KR102158454B1 - 고 전압 용량성 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 개시는, 고 전압 용량성 디바이스 (1) 에 관한 것이고, 그 디바이스는, 비-함침성 필름 (3) 상에 제공된 도전성 코팅에 의해 각각 정의된 복수의 물리적으로 분리된 영역들 (5, 9, 11) 을 갖는 상기 비-함침성 필름 (3) 을 포함하고, 비-함침성 필름 (3) 은 복수의 턴들로 감겨 복수의 층들을 형성하고, 영역들 (5, 9, 11) 은 반경 방향으로 중첩하는 층들로 배열되며, 비-함침성 필름 (3) 은 영역들 (5, 9, 11) 의 인접하는 층들 사이에 유전체를 형성하고, 그리고, 영역들 (9, 11) 의 적어도 일부의 도전성 코팅에는, 도전성 코팅을 통해서 각각의 제 1 반경방향 개구 (9a) 의 반경방향 확장을 한정하는 비-함침성 필름 (3) 까지 연장되는 복수의 제 1 반경방향 개구들 (9a) 이 제공된다.
Description
기술 분야
본 개시는 일반적으로 고 전압 전기 장비에 관한 것이다. 특히, 그것은 비-함침성 필름을 포함하는 고 전압 용량성 디바이스에 관한 것이다.
배경
부싱들, 케이블 종단부들, 기기 트랜스포머 및 커패시터들은 용량성 디바이스들의 예들이다.
부싱들은 고 전압 도체 (conductor) 와는 상이한 전위를 갖는 매체를 통해 고 전압 도체를 이끌기 위해 사용된다. 예를 들어 부싱의 경우에, 고 전압 도체는 상이한 전위를 갖는 월 (wall) 을 통해 이끌어진다. 고 전압 도체와 매체 사이의 인터페이스에서의 고 전압 전기 장비의 치수들은 그에 의해 그렇지 않은 경우에 가능할 것보다 더 작게 유지될 수도 있다.
부싱 바디 (bushing body) 를 따른 제어된 분포된 전계를 획득하기 위해서, 부싱은 용량성 필드 그레이딩 어레인지먼트 (capacitive field grading arrangement), 즉, 콘덴서 코어를 포함할 수도 있다. 이 어레인지먼트는 서로 전기적으로 절연되고 동축 실린더들을 형성하는 부싱 바디를 따라 종방향으로 연장되는 복수의 도전성 층들 (conductive layers) 을 포함한다. 전기적 내성 강도를 향상시키기 위해서, 각 도전성 층의 축방향 길이는 도전성 층이 사이에 샌드위치되는 대응하는 절연 층들의 축방향 길이보다 더 짧다.
전통적으로, 콘덴서 코어는, 절연 층들을 정의하는 종이와 같은 셀룰로스계 재료, 및 그 셀룰로스계 재료의 영역들을 따라 배열되고 도전성 층들을 정의하는 알루미늄 포일들로 만들어졌다. 셀룰로스계 재료 및 알루미늄 포일들은 도체 주위에 함께 감긴다. 셀룰로스계 재료는 그 다음에 건조되고, 후속 단계에서, 그 어레인지먼트는 진공 챔버에서 에폭시 함침 (epoxy impregnation) 에 의해 함침된다. 마지막으로, 에폭시는 경화되고, 고체 콘덴서 코어가 따라서 획득된다.
콘덴서 코어 바디를 위한 베이스로서 셀룰로스계 재료를 이용하는 것은 따라서 성가실 수도 있고, 리드-스루 (lead-through) 디바이스를 획득하기 위해서 복수의 제조 단계들을 필요로 한다.
WO2007/071096 는 셀룰로스계 재료 대신에 기상 증착에 의해 금속화되어 그에 의해 도전성 층들을 획득하는 폴리머 필름 (polymer film) 을 포함하는 콘덴서 코어를 갖는 부싱을 개시한다. 그 결과로서 예컨대 알루미늄 포일에 의해서 가능한 것보다 더 얇은 도전성 층들이 획득될 수 있다. 셀룰로스계 재료 대신에 폴리머 필름을 이용하는 것은 제조 프로세스에서 건조 단계가 훨씬 더 쉽거나 심지어 제외될 수도 있다는 점에서 유리하다. 보다 얇은 도전성 층을 획득함으로써, 각 도전성 층을 샌드위칭하는 필름들 사이에 형성된 도전성 층들의 단부들에서의 에어 포켓들 (air pockets) 이 보다얇게/보다작게 된다.
하지만 폴리머 필름 상에 기상 증착에 의해 적용된 금속화는 부분적 방전 (partial discharge) 의 존재 하에 증발하는 경향이 있다. 부분적 방전이 도전성 층들의 에지들에서 가장 발생할 가능성이 높은 부싱들에 대해, 이것은, 도전성 층들이 서서히 소비되어 부싱 바디를 따른 덜 유리한 전계 분포를 초래하는 것을 의미할 것이다.
이와 관련한 개선이 WO2015124656 에서 제시되었고, 여기서는, 도체, 및 그 도체 주위에 감겨 따라서 콘덴서 코어를 형성하는 폴리머 필름을 포함하는 고 전압 리드-스루 디바이스를 개시하고, 여기서, 폴리머 필름은 도전성 화합물 (conductive compound) 이 제공된 복수의 영역들을 포함하는 표면을 갖는다. 도전성 화합물이 제공된 각 영역들은 콘덴서 코어의 각각의 도전성 층을 형성한다.
용량성 디바이스들은 매우 빠른 과도상태 (transients) 에 노출될 수도 있다. 기존의 용량성 디바이스는 빠른 과도상태를 최적으로 핸들링 가능하지 않을 수도 있다. 더욱이, 도전성 화합물이 도전성 층으로서 사용될 때에도, 제조 프로세스는 비교적 긴 시간이 걸린다.
US 2009/014211 A1 는 도체, 및 그 도체를 둘러싸는 코어를 갖는 고-전압 부싱을 개시하고, 여기서, 코어는 시트-상 스페이서를 포함하고, 이 스페이서는 전기적으로 절연성인 매트릭스 재료로 함침된다.
EP 2 093 777 A1 은, 부싱을 통해 신장되는 가늘고 긴 체적 주위로 서로로부터 이격되어 제공되고 메인 도체를 위해 제공된 전기적으로 도전성의 재료의 넘버 n 의 포일들, 및 그 포일들을 둘러싸고 측정 개구가 제공되는 기계적 결속 및 전기적 접지 바디를 포함하는 메인 도체를 위한 부싱을 개시한다.
요약
본 개시의 목적은 종래 기술의 기존의 문제점들을 해결하거나 적어도 완화하는 고 전압 용량성 디바이스를 제공하기 위한 것이다.
따라서, 비-함침성 필름 (non-impregnatable film) 상에 제공된 도전성 코팅에 의해 각각 정의된 복수의 물리적으로 분리된 영역들을 갖는 비-함침성 필름을 포함하는 고 전압 용량성 디바이스 (high voltage capacitive device) 가 제공되고, 그 비-함침성 필름은 복수의 턴들 (turns) 로 감겨 복수의 층들을 형성하고, 그 영역들은 반경 방향 (radial direction) 으로 중첩하는 층들 (overlapping layers) 로 배열되며, 그 비-함침성 필름은 영역들의 인접하는 층들 사이에 유전체 (dielectric) 를 형성하고, 그리고, 영역들의 적어도 일부의 도전성 코팅에는, 그 도전성 코팅을 통해서, 각각의 제 1 반경방향 개구의 반경방향 확장을 한정하는 비-함침성 필름까지 연장되는 복수의 제 1 반경방향 개구들 (radial openings) 이 제공된다.
제 1 반경방향 개구들은 따라서, 비-함침성 필름을 통해서가 아니라 오직 도전성 코팅을 통해서만 연장된다.
용량성 디바이스는 그에 의해, 매우 빠른 과도상태의 보다 양호한 감쇠 (attenuation) 를 제공할 수도 있다. 전압 과도상태의 감쇠는 도전성 코팅의 존재의 경우에 도전성 층의 저항 및 인덕턴스에 의해 결정된다. 도전성 코팅에서 복수의 제 1 반경방향 개구들을 제공함으로써, 저항 및 인덕턴스는 바꿔질 수 있다. 그에 의해, 매우 빠른 과도상태에 대해 보다 강건한 용량성 디바이스 설계가 제공될 수도 있다.
제 1 반경방향 개구들의 단면 면적은 상이한 영역들에 대해 그리고 따라서 감긴 비-함침성 필름의 상이한 층들에 대해 상이할 수도 있다. 상이한 주파수들에서의 과도 전압들은 이에 의해 감쇠될 수도 있다.
제 1 반경방향 개구들의 존재는 또한, 고 전압 용량성 디바이스를 제조하기 위해 필요한 코팅 재료 체적을 감소시킨다. 코팅 재료의 이러한 감소는 비용을 감소시킬 뿐만 아니라 건조/경화를 위한 시간을 단축시킨다. 이것은 코팅 프로세스의 속도를 높이고, 건조/경화처리에 잠재적으로 해로운 비-함침성 필름을 절약한다.
비-함침성이라는 것은, 비-함침성 필름이 어떠한 함침재도, 예를 들어, 수지도, 그것이 거기에 적용될 것이라면 그것을 흡수하지 않을 것이라는 것을 의미한다.
하나의 실시형태에 따르면, 비-함침성 필름은, 유전체 측 (dielectric side) 및 도전성 코팅 측 (conductive coating side) 을 가지고, 도전성 코팅이 제공된 영역을 갖는 각 턴에 대해, 도전성 코팅 측은 감긴 비-함침성 필름의 다른 턴의 유전체 측에 대하여 반대로 향한다.
하나의 실시형태에 따르면, 반경방향으로 최외곽 영역은 비-패터닝된 방식 (non-patterned manner) 으로 연속적으로 코팅된다.
하나의 실시형태에 따르면, 반경방향으로 가장 안쪽 영역은 비-패터닝된 방식으로 연속적으로 코팅된다.
하나의 실시형태에 따르면, 제 1 반경방향 개구들은 둥근 (rounded) 또는 다각형 단면 형상을 갖는다. 단면에서, 제 1 반경방향 개구들의 코너들은 예를 들어 라운딩될 수도 있다.
하나의 실시형태에 따르면, 각 영역은 축방향 (axial) 에지 영역들을 가지고, 여기서, 축방향 에지 영역들은 비-패터닝된 방식으로 연속적으로 코팅된다. 각 축방향 에지 영역은 대응하는 영역의 경계의 일부를 형성한다. 각 축방향 에지 영역은, 축방향 에지 영역을, 구역의 임의의 인접하는 제 1 반경방향 개구들 사이의 거리보다 더 큰, 축방향 에지 영역의 에지로 경계짓는, 제 1 반경방향 개구로부터의 표면 확장부를 가질 수도 있다. 이를 위해, 축방향 에지 영역의 폭은 2 개의 인접하는 제 1 반경방향 개구들 사이의 거리보다 더 클 수도 있다.
하나의 실시형태에 따르면, 고 전압 용량성 디바이스는 감긴 비-함침성 필름으로 구성된다.
하나의 실시형태에 따르면, 영역의 제 1 반경방향 개구들은 제 1 패턴을 형성한다.
하나의 실시형태에 따르면, 영역들의 적어도 일부의 도전성 코팅에는, 도전성 코팅을 통해서 각각의 제 2 반경방향 개구의 반경방향 확장을 한정하는 비-함침성 필름까지 연장되는 복수의 제 2 반경방향 개구들이 제공되고, 여기서, 제 2 반경방향 개구들은 제 2 패턴을 형성한다.
하나의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 영역에는 제 1 패턴을 형성하는 제 1 반경방향 개구들 및 제 2 패턴을 형성하는 제 2 반경방향 개구들이 제공된다.
하나의 실시형태에 따르면, 제 2 반경방향 개구들은 둥근 또는 다각형 단면 형상을 갖는다. 단면에서, 제 2 반경방향 개구들의 코너들은 예를 들어 라운딩될 수도 있다.
하나의 실시형태에 따르면, 제 1 패턴 및 제 2 패턴은 서로 상이하다.
하나의 실시형태에 따르면, 제 1 반경방향 개구들은 도전성 코팅이 제공되는 영역들의 2 개의 인접하는 층들 사이의 반경방향 거리보다 더 작다.
하나의 실시형태에 따르면, 비-함침성 필름은 폴리머 필름이다.
하나의 실시형태에 따르면, 도전성 코팅은 도전성 화합물이다.
하나의 실시형태에 따르면, 고 전압 용량성 디바이스는 콘덴서 부싱 (condenser bushing), 케이블 종단부 (cable termination), 커패시터 및 기기 트랜스포머 (instrument transformer) 중 하나이다. 콘덴서 부싱의 경우에, 비-함침성 필름은 콘덴서 코어를 형성할 수도 있다.
일반적으로, 청구항들에서 사용된 모든 용어들은 본 명세서에서 달리 명시적으로 정의되지 않는 한 당해 기술 분야에서의 그것들의 통상적인 의미에 따라 해석되어야 한다. 부정관사/정관사를 수반하는 엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단 등에 대한 모든 언급들은 달리 명시적으로 진술되지 않는 한 그 엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단 등의 적어도 하나의 인스턴스를 지칭하는 것으로서 개방적으로 해석되어야 한다.
도면들의 간단한 설명
본 발명적 개념의 특정 실시형태들이 이제 첨부 도면들을 참조하여 예시적으로 설명될 것이다.
도 1 은 콘덴서 부싱의 형태의 고 전압 용량성 디바이스의 종방향 단면을 개략적으로 나타낸다.
도 2 는 고 전압 용량성 디바이스를 형성하기 위해 감기기 이전의 비-함침성 필름의 개략적 상면도이다.
도 3 은 고 전압 용량성 디바이스의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 4a 및 도 4b 는 도전성 코팅의 영역의 두 가지 예들을 도시한다.
도 5a 내지 도 5c 는 반경방향 개구들의 다양한 패턴들의 예들을 도시한다.
본 발명적 개념의 특정 실시형태들이 이제 첨부 도면들을 참조하여 예시적으로 설명될 것이다.
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도 2 는 고 전압 용량성 디바이스를 형성하기 위해 감기기 이전의 비-함침성 필름의 개략적 상면도이다.
도 3 은 고 전압 용량성 디바이스의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 4a 및 도 4b 는 도전성 코팅의 영역의 두 가지 예들을 도시한다.
도 5a 내지 도 5c 는 반경방향 개구들의 다양한 패턴들의 예들을 도시한다.
상세한 설명
본 발명적 개념이 이제 예시적인 실시형태들이 도시된 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 보다 충분하게 설명될 것이다. 하지만 본 발명적 개념은 많은 상이한 형태들로 구현될 수도 있고, 본 명세서에서 전개된 실시형태들에 제한되는 것으로서 해석되어서는 아니된다; 오히려, 이들 실시형태들은 이 개시물이 철저하고 완전하도록 그리고 본 발명적 개념의 범위를 당업자에게 충분히 전달하도록 예시적으로 제공된다. 동일한 참조부호들은 설명 전체에 걸쳐 동일한 엘리먼트들을 가리킨다.
도 1 은 비-함침성 필름 (3) 을 포함하는 고 전압 용량성 디바이스 (1) 의 일례를 나타낸다. 예시된 고 전압 용량성 디바이스 (1) 는 트랜스포머 또는 리액터를 위한 콘덴서 부싱이고, 하지만, 비-함침성 필름에 관련된 설명은 또한, 기기 트랜스포머들 및 케이블 종단부들, 특히, 감긴 필름 구조를 갖는 케이블 종단부들에도 역시 일반적으로 적용됨에 유의하여야 한다.
비-함침성 필름 (3) 은 고 전압 용량성 디바이스 (1) 를 형성하기 위해 복수의 턴들로 감겼다. 비-함침성 필름 (3) 에는, 비-함침성 필름 (3) 상에 제공된 도전성 코팅 또는 도전성 층에 의해 각각 정의된 복수의 물리적으로 분리된 영역들 (5, 7, 9, 11) 이 제공된다. 영역들 (5, 7, 9, 11) 은 서로로부터 전기적으로 절연되지만 용량성으로 커플링된다.
비-함침성 필름 (3) 은 유전체 측 및 도전성 코팅 측을 갖는다. 유전체 측은 어떠한 도전성 코팅도 제공되지 않은 비-함침성 필름의 측면이다. 도 1 에서 도시된 감겨진 상태에서, 각 영역 (5, 7, 9, 11) 의 도전성 코팅은 비-함침성 필름 (3) 의 인접하는 턴의 유전체 측에 대해 반대로 향한다. 영역들 사이의 용량성 커플링 (capacitive coupling) 이 따라서 획득된다.
비-함침성 필름 (3) 은 예를 들어 폴리머, 예컨대, 열가소성 필름, 셀룰로스계 재료와 같은 사전-함침된 재료, 예컨대, 종이, 사전-함침된 섬유유리 웨브 (web), 또는 유리로 이루어질 수도 있다. 특히, 비-함침성 필름 (3) 은 예를 들어 장치 도체에서의 높은 전류에 의해 야기된 상승된 온도를 견딜 수 있는 재료 또는 재료 조합으로 이루어져야만 한다. 비-함침성 필름 (3) 의 두께는 예를 들어 1-250 μm 범위에 있을 수도 있다.
이제 도 2 로 돌아가서, 예시된 비-함침성 필름 (3) 이 시트 (sheet) 로서 감겨지지 않은 상태로 도시된다. 도 1 과 관련하여 이해될 수 있는 바와 같이, 영역들 (5, 7, 9, 11) 의 각각의 영역에 의해 정의된 면적은 고 전압 용량성 디바이스 (1) 의 반경방향으로 바깥 방향으로 향할 수록 점점 더 작게 된다.
영역들 (5, 7, 9, 11) 은 복수의 상이한 형상들을 가질 수도 있다. 영역들 (5, 7, 9, 11) 은 예를 들어 도 2 에서 그리고 도 4a 및 도 4b 에서 도시된 바와 같이 직사각형일 수도 있다. 영역들 (5, 7, 9, 11) 의 일부에는 반경방향 개구들이 제공된다. 도 2 에 도시된 예에 따르면, 영역들 (7, 9 및 11) 에는 반경방향 개구들이 제공된다. 더욱이, 각 영역 (7, 9 및 11) 은 축방향 에지 영역 (E) 을 갖는다. 각 영역 (7, 9 및 11) 의 축방향 에지 영역 (E) 은 문제의 영역 (7, 9 및 11) 의 경계 (B) 의 일부를 형성한다. 축방향 에지 영역들 (E) 에는 어떠한 반경방향 개구들도 제공되지 않고, 따라서 연속적으로 코팅된다. 일반적으로, 반경방향으로 최외곽 영역 그리고 일부 예들에서는 또한 반경방향으로 가장 안쪽 영역이 아닌 각 영역 (7, 9 및 11) 의 경계에는 어떠한 반경방향 개구들도 제공되지 않고, 각 경계는 따라서 연속적으로 코팅된다.
경계 (B) 의 각 섹션은 비-함침성 필름 (3) 의 대응하는 에지에 대해 평행하다. 예를 들어, 축방향으로 연장되는 경계 부분은 비-함침성 필름 (3) 의 축방향 에지 또는 대칭 축과 평행하고, 횡단 경계 부분은 비-함침성 필름 (3) 의 대응하는 횡단 에지와 평행하다.
도 3 은 고 전압 용량성 디바이스 (1) 의 단면 모습을 개략적으로 도시한다. 반경방향으로 최외곽 영역 (5) 은 연속적으로 코팅되고, 따라서 비-패터닝된다. 이하에서, "안쪽 영역들 (inner regions)" 은 비-함침성 필름 (3) 상에 제공된 도전성 코팅의 반경방향으로 최외곽 영역이 아닌 임의의 영역을 의미한다. 도 3 에서 도시된 안쪽 영역들 (9 및 11) 에는 복수의 반경방향 개구들 (9a, 11a) 이 제공된다. 반경방향 개구들은 영역들 (9 및 11) 에서 패턴들을 형성한다. 예를 들어, 영역 (9) 은 복수의 제 1 반경방향 개구들 (9a) 을 포함하고, 영역 (11) 은 복수의 제 2 반경방향 개구들 (11a) 을 포함한다. 제 1 반경방향 개구들 (9a) 은 비-함침성 필름 (3) 에 도달할 때까지 영역 (9) 을 정의하는 도전성 코팅을 통해 반경방향으로 연장된다. 비-함침성 필름 (3) 은 따라서 제 1 반경방향 개구들 (9a) 의 반경방향 연장을 한정한다. 비-함침성 필름 (3) 은 따라서, 단부를 정의하고, 각각의 제 1 반경방향 개구들 (9a) 을 종단시킨다.
유사하게, 제 2 반경방향 개구들 (11a) 은 비-함침성 필름 (3) 에 도달할 때까지 영역 (11) 을 정의하는 도전성 코팅을 통해 연장된다. 비-함침성 필름 (3) 은 따라서 제 2 반경방향 개구들 (11a) 의 반경방향 연장을 한정한다. 비-함침성 필름 (3) 은 따라서, 단부를 정의하고, 각각의 제 2 반경방향 개구들 (11a) 을 종단시킨다.
하나의 예에 따르면, 반경방향으로 최외곽 영역 (5) 을 제외한 각 영역 (7, 9, 11) 에는 반경방향 개구들 (9a, 11a) 이 제공된다. 안쪽 영역들 (7, 9, 11) 에는 따라서 각각의 영역에서 하나 이상의 패턴들을 정의하는 반경방향 개구들이 제공된다. 하나의 예에 따르면, 반경방향으로 가장 안쪽 영역은 또한, 연속적으로, 즉, 반경방향 개구들 없이, 코팅된다.
임의의 영역 (7, 9, 11) 의 반경방향 개구는 바람직하게는, 반경방향 개구로부터, 인접하는 층의 도전성 코팅 또는 비-함침성 필름 (3) 의 턴의 가장 가깝게 위치하는 영역까지의 반경방향 거리보다 단면 치수에서 더 작다.
도 4a 및 도 4b 는 도전성 코팅의 영역들 및 그것들의 내부의 패터닝 (patterning) 의 형상들의 두 가지 예들을 도시한다. 도 4a 에서, 직사각형인 도전성 코팅의 영역 (13) 이 도시된다. 축방향 에지 영역 (E) 및 전체 경계 (B) 는 도전성 코팅으로 연속적으로 코팅된다. 영역 (13) 의 내부에는 비-함침성 필름 상에 영역 (13) 이 프린팅되는 그 비-함침성 필름까지 연장되는 반경방향 개구들 (13a) 에 의해 형성된 패턴이 제공된다. 예에 따르면, 각 반경방향 개구 (13a) 는 동일하다. 하지만, 단일 영역에 상이한 타입들의 반경방향 개구들이 제공될 수도 있는 것, 예를 들어, 제 1 반경방향 개구들은 제 1 형상을 가지고 제 1 패턴을 형성하고, 제 2 반경방향 개구들은 제 2 형상을 가지고 제 2 패턴을 형성하는 것을 상상해 볼 수 있다.
도 4b 는 상이하게 성형된 반경방향 개구들에 의해 형성된 두 가지 상이한 패턴들이 제공되는 도전성 코팅의 영역 (15) 의 일례를 도시한다. 형상은 일반적으로 반경방향 개구들의 단면 형상을 의미한다. 영역 (15) 의 경계 (B) 에는 연속적인 도전성 코팅이 제공된다. 경계 (B) 는 따라서 어떠한 반경방향 개구들도 갖지 않는다. 영역 (15) 에는 경계 (B) 내부의 제 1 반경방향 개구들 (15a) 이 제공된다. 제 1 반경방향 개구들 (15a) 은 제 1 패턴을 형성한다. 제 1 패턴은, 제 1 반경방향 개구들 (15a) 과는 상이한 형상을 갖는 제 2 반경방향 개구들 (15b) 에 의해 형성된 제 2 패턴을 둘러싼다. 제 2 반경방향 개구들 (15b) 로부터 제 1 반경방향 개구들 (15a) 을 분리하는 비-패터닝된 경계 (15c) 가 또한 제공된다.
일반적으로, 영역의 상이한 패턴들은 상이하게 성형된 반경방향 개구들 및/또는 상이하게 사이징된 반경방향 개구들에 의해 형성될 수도 있다.
도 5a 내지 도 5c 는 반경방향 개구들의 형상들 및 구성들의 몇몇 예들을 도시한다. 도 5a 에서의 예에서, 반경방향 개구들은 직사각형 단면 형상을 갖는다. 도 5b 에서의 예에서, 반경방향 개구들은 원형의 단면 형상을 갖는다. 반경방향 개구들은 대안적으로 예를 들어 타원형 형상을 가질 수 있을 것이다. 도 5c 는 반경방향 개구들이 다각형 형상을 갖는 일례를 도시한다. 그 예에서, 다각형 형상은 육각형이다.
영역들의 일부는 서로 상이한 패턴들을 가질 수도 있다. 예를 들어, 하나의 영역은 다른 영역의 반경방향 개구들보다 더 작은 반경방향 개구들을 가질 수도 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 2 개의 영역들에서의 도전성 코팅의 반경방향 개구들의 단면 형상은 상이할 수도 있다. 설계에 의존하여, 상이한 패턴은 상이한 과도상태 주파수들의 감쇠를 제공한다.
고 전압 용량성 디바이스가 제조될 때, 비-함침성 필름 (3) 은 도전성 잉크 또는 도전성 폴리머와 같은 도전성 화합물로 코팅된다. 필름 (3) 이 비-함침성이기 때문에, 그것은 도전성 화합물을 흡수할 수 없다. 도전성 화합물은 따라서, 비-함침성 필름 (3) 의, 다수의 영역들에서, 표면 상에 배열된다.
도전성 화합물은 유리하게는 프린팅에 의해 비-함침성 필름 (3) 의 표면에 도포된다. 이러한 프린팅 기술은 예를 들어 스크린-프린팅, 잉크 젯 프린팅, 간헐적 웨브 코팅 또는 슬롯 다이 코팅에 기초할 수도 있다. 프린팅은 어느 경우에나 고 전압 용량성 디바이스가 어셈블링되고 있는 동안, 즉, 비-함침성 필름 (3) 의 감기 동안 수행될 수도 있다. 프린팅 기술에 의해, 도전성 화합물로 코팅된 영역들의 포지셔닝에서의 고 정밀도가 획득될 수도 있고, 뿐만 아니라, 정밀한 패터닝이 획득될 수도 있다.
고 전압 용량성 디바이스는 고 전압 DC 애플리케이션들 또는 고 전압 AC 애플리케이션들에서 이용될 수도 있다.
본 발명적 개념이 주로 몇가지 예들을 참조하여 상술되었다. 하지만, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 쉽게 이해되는 바와 같이, 상기 개시된 것들 외의 다른 실시형태들도 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 바와 같이 본 발명적 개념의 범위 내에서 동등하게 가능하다.
Claims (14)
- 고 전압 용량성 디바이스 (1) 로서,
상기 디바이스는,
비-함침성 필름 (3) 상에 제공된 도전성 코팅에 의해 각각 정의된 복수의 물리적으로 분리된 영역들 (5, 7, 9, 11, 13, 15) 을 갖는 상기 비-함침성 필름 (3) 을 포함하고,
상기 비-함침성 필름 (3) 은 복수의 턴 (turn) 들로 감겨 복수의 층들을 형성하고, 상기 영역들 (5, 7, 9, 11) 은 반경 방향으로 중첩하는 층들로 배열되며,
상기 비-함침성 필름 (3) 은 상기 영역들 (5, 7, 9, 11) 의 인접하는 층들 사이에 유전체를 형성하고, 그리고
상기 영역들 (9, 15) 의 적어도 일부의 상기 도전성 코팅에는, 상기 도전성 코팅을 통해서 각각의 제 1 반경방향 개구 (9a, 15a) 의 반경방향 확장을 한정하는 상기 비-함침성 필름 (3) 까지 연장되는 복수의 제 1 반경방향 개구들 (9a, 15a) 이 제공되고,
각 영역 (5, 7, 9, 11, 13, 15) 은 축방향 에지 영역들 (E) 을 가지고, 상기 축방향 에지 영역들 (E) 은 비-패터닝된 방식으로 연속적으로 코팅되는, 고 전압 용량성 디바이스 (1). - 제 1 항에 있어서,
상기 비-함침성 필름은, 유전체 측 및 도전성 코팅 측을 가지고, 도전성 코팅이 제공된 영역을 갖는 각 턴에 대해, 상기 도전성 코팅 측은 감긴 상기 비-함침성 필름의 다른 턴의 상기 유전체 측에 대하여 반대로 향하는, 고 전압 용량성 디바이스 (1). - 제 1 항에 있어서,
반경방향으로 최외곽 영역 (5) 은 비-패터닝된 방식으로 연속적으로 코팅되는, 고 전압 용량성 디바이스 (1). - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 반경방향 개구들 (9a) 은 둥근 또는 다각형 단면 형상을 갖는, 고 전압 용량성 디바이스 (1). - 제 1 항에 있어서,
상기 고 전압 용량성 디바이스는 감긴 비-함침성 필름 (3) 으로 구성되는, 고 전압 용량성 디바이스 (1). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
영역 (9, 15) 의 상기 제 1 반경방향 개구들 (9a, 15a) 은 제 1 패턴을 형성하는, 고 전압 용량성 디바이스 (1). - 제 6 항에 있어서,
상기 영역들 (11, 15) 의 적어도 일부의 상기 도전성 코팅에는, 상기 도전성 코팅을 통해서 각각의 제 2 반경방향 개구 (11a, 15b) 의 반경방향 확장을 한정하는 상기 비-함침성 필름 (3) 까지 연장되는 복수의 제 2 반경방향 개구들 (11a, 15b) 이 제공되고, 상기 제 2 반경방향 개구들 (11a, 15b) 은 제 2 패턴을 형성하는, 고 전압 용량성 디바이스 (1). - 제 7 항에 있어서,
적어도 하나의 영역 (15) 에는 상기 제 1 패턴을 형성하는 상기 제 1 반경방향 개구들 (15a) 및 상기 제 2 패턴을 형성하는 상기 제 2 반경방향 개구들 (15b) 이 제공되는, 고 전압 용량성 디바이스 (1). - 제 7 항에 있어서,
상기 제 2 반경방향 개구들은 둥근 또는 다각형 단면 형상을 갖는, 고 전압 용량성 디바이스 (1). - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 패턴 및 상기 제 2 패턴은 서로 상이한, 고 전압 용량성 디바이스 (1). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 반경방향 개구들 (9a, 15a) 은 도전성 코팅이 제공되는 영역들의 2 개의 인접하는 층들 사이의 반경방향 거리보다 더 작은, 고 전압 용량성 디바이스 (1). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비-함침성 필름 (3) 은 폴리머 필름인, 고 전압 용량성 디바이스 (1). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도전성 코팅은 도전성 화합물인, 고 전압 용량성 디바이스 (1). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고 전압 용량성 디바이스 (1) 는 콘덴서 부싱, 케이블 종단부, 커패시터 및 기기 트랜스포머 중 하나인, 고 전압 용량성 디바이스 (1).
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090014211A1 (en) | 2005-12-14 | 2009-01-15 | Abb Research Ltd | High-voltage bushing |
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Patent Citations (2)
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| US20090014211A1 (en) | 2005-12-14 | 2009-01-15 | Abb Research Ltd | High-voltage bushing |
| US20090268368A1 (en) * | 2006-12-21 | 2009-10-29 | Abb Research Ltd | Rolled film capacitor |
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