KR20000070418A - 변압기/리액터 및 변압기/리액터의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 변압기/리액터 및 변압기/리액터의 제조방법에 관한 것이다. 변압기/리액터는, 하나의 코어와 적어도 하나의 권선을 포함하여 구성된 것으로서, 상기 코어(1, 11, 21, 31)는 적어도 두 개의 세그먼트(4, 14, 24, 25, 33, 34, 36, 37)로 이루어지고, 유연성인 상기 권선은 하나의 내부 반도전층(8)에 의해 둘러싸인 하나의 도전성 코어(7), 상기 내부 반도전층을 감싸며 고체 재질로 된 하나의 절연층(9) 및 상기 절연층을 감싸는 외부 반도전층(10)을 포함하며, 상기 층들이 서로 점착되어 있다.

Description

변압기/리액터 및 변압기/리액터의 제조방법{A TRANSFORMER/REACTOR AND A METHOD FOR MANUFACTURING A TRANSFORMER/REACTOR}

종래의 전력변압기는, 적층배향된 박판 코어(laminated oriented sheet core)로 되고, 아래에서 코어(core)라고 불리며, 통상 페로실리콘(ferrosilicon)으로 만들어지는 변압기 코어를 포함하여 이루어진다. 코어는, 요크에 의해 결합되는 다수의 코어 레그(core legs)로 이루어져 있다. 코어 레그 주위에는 보통 1차, 2차 및 조정 권선(regulating windings)이라 불리는 다수의 권선이 위치한다. 전력변압기의 경우에, 이 권선들은 거의 언제나 동심원으로 구성되고, 코어 레그를 따라 분포된다. 변압기 코어는 권선이 통과하는 사각형의 "윈도우"를 갖는다. 이 사각형 윈도우는 본래 코어가 적층될 때 사용되는 생산 기술에 의해 만들어진다.

예를 들어, 독일특허 제40414호, 미국특허 제2,446,999호, 영국특허 제2,025,150호, 미국특허 제3,792,399호, 미국특허 제4,229,721호에 의해 다양한 형태의 변압기 코어의 이용이 공지되어 있다. 이 중 몇몇에는 세그먼트들로 만들어진 코어도 기술하고 있다. 그러나, 이 중에서 어느 것도 고전압 전력변압기에 적합하지 않으며, 아래에 기술된 오일냉각식과 같은 본 기술의 변압기에 적용될 수 없다.

위에 언급한 전력범위 중 가장 낮은 전력용의 종래의 전력변압기는, 열의 형태로 불가피하게 자연적으로 일어나는 손실을 없애기 위해 때때로 공냉식 냉각장치를 구비한다. 그러나, 대부분의 종래 전력변압기는, 보통 압력이 일정하게 유지되는 오일냉각장치에 의해 오일냉각된다. 이것은 특히, 고전력 변압기가 그러하다. 오일냉각식 변압기는 잘 알려진 많은 결점을 가진다. 예를 들어, 크고, 다루기 힘들며, 무겁기 때문에, 안전성 및 주변 장치에 대한 필요성이 많을 뿐만 아니라, 특히 운반상의 문제점을 수반한다.

그러나, 매우 큰 범위까지도 오일냉각식 변압기를, 새로운 형태의 건식 변압기(dry transformers)로 교체가능한 것이 증명되었다. 이 새로운 건식 변압기에는 고전압 케이블로 만든 하나의 권선, 즉 하나의 고전압 절연 전기 도선이 구비된다. 따라서, 건식 변압기는 이전에 가능했던 범위보다 상당히 높은 전력범위에서 사용될 수 있다. 따라서, "건식 변압기" 및 "건식 리액터"라는 표현은, 오일냉각식이 아니라, 공냉식 변압기/리액터에 적용하는 것이 바람직하다.

리액터(인덕터)에 있어서, 이들은 대체로 단지 하나의 권선을 구비한 하나의 코어를 포함하여 이루어진다. 다른 관점에서, 변압기에 관하여 위에 설명된 것은 또한, 실질적으로 리액터에도 해당된다. 대형 리액터가 오일냉각식이라는 것도 특히 주목해야 한다.

본 발명의 목적은, 여기에 기술된 종래의 전력변압기 또는 리액터가 가지는 결점 몇 가지를 제거할 수 있는 변압기 또는 리액터를 제공하는 것이며, 그러한 변압기/리액터를 제조하기 위해 사용하는 방법을 제공하는 것이다.

이들 목적은 청구항 1에 정의된 특성을 갖는 변압기/리액터에 의해 그리고 청구항 25항에 정의된 특성에 따르는 그러한 변압기/리액터를 제조하기 위한 방법에 의해 달성된다.

청구항 1의 첫 번째 특징에 의하면, 코어는 적어도 두 개의 세그먼트로 이루어진다. 그에 해당하는 방법은 적어도 두 개의 세그먼트를 포함하는 하나의 코어를 제조하는 특징을 포함한다. "세그먼트" 또는 "세그먼트화된 코어" 라는 표현은, 변압기/리액터의 코어는 코어를 형성하기 위해 나란히 결합된 대체로 동일한 세그먼트 또는 부품에 의해 만들어진다는 것을 의미한다.

많은 이점이 세그먼트로 만들어진 하나의 코어에 의해 얻어진다. 무엇보다도, 상대적으로 큰 코어까지도, 대체로 환형(annular)인 형상으로 만들 수 있으며, 그것은 아래에 설명할 큰 이점을 제공해준다.

두 번째로, 각 세그먼트가 별개로 권취될 수 있으므로, 보다 간단하게 권선을 권취할 수 있다.

세그먼트화된 코어의 세 번째 이점은, 제조시 언제라도 코어 부품을 해체시키거나 조립할 수 있다는 것이다.

코어가 하나 또는 그 이상의 세그먼트를 각각 포함하여 이루어지는 모듈의 형태로 제작될 수 있기 때문에, 생산의 관점에서도 이점이 있다. 이로 인해, 코어가 세그먼트의 상태로 운반되어, 사용될 현지에서 조립될 수 있기 때문에, 운송을 위해서도 중요한 이점을 제공한다. 필요하다면, 권선이 현지에서 권취될 수도 있다.

청구항 1항의 또 다른 특징에 의하면, 권선은 유연성을 가지며, 하나의 내부 반도전층으로 둘러싸이는 하나의 도전성 코어, 상기 내부 반도전층을 둘러싸는 고체 재질로 이루어지는 하나의 절연층 및 상기 절연층을 둘러싸는 하나의 외부 반도전층을 포함하여 이루어지며, 상기 층들은 서로 접착되어 있다. 본 발명에 의한 방법의 또 다른 특성에 의하면, 상기 방법은, 청구항 1항에 의해 정의된 하나의 권선을 코어에 설치하는 단계를 포함한다.

따라서, 본 발명에 따른 변압기/리액터에서 권선들은, XLPE-케이블 또는 EPR-절연체를 가지는 케이블과 같이 배전을 위해 현재 사용되고 있는 형태의 고체형 압출성형 절연체를 구비한 케이블에 상응하는 형태가 바람직하다. 그러한 케이블은, 하나 또는 그 이상의 소선부(strand parts), 상기 도선을 둘러싸는 하나의 내부 반도전층, 이 내부 반도전층을 둘러싸는 하나의 고체 절연층 및 이 절연층을 둘러싸는 하나의 외부 반도전층으로 구성되는 하나의 내부 도선부(inner conductor)를 포함하여 이루어진다. 그와 같은 케이블은 유연성을 가지며, 본 발명에 의한 장치의 기술이 본래, 조립(assembly)시에 휘어지는(또는 만곡되는) 도선들로 형성되는 권선 시스템에 바탕을 두고 있어, 이러한 관계에서 유연성이 하나의 필수적인 특성이다. XLPE-케이블은 통상, 직경이 30㎜인 케이블에 대하여 대략 20㎝의 곡률반경 및 직경이 80㎜인 케이블에 대하여 대략 65㎝의 곡률반경에 해당하는 유연성을 갖는다. 본 출원에서, "유연성"이란 용어는, 케이블 직경의 4배, 바람직하게는 케이블 직경의 8배 내지 12배 정도의 곡률반경을 가지는 유연성을 가지는 권선에 대해 사용된다.

권선은 구부려졌을 때 그리고 동작하는 동안 열적 스트레스를 받게 되어도 여전히 권선의 특성을 유지할 수 있도록 만들어져야 한다. 이러한 관계에서, 층들은 서로에 대한 점착력(adhesion)을 유지하는 것이 매우 중요하다. 여기서, 층들의 재질 특성, 특히 신축성 및 상대적 열팽창계수(relative coefficients of thermal expansion)가 결정적이다. XLPE-케이블에서, 예를 들어, 절연층은 가교(cross-linked) 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어지며, 반도전층은 혼합된 유연(soot)과 금속 입자를 갖는 폴리에틸렌으로 구성된다. 온도 변화에 따른 부피의 변화는 케이블의 반경이 변함에 따라 완전히 흡수되며, 이 재료들의 신축성에 대한 층들내의 열팽창계수들의 차이가 비교적 근소하므로, 층들사이에 있어서의 점착력의 손실없이 방사형 팽창이 일어날 수 있다.

위에 설명한 재질의 결합은 단지 예를 든 것으로 인식되어야 한다. 상술한 조건들 및 반도전성이 되는 조건, 즉 10^-1∼10⁶ohm-㎝ 범위이내의 고유저항을 갖는 조건, 예를 들어 1∼500 ohm-㎝ 또는 10∼200 ohm-㎝인 조건을 충족시키는 또 다른 결합도 당연히 본 발명의 범위에 포함된다.

절연층은, 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌(PB), 폴리메틸펜텐(PMP), 가교 폴리에틸렌(XLPE)과 같은 가교 물질 및 에틸렌 프로필렌 고무(EPR) 또는 실리콘 고무등의 고무와 같은 고체 열가소성 물질로 이루어질 수 있다.

내부 및 외부 반도전층들은 동일한 기본 재질로 이루어질 수 있지만, 혼합된 유연 또는 금속 분말과 같은 도전성 재질의 입자를 포함할 수 있다.

이들 물질의 기계적인 성질, 특히 열팽창계수들은, 유연 또는 금속 분말이 혼합되든 혼합되지 않든, 적어도 본 발명에 의한 도전성 요건을 달성하는 데 필요한 비율(proportions)내에서는, 상대적으로 거의 영향을 받지 않는다. 따라서, 절연층과 반도전층들은 대체로 동일한 열팽창계수를 갖는다.

에틸렌-비닐-아세테이트 공중합체/니트릴 고무(EVA/NBR), 부틸 그라프트 폴리에틸렌(butyl graft polyethylene), 에틸렌-부틸-아크릴레이트-공중합체(EBA) 및 에틸렌-에틸-아크릴레이트 공중합체(EEA)도 반도전층으로서 적절한 폴리머에 속한다.

다른 형태의 재질이 여러 층에서 베이스로서 사용되더라도, 그 물질의 열팽창계수가 대체로 동일한 것이 바람직하다. 이것은 위에 열거된 물질이 결합할 경우이다.

위에 열거된 물질은, E<100MPa의 E-계수(E-modulus), 바람직하게는 <200MPa의 E-계수를 갖는 비교적 양호한 신축성을 갖는다. 그 신축성은, 층들내의 재질들의 열팽창계수들 사이에 작은 차이도 있더라도 방사 방향의 신축성에 의해 흡수되기에 충분하며, 그에 따라 갈라진 틈 또는 다른 손상이 생기지 않으며 층이 서로 떨어지지 않는다. 층들내의 재질은 신축성을 가지며, 층들사이의 점착력은 적어도, 재질 중에서 가장 약한 것과 동일한 수준이다.

두 반도전층의 도전성은 각 층의 전위차를 대체로 균일하게 하기에 충분하다. 외부 반도전층의 도전성은 케이블내에 전기장을 포함할 정도로 충분히 크지만, 층의 길이 방향으로 유도된 전류에 의한 중대한 손실을 발생시키지 않는데 충분할 만큼 작다.

따라서, 두 반도전층은 각각 하나의 등전위면을 필수적으로 구성하며, 이 층들은 그들 사이의 전기장을 실질적으로 에워싼다.

물론, 하나 또는 그 이상의 추가적인 반도전층들이 절연층내에 배치되는 것을 막는 것은 아무 것도 없다.

다른 특징 및 이점들은 그외의 종속항들로부터 명백해질 것이다.

케이블로 이루어진 하나의 권선에 의해 얻어지는 상술한 이점 이외에, 케이블을 사용함으로써 자기표유장(magnetic stray fields)으로 인해 봉착하는 문제점들이 감소된다. 이것은, 매우 큰 코어를 설치하는데 따라 생기는 문제점이 해소되고, 그것이 세그먼트화된 하나의 코어를 사용하는 본 발명에 의해 이루어진 것이라면, 도우넛형 코어(a toroidal core) 고전압 변압기에서도 사용될 수 있다는 이점을 가지는 것이다. 이제까지 저전압 영역 및 전기장에만 이미 알려져 있는 기술을 사용할 수 있다는 것은 큰 이점을 가져온다.

특히 바람직한 특징으로서, 권선이 고전압 케이블로 이루어진다는 것을 들 수 있다.

또 다른 특성으로서, 고전압 케이블이 20∼250㎜ 범위의 직경, 80∼3000㎟ 범위의 도전영역을 갖는 것이 바람직하다는 것을 들 수 있다.

특히 바람직한 특성으로서, 코어가 대체로 환형이다. 이러한 설계는, 사각형 코어보다 짧은 자기 통로(magnetic path)를 제공하며, 코어 내에 보다 양호한 흐름 분포(flow distribution)를 제공하는 이점을 가진다. 종래의 코어보다 짧은 자기 통로를 갖는 환형 코어의 이점은, 적은 양의 재료를 필요로 하고, 저중량 및 저비용으로 가능하며, 전력손실을 낮춤으로써, 보다 효율적이다.

또 다른 특히 바람직한 특징으로서는, 코어를 대체로 도우넛형으로 할 수 있다는 것이다. 도우넛형 코어에 있어서, 코일은 코어 주위의 전체에 걸쳐서 균일하게 분포될 수 있어, 원하지 않는 자기장이 생기는 문제점을 감소시킨다. 자기장이 거리에 따라 보다 빠르게 감소하므로, 높은 대칭성을 갖는 것도 또한 바람직한 점이다.

하나의 실시예에 의하면, 변압기/리액터의 코어는 대체로 원형인 윈도우를 가지며, 환형 코어의 형태가 원형이다. 그 대신에, 코어가 대체로 타원형인 하나의 윈도우를 포함하며 이루어지며, 상기 환형 코어의 형상을 타원형으로 할 수도 있다. 코어가 사각형일 수도 있다.

바람직한 실시예에 의하면, 코어는 두 개의 세크먼트로 이루어진다. 많은 경우에, 이 방법이 스스로 이점을 만드는 가장 단순한 대체 방법이다.

또 다른 바람직한 실시예에 의하면, 코어가, 두 개의 직선형 세그먼트와 반원 형상의 두 개의 세그먼트로 된 네 개의 세그먼트로 이루어지며, 반원 형상의 두 세그먼트는 두 개의 직선형 세그먼트를 통해 함께 결합된다. 이 실시예도, 타원형 실시예와 같이, 비좁은 공간에서도 사용될 수 있다는 이점을 갖는다.

각각의 세그먼트는 다수의 플레이트를 포함하여 이루어진다는 것과, 코어가 적층 코어로서 만들어진다는 것도 또한 바람직한 특징으로 설명할 수 있다.

더 바람직한 특징에 의하면, 플레이트가 자기적으로 배향된 강철로 이루어질 수 있으며, 세그먼트의 수가 충분히 많아서 자기적인 배향(magnetic orientation direction)이 손실되지 않는다. 또한, 플레이트는 비결정질 강철로 이루어질 수 있다.

하나의 실시예에 의하면, 인접하는 세그먼트들이, 가장 가까이 인접한 세그먼트의 해당 측면에 배열되는 플레이트들 사이의 틈(gap)에 고정되는, 적어도 하나의 돌출 플레이트(protruding plate)를 갖는, 하나의 세그먼트에 의해 서로 고정됨으로써, 오버랩 죠인트(overlap joint)를 형성한다. 이로 인해 세그먼트들이 코어를 형성하는데 어떠한 특별한 부착 수단도 필요로 하지 않다는 이점을 갖게 된다. 그 대신에, 변압기/리액터가 부착 수단을 추가적으로 포함할 수도 있다.

다른 바람직한 특징에 따르면, 세그먼트화된 코어는, 냉각제용 내부 덕트를 포함한다. 냉각 덕트의 특정 실시예에 의하며, 코어 세그먼트들은 그것에 의해 연결될 수 있다.

마지막으로, 본 발명에 의한 방법은, 코어를 형성하기 위해 세그먼트가 조립되기 이전에, 코어의 권선들이 세그먼트 위에 권취된다는 것에 특징이 있다.

본 발명은 단상 변압기에 바람직하게 사용된다.

요약하면, 청구항 1항에 정의된 하나의 권선과 하나의 세그먼트화된 코어의 결합을 통하여, 고전압용 건식 변압기/리액터에 대체적으로 환형, 바람직하게는 도우넛 형상의 대형 코어를 설치하는 것이 본 발명에 의해 가능해졌음이 강조되어야 할 것이다.

본 발명은, 하나의 코어와 적어도 하나의 권선을 포함하여 이루어지는 변압기/리액터에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 그러한 변압기/리액터의 제조시에 사용하기 위한 방법에 관한 것이다.

변압기/리액터는 수 W로부터 1000MW에 이르는 모든 범위의 전력용이 나와 있다. 일반적으로, "전력 변압기/리액터"라는 용어는, 수백 ㎾로부터 1000MW에 이르는 정격 출력(rated output)과 3∼4㎸로부터 매우 높은 송전 전압(transmission voltage)에 이르는 정격 전압(rated voltage)을 갖는 변압기/리액터에 관한 것이다.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 첨부도면을 참고로, 예를 드는 방법으로, 네 개의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시예의 개략사시도를 나타낸다.

도 2는, 본 발명의 제2 실시예의 개략도를 나타낸다.

도 3은, 본 발명의 제3 실시예의 개략도를 나타낸다.

도 4는, 본 발명의 제4 실시예의 개략도를 나타낸다.

도 5는 본 발명에 의한 코어의 세크먼트의 단면도를 나타낸다.

도 6은, 고전압 케이블의 횡단면도를 나타낸다.

제1 실시예를 구성하는 본 발명의 기본 도면이, 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 이 도면은, 대체적으로 원형인 윈도우(5)를 통과하는 하나의 권선(2)이 구비된 하나의 변압기 코어(1)를 나타내는데, 이것은 하나의 리액터 코어와 마찬가지이다. 하나의 도면 부호만을 사용하였지만, 코어는 상대적으로 많은 수의 세그먼트(4)들에 의해 만들어진다. 제조상의 이점을 고려하면, 세그먼트들이 동일한 것이 바람직하겠지만, 적절하다면 몇 가지로 다른 형태가 될 수도 있다. 도면은 18개의 세그먼트를 나타내지만, 각각의 세그먼트는, 공지된 방법으로, 하나의 플레이트(plate)가 다른 플레이트 위에 중첩된 다수의 플레이트(3)로 이루어진다. 이 플레이트들이 어떻게 번갈아 중첩될 수 있는 것인지는, 하나의 세그먼트의 단면을 나타내는 도 5에 도시되어 있다. 플레이트들은 보통 서로 접착되어 있다. 플레이트를 번갈아 중첩시킴으로써, 소위 적층 코어라는 것이 얻어진다. 다른 결합 방법들이 사용될 수 있지만, 가능한 방법중 하나만이 도 5에 도시되어 있다. 또 다른 가능한 방법, 예를 들어 스텝 랩(step lap)이 잘 알려져 있다.

도 1에 도시된 개개의 플레이트들은, 평행한 사다리꼴 형상을 갖는다. 이것은, 코어의 "환형" 형상이 사실상 다각형이라는 것을 의미한다. 그러나, 이 경우에서처럼 상대적으로 많은 수의 세그먼트를 가지며 환형 또는 도우넛 형상과 같은 코어의 횡단면은 다각형에 가깝다.

원형의 횡단면을 갖는 "환형, 원형의 윈도우 및 도우넛 형상"이란 용어는, 모두 코어에 관련된 것이며, 이러한 관계에 있어서, 이 용어들은, 기하학적으로 완벽한 링, 토러스(torus) 또는 원만을 말하는 것이 아니라, 세그먼트들 때문에 코어가 모두 다각형의 종·횡단면을 가질 수 있다는 사실에 비추어 볼 때, 이 기하학적 도형과 거의 동일한 것들도 포함한다는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 2는, 세그먼트(14)들로 된 하나의 코어 형태의 본 발명의 제2 실시예의 평면도이다. 도 2의 실시예에 의하면, 세그먼트들은 하나의 링, 바람직하게는 도우넛 형상의 링에 결합될 수 있도록, 하나의 절두된 팁(truncated tip) 형상으로 된 파이 조각과 유사한 형상을 갖는다. 따라서, 도 5의 플레이트(3)는 도 2에 도시된 파이 조각형상에 맞도록 절단된다. 이 경우, 코어(11)는, 여덟 개의 세그먼트(14)로 구성된다. 이 코어의 세그먼트들은, 도면에서 화살표로 표시된 바와 같이, 자기적으로 배향된 강철판에 의해 조립된다. 자기적으로 배향된 강철이 사용될 경우, 세그먼트의 수는 배향의 자기방향을 잃지 않을 만큼 충분한 것이 중요하다. 이 코어도, 권선 또는 권선들이 통과하는 원형 윈도우(15)를 가진다.

코어의 세 번째 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 세그먼트화된 코어(21)는, 대체로 원형의 윈도우(25)를 갖는 코어에 결합된 오직 두 개만의 하프 링(ring halves)(23, 24) 형상의 세그먼트로 이루어져 있다.

네 번째 실시예가 도 4에 도시되어 있는데, 이것으로부터, 코어(31)가 바람직하게, 네 개의 세그먼트, 즉 두 개의 직선형 세그먼트(36, 37)와 하프 링 형상의 두 개의 세그먼트(33, 34)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직함을 알 수 있다. 하프 링 형상의 두 개의 세그먼트(33, 34)는 두 개의 직선형 세그먼트(36, 37)을 통하여 연결된다. 코어는 하나의 윈도우(35)를 갖는다.

세그먼트들은 환형 형상의 코어를 형성하도록 다양한 방식으로 고정되거나 결합될 수 있다. 따라서, 세그먼트의 실측면(actual side), 즉 인접하는 세그먼트에 면하는 측면 바깥으로 돌출된 몇 개의 플레이트를 갖는 세그먼트들을 형성할 수 있는데, 이 세그먼트들은 가장 가까이 인접하는 세그먼트의 대응 측면에 배열된 플레이트들 사이의 틈에 삽입되고 그 반대도 가능하며, 그에 따라 인접하는 세그먼트들내의 플레이트들이 오버랩된다. 따라서, 두 개의 인접 세그먼트의 플레이트들 사이의 하나의 결합부(joint)가 이루어지며, 이 결합부는 도 5에 도시된 하나의 세그먼트 내측에 형성된 결합부들의 예와 동일한 방식으로 형성된다. 그 대신에, 클램프, 요크, 나사와 같은 특수한 부착 수단이 사용될 수도 있다.

세그먼트화된 코어의 하나의 이점은, 냉각제용 내부 덕트들을 포함할 수 있다는 것이다. 이 덕트들은, 적층과정에서 플레이트 사이에 형성되는 공간(interspaces)(17)으로 이루어진다. 그 대신에, 냉각제용 튜브들이, 플레이트가 적층되는 동안 세그먼트들내에 설치될 수도 있다. 또 다른 방법은, 추후에 세그먼트들에 덕트를 뚫는 것이다. 그 외에도, 인접하는 하나의 세그먼트내의 냉각 덕트가 끝나는 하나의 대응 파이프 단부에 고정되는 하나의 돌출 파이프 단부 (protruding pipe end)에서 끝나는 하나의 냉각 덕트가 형성된 적어도 하나의 세그먼트에 의해 인접 세그먼트들이 고정되는 방식으로, 세그먼트들이 내부 냉각 덕트에 의해 함께 지지될 수도 있을 것이다.

마지막으로, 도 6은 본 발명에서 사용하기에 특히 적합한 고전압 케이블(6)의 단면도를 나타낸다. 고전압 케이블(6)은, 예를 들면 구리(Cu)로 만들어지고 원형의 횡단면을 갖는 다수의 소선들(7)을 포함한다. 이 소선들은, 고전압 케이블의 중앙에 배치된다. 소선(7)들을 둘러싸는 것은 제1 반도전층(8)이다. 이 제1 반도전층(8)을 둘러싸는 것은 예를 들어 XLPE 절연체인 절연층(9)이다. 절연층(9) 주위에는 제2 반도전층(10)이 형성된다. 도시된 케이블은, 통상 그러한 케이블을 감싸는 외곽의(ourter) 기계적인 보호 외장(mechanically protective sheath) 및 케이블들 통상 감싸고 있는 금속 스크린이 제거된 점에서 종래의 고전압 케이블과는 다르다. 따라서, 본 출원에서 "고전압 케이블"이라는 개념은, 배전을 위해 통상적으로 그러한 케이블을 감싸는 금속제의 스크린 또는 외장을 반드시 포함하지는 않는다.

위에 도시 또는 기술된 실시예는 단지 예로서 이해되어야 하며, 본 발명은 그들에 국한되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 개념의 범위내에서 변형될 수 있다. 따라서, 도시된 세 실시예의 코어의 윈도우는 대체로 원형인 것만이 도시되어 있지만, 타원형 또는 다른 형상도 물론 가능하다. 유사하게, 환형의 코어도 원형이 아니라 타원형일 수도 있다. 이것은, 예를 들어 이용가능한 공간이 가로로 제한되어 있을 때 바람직하다. 더욱이, 세그머트화된 코어가 사각형의 윈도우와 함께 사각형을 이루는 것을 막는 것은 아무 것도 없다.

세그먼트들의 수도 또한 제조 기술, 권선 기술, 이동 거리 등 많은 상이한 고려사항에 매우 크게 의존한다. 플레이트들도 또한 자기적으로 배향된 강철이 아닌 강철, 예를 들어 비결정질 강철로 만들 수도 있다.

마지막으로, 본 발명에 의해 만든 세 개의 코어를 결합함으로써 삼상 변압기/리액터에도 본 발명을 당연히 적용할 수 있다는 것도 언급하는 바이다.

Claims (26)

1. 하나의 코어와 적어도 하나의 권선을 포함하여 구성된 것으로서, 상기 코어(1, 11, 21, 31)가 적어도 두 개의 세그먼트(4, 14, 24, 25, 33, 34, 36, 37)로 이루어지고, 유연성인 상기 권선이, 하나의 내부 반도전층(8), 상기 내부 반도전층을 감싸며 고체 재질로 된 하나의 절연층(9) 및 상기 절연층을 감싸는 외부 반도전층(10)에 의해 둘러싸인 도전성 코어(7)를 포함하며, 상기 층들이 서로 점착되어 있는, 변압기/리액터.
2. 제1항에 있어서, 상기 층들(8, 9, 10)이, 동작시의 온도 변화에 의해 생기는 층들내의 체적의 변화가 재질의 신축성에 의해 흡수되는 정도의 신축성과 열팽창계수를 갖는 재질로 이루어지며, 그에 따라 동작시에 발생하는 온도 변화가 있어도 상기 층들이 서로의 점착력을 유지하는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
3. 제2항에 있어서, 상기 층들(8, 9, 10)내의 상기 재질이, 고신축성, 바람직하게는 500MPa보다 낮은 신축계수를, 바람직하게는 200MPa보다 낮은 신축계수를 갖는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
4. 제3항에 있어서, 상기 층들(8, 9, 10)의 재질의 열팽창계수가 대체로 동일한 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
5. 제4항에 있어서, 상기 층들(8, 9, 10)사이의 점착력이, 적어도 상기 재질중에서 가장 약한 것과 같은 정도인 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각각의 반도전층들(8, 10)이 하나의 등전위면을 필수적으로 구성하는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
7. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 고정자(4)의 권선이 고전압 케이블(6)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
8. 제7항에 있어서, 상기 고전압 케이블(6)이 20∼250㎜ 범위의 직경, 80∼3000㎟ 범위의 도전영역을 갖는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
9. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 코어(1, 11, 21,)가 대체로 환형 형상인 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
10. 제9항에 있어서, 상기 코어(1, 11, 21)가 대체적으로 원형인 하나의 윈도우(5, 15, 25)를 포함하여 이루어지고, 상기 코어의 환형 형상이 원형인 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
11. 제9항에 있어서, 상기 코어(1, 11, 21)가 대체로 타원형인 하나의 윈도우를 포함하여 이루어지고, 상기 코어의 환형 형상이 타원형인 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
12. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 코어(31)가, 두 개의 직선형 세그먼트(36, 37)와 하프 링 형상의 두 개의 세그먼트(33, 34)로 된 네 개의 세그먼트로 이루어지며, 하프 링 형상의 두 세그먼트가 두 개의 직선형 세그먼트를 통해 함께 결합되는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
13. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항, 제10항, 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 코어(1, 11, 21)가 대체로 도우넛형인 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
14. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 코어가 사각형인 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
15. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항, 제10항, 제11항, 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 코어(21)가 두 개의 세그먼트(23, 24)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
16. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항, 제10항, 제11항, 제12항, 제13항, 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 각각의 세그먼트가 다수의 플레이트(3)를 포함하여 이루어지고, 상기 코어가 적층된 코어로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
17. 제16항에 있어서, 상기 플레이트(3)들이 자기적으로 배향된 강철로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
18. 제17항에 있어서, 세그먼트의 수가, 자기적인 배향 방향을 잃지 않을 만큼 충분히 큰 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
19. 제16에 있어서, 상기 플레이트(3)들이 비결정질 강철로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
20. 제16항, 제17항, 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 인접 세그먼트들이, 가장 가까이 인접하는 세그먼트의 대응 측면에 배열되는 플레이트들 사이의 틈에 맞는 적어도 하나의 돌출 플레이트를 갖는 하나의 세그먼트에 의해 서로 지지됨으로써, 오버랩 죠인트를 형성하는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
21. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항, 제10항, 제11항, 제12항, 제13항, 제14항, 제15항, 제16항, 제17항, 제18항, 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 세그먼트들을 결합하기 위한 부착 장치, 바람직하게는 클램프 또는 나사를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
22. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항, 제10항, 제11항, 제12항, 제13항, 제14항, 제15항, 제16항, 제17항, 제18항, 제19항, 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 세그먼트화된 코어가 냉각제용 내부 덕트(17)들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
23. 제22항에 있어서, 하나의 인접하는 세그먼트내의 냉각 덕트가 끝나는 하나의 대응 파이프에 고정되도록 설계된 하나의 돌출 파이프 단부(protruding pipe end)에서 끝나는 하나의 냉각 덕트(17)가 구비된 적어도 하나의 세그먼트에 의해 상기 인접 세그먼트들이 서로 지지되는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
24. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항, 제10항, 제11항, 제12항, 제13항, 제14항, 제15항, 제16항, 제17항, 제18항, 제19항, 제20항, 제21항, 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 변압기가 건식 변압기/리액터인 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터.
25. 하나의 코어와 적어도 하나의 권선을 포함하는 변압기/리액터에 있어서, 적어도 두 개의 세그먼트를 결합하여 하나의 코어를 제조하는 단계와, 상기 코어에 하나의 권선을 설치하는 단계를 포함하여 구성된 것으로서, 유연성인 상기 권선이, 하나의 내부 반도전층(8)에 의해 둘러싸인 하나의 도전성 코어(7), 상기 내부 반도전층을 감싸며 고체 재질로 된 하나의 절연층(9) 및 상기 절연층을 감싸는 외부 반도전층(10)을 포함하여 이루어져서, 상기 층들이 서로 점착되어 있는, 변압기/리액터를 제조하는데 사용하는 방법.
26. 제25항에 있어서, 상기 세그먼트가 코어를 형성하기 위해 조립되기 이전에, 상기 코어의 권선이 세그먼트위에 권취되는 것을 특징으로 하는, 변압기/리액터를 제조하는데 사용하는 방법.