当該アルミ箔と合成樹脂との界面に生じた空隙
部分が主絶縁層の絶縁破壊の原因となったが、この発明
では半導磁層の内部にまで合成樹脂を含浸させることが
できるので、上記従来例のような欠点は除去できること
は容易に理解されよう。
以上詳述したように、この発明による回転電機の固定子
コイルは、低抵抗コロナシールド層と電界緩和層との当
接する近傍を含めて電界緩和層を施す位置に対応する主
絶縁層内部に当該電界緩和層よりも短かい範囲で牛導成
層を設けることにより、電界緩和層における電力損失を
大幅に減少する効果と電力損失の発生個所を分散させる
効果があり、また、電界緩和１−が熱的に破壊するに至
る課鑞電圧を大１隔に上昇できるという効果がある。
コイルは、低抵抗コロナシールド層と電界緩和層との当
接する近傍を含めて電界緩和層を施す位置に対応する主
絶縁層内部に当該電界緩和層よりも短かい範囲で牛導成
層を設けることにより、電界緩和層における電力損失を
大幅に減少する効果と電力損失の発生個所を分散させる
効果があり、また、電界緩和１−が熱的に破壊するに至
る課鑞電圧を大１隔に上昇できるという効果がある。
第１図は回転電機の固定子コイルの一部の構成を示す概
略図、第２図は従来の固定子コイルの部分断面図、第３
図はこの発明の基本的な一実施例による固定子コイルの
部分断面図、第４図は従来例とこの発明の基本的な一実
施例とにおける電界緩和層の電位と電力損失の分布を示
すグラフ図である。 図ニオイて、１は固定子鉄心、２はスロット。 ３は固定子コイル、４は導体、５は主絶縁層、６は低抵
抗コロナシールド層、７は電界緩和層、８は半導電１−
である。 なお１図中同一行号はそれぞれ同一または相当部分を示
す。 συ 第２図 第３図 第４図
略図、第２図は従来の固定子コイルの部分断面図、第３
図はこの発明の基本的な一実施例による固定子コイルの
部分断面図、第４図は従来例とこの発明の基本的な一実
施例とにおける電界緩和層の電位と電力損失の分布を示
すグラフ図である。 図ニオイて、１は固定子鉄心、２はスロット。 ３は固定子コイル、４は導体、５は主絶縁層、６は低抵
抗コロナシールド層、７は電界緩和層、８は半導電１−
である。 なお１図中同一行号はそれぞれ同一または相当部分を示
す。 συ 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ導体と、この導体を覆う主絶縁層と、この主絶縁
層の表面に塗布された低抵抗コロナシールド層と、前記
主絶縁層のコイル端部外周にその端末部分を除き、かつ
前記低抵抗コロナシールド層の端末と当接して前記主絶
縁層の外周に施された非線形抵抗特性を有する磁界緩和
層とで構成される回転電機の固定子コイルにおいて、＠
記低抵抗コロナシールド層と前記゛磁界緩和層との当接
する前記低抵抗コロナシールド層の一端と前記導体との
間の前記主絶縁層の内部および前記電界緩和層と前記導
体との間の前記主絶縁ｌＩｉの内部の双方にわたって、
＠記主絶縁層の内部に半導電層を設けたことを特徴とす
る回転電機の固定子コイル。 （２１半導電１−のコイル端末側の端部よりも、電界緩
和層の前記コイル端末側の端部が前記コイル端末側にあ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転電
機の固定子コイル。 １３）半導電層を芳香族ポリアミド系の材料で構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載り〕回転電
機の固定子コイル、 （４）半導電層の抵抗率を１０３〜１０’Ωの範囲にと
ったことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項お
よび第３項のいずれかに記載の回転電機の固定子コイル
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2642182A JPS58144551A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 回転電機の固定子コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2642182A JPS58144551A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 回転電機の固定子コイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58144551A true JPS58144551A (ja) | 1983-08-27 |
Family
ID=12193059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2642182A Pending JPS58144551A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 回転電機の固定子コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58144551A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013041359A3 (de) * | 2011-09-22 | 2014-07-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrische leitungseinrichtung, endenglimmschutzanordnung und verfahren zum herstellen eines endenglimmschutzes |
-
1982
- 1982-02-18 JP JP2642182A patent/JPS58144551A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013041359A3 (de) * | 2011-09-22 | 2014-07-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrische leitungseinrichtung, endenglimmschutzanordnung und verfahren zum herstellen eines endenglimmschutzes |
| CN104081632A (zh) * | 2011-09-22 | 2014-10-01 | 西门子公司 | 电传导装置、端部电晕防护设备和用于制造端部电晕防护装置的方法 |
| US9396837B2 (en) | 2011-09-22 | 2016-07-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Electrical conduction device, overhang corona shielding arrangement and method for producing an overhang corona shielding |
| CN104081632B (zh) * | 2011-09-22 | 2016-09-14 | 西门子公司 | 电传导装置、端部电晕防护设备及其制造方法 |
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