Claims (26)
1. Силовой трансформатор (1), имеющий, по меньшей мере, одну электрическую обмотку, содержащую электропроводящее средство (13-15), охлаждающее средство для охлаждения электропроводящего средства для повышения его удельной электропроводности, и окружающее электроизолирующее средство (20-22), отличающийся тем, что указанное электроизолирующее средство содержит внутренний слой (20) полупроводникового материала, находящийся в электрическом контакте с указанным электропроводящим средством, наружный слой (21) полупроводникового материала под регулируемым электрическим потенциалом вдоль его длины и промежуточный слой (22) электроизолирующего материала между указанными внутренним и наружным слоями (20, 21).1. A power transformer (1) having at least one electric winding containing an electrically conductive means (13-15), a cooling means for cooling the electrically conductive means to increase its specific conductivity, and a surrounding electrically insulating means (20-22), characterized the fact that the specified insulating means contains an inner layer (20) of semiconductor material in electrical contact with the specified conductive means, the outer layer (21) of semiconductor material under the regulation an electric potential along its length and an intermediate layer (22) of electrically insulating material between the indicated inner and outer layers (20, 21).
2. Силовой трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что полупроводниковый наружный слой (21) имеет удельное сопротивление 1 - 105 Ом • см.2. A power transformer according to claim 1, characterized in that the semiconductor outer layer (21) has a specific resistance of 1-10 5 Ohm • cm.
3. Силовой трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что указанный наружный слой (21) имеет удельное сопротивление 10 - 500 Ом • см, предпочтительно, 10 - 100 Ом • см. 3. A power transformer according to claim 1, characterized in that said outer layer (21) has a resistivity of 10-500 Ohm • cm, preferably 10-100 Ohm • cm.
4. Силовой трансформатор по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что удельное сопротивление на единицу длины вдоль оси полупроводникового наружного слоя (21) составляет 5 - 50000 Ом • м-1.4. Power transformer according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the resistivity per unit length along the axis of the semiconductor outer layer (21) is 5 - 50,000 Ohm • m -1 .
5. Силовой трансформатор по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что удельное сопротивление на единицу длины вдоль оси полупроводникового наружного слоя (21) составляет 500 - 25000 Ом • м-1, предпочтительно, 2500 - 5000 Ом • м-1.5. Power transformer according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the resistivity per unit length along the axis of the semiconductor outer layer (21) is 500 - 25000 Ohm • m -1 , preferably 2500 - 5000 Ohm • m -1 .
6. Силовой трансформатор по любому из предыдущих пп. 1-5, отличающийся тем, что полупроводниковый наружный слой контактирует с проводящим средством под регулируемым электрическим потенциалом на отстоящих друг от друга областях вдоль его длины, причем соседние области контакта достаточно близки друг к другу, чтобы напряжения средних точек между соседними областями контакта были недостаточными для возникновения коронных разрядов внутри электроизолирующего средства. 6. Power transformer according to any one of the preceding paragraphs. 1-5, characterized in that the semiconductor outer layer is in contact with the conductive means under an adjustable electric potential on spaced apart areas along its length, and the adjacent contact areas are close enough to each other so that the stresses of the midpoints between adjacent contact areas are insufficient for occurrence of corona discharges inside an electrically insulating agent.
7. Силовой трансформатор по любому из предыдущих пп. 1-6, отличающийся тем, что указанный регулируемый электрический потенциал равен потенциалу "земли" или близок к нему. 7. Power transformer according to any one of the preceding paragraphs. 1-6, characterized in that the specified adjustable electric potential is equal to or close to the potential of the "earth".
8. Силовой трансформатор по любому из предыдущих пп. 1-7, отличающийся тем, что указанный промежуточный слой (22) находится в плотном механическом контакте с каждым из указанных внутреннего и наружного слоев (20 и 21). 8. Power transformer according to any one of the preceding paragraphs. 1-7, characterized in that the intermediate layer (22) is in tight mechanical contact with each of these inner and outer layers (20 and 21).
9. Силовой трансформатор по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что указанный промежуточный слой (22) соединен с каждым из указанных внутреннего и наружного слоев (20 и 21). 9. Power transformer according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that the said intermediate layer (22) is connected to each of these inner and outer layers (20 and 21).
10. Силовой трансформатор по п. 9, отличающийся тем, что сила адгезии между указанным промежуточным слоем (22) и полупроводниковым наружным слоем (21) имеет величину того же порядка, что и собственная прочность материала промежуточного слоя. 10. The power transformer according to claim 9, characterized in that the adhesion force between the specified intermediate layer (22) and the semiconductor outer layer (21) has the same magnitude as the intrinsic strength of the material of the intermediate layer.
11. Силовой трансформатор по п. 9 или 10, отличающийся тем, что указанные слои (20-22) соединены вместе путем экструзии. 11. Power transformer according to claim 9 or 10, characterized in that said layers (20-22) are joined together by extrusion.
12. Силовой трансформатор по п. 11, отличающийся тем, что внутренний и наружный слои (20, 21) полупроводникового материала и изолирующий промежуточный слой (22) нанесены вместе поверх проводящего средства через мундштук для многослойной экструзии. 12. A power transformer according to claim 11, characterized in that the inner and outer layers (20, 21) of the semiconductor material and the insulating intermediate layer (22) are deposited together over the conductive means through the mouthpiece for multilayer extrusion.
13. Силовой трансформатор по любому из предыдущих пп. 1-12, отличающийся тем, что указанный внутренний слой (20) содержит первый пластмассовый материал, имеющий диспергированные внутри него первые электропроводящие частицы, указанный наружный слой (21) содержит второй пластмассовый материал, имеющий диспергированные внутри него вторые электропроводящие частицы, а указанный промежуточный слой (22) содержит третий пластмассовый материал. 13. Power transformer according to any one of the preceding paragraphs. 1-12, characterized in that said inner layer (20) contains a first plastic material having first electrically conductive particles dispersed inside it, said outer layer (21) contains a second plastic material having second electrically conductive particles dispersed inside it, and said intermediate layer (22) contains a third plastic material.
14. Силовой трансформатор по п. 13, отличающийся тем, что каждый из указанных первого, второго и третьего пластмассовых материалов содержит каучук на основе сополимера этилена и бутилакрилата, каучук на основе тройного сополимера этилена и пропилена с диеновым сомономером (КОТСЭПДС), каучук на основе сополимера этилена и пропилена (КОСЭП), полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полипропилен (ПП), сшитый полиэтилен (СПЭ), этилен-пропиленовый каучук (ЭПК) или кремнийорганический каучук. 14. The power transformer according to claim 13, characterized in that each of the first, second and third plastic materials contains rubber based on a copolymer of ethylene and butyl acrylate, rubber based on a triple copolymer of ethylene and propylene with a diene comonomer (KOTSEPDS), rubber based on copolymer of ethylene and propylene (COSEP), low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), crosslinked polyethylene (SPE), ethylene-propylene rubber (EPA) or silicone rubber.
15. Силовой трансформатор по п. 13 или 14, отличающийся тем, что указанные первый, второй и третий пластмассовые материалы имеют, по меньшей мере, по существу те же самые коэффициенты теплового расширения. 15. A power transformer according to claim 13 or 14, characterized in that said first, second and third plastic materials have at least substantially the same thermal expansion coefficients.
16. Силовой трансформатор по п. 13, 14 или 15, отличающийся тем, что указанные первый, второй и третий пластмассовые материалы представляют собой один и тот же материал. 16. The power transformer according to claim 13, 14 or 15, characterized in that said first, second and third plastic materials are one and the same material.
17. Силовой трансформатор по любому из предыдущих пп. 1-16, отличающийся тем, что указанное проводящее средство (13-15) обладает свойствами сверхпроводимости, и тем, что указанное охлаждающее средство выполнено с возможностью охлаждения проводящего средства до температуры, которая ниже критической температуры последнего. 17. Power transformer according to any one of the preceding paragraphs. 1-16, characterized in that said conductive means (13-15) has superconducting properties, and that said cooling means is configured to cool the conductive means to a temperature that is lower than the critical temperature of the latter.
18. Силовой трансформатор по п. 17, отличающийся тем, что сверхпроводящее средство содержит высокотемпературный сверхпроводящий (ВТС) материал. 18. The power transformer according to claim 17, characterized in that the superconducting means comprises a high temperature superconducting (HTS) material.
19. Силовой трансформатор по п. 18, отличающийся тем, что ВТС-материал содержит спирально намотанные ВТС-ленты или проводники. 19. The power transformer according to claim 18, characterized in that the PTS material comprises spirally wound PTS tapes or conductors.
20. Силовой трансформатор по п. 18, отличающийся тем, что ВТС-материал содержит ВТС-ленту, спирально намотанную на опорную трубку, и тем, что охлаждающая текучая среда, например, жидкий азот пропускается по опорной трубке для охлаждения ВТС-ленты до температуры, которая ниже критической температуры ВТС-материала. 20. The power transformer according to claim 18, characterized in that the PTS material comprises a PTS tape spirally wound around the support tube and the fact that a cooling fluid, for example, liquid nitrogen, is passed through the support tube to cool the PTS tape to a temperature which is below the critical temperature of the PTS material.
21. Силовой трансформатор по любому из пп. 17-20, отличающийся тем, что проводящее средство включает в себя теплоизолирующий наружный слой. 21. Power transformer according to any one of paragraphs. 17-20, characterized in that the conductive means includes a heat insulating outer layer.
22. Силовой трансформатор по любому из пп. 1-16, отличающийся тем, что при эксплуатации трансформатора, указанное охлаждающее средство охлаждает проводящее средство до температуры ниже 200oК (-73oС).22. Power transformer according to any one of paragraphs. 1-16, characterized in that during operation of the transformer, the specified cooling medium cools the conductive means to a temperature below 200 o K (-73 o C).
23. Силовой трансформатор по любому из предыдущих пп. 1-22, отличающийся тем, что полупроводниковый внутренний слой имеет удельное сопротивление 1 - 105 Ом • см, как правило, 10 - 500 Ом • см, а предпочтительно, 50 - 100 Ом • см.23. Power transformer according to any one of the preceding paragraphs. 1-22, characterized in that the semiconductor inner layer has a resistivity of 1 - 10 5 Ohm • cm, usually 10 - 500 Ohm • cm, and preferably 50 - 100 Ohm • cm.
24. Силовой трансформатор по любому из предыдущих пп. 1-23, отличающийся тем, что обмотки низкого и высокого напряжения смешаны друг с другом для уменьшения индуктивности рассеяния. 24. Power transformer according to any one of the preceding paragraphs. 1-23, characterized in that the windings of low and high voltage are mixed with each other to reduce the leakage inductance.
25. Силовой трансформатор по любому из предыдущих пп. 1-24, отличающийся тем, что указанное электроизолирующее средство предназначено для высокого напряжения, обычно составляющего свыше 10 кВ, в частности, свыше 36 кВ, и предпочтительно, более 72,5 кВ и до очень высоких напряжений передачи, таких, как 400 - 800 кВ или выше. 25. Power transformer according to any one of the preceding paragraphs. 1-24, characterized in that the said insulating means is intended for high voltage, usually comprising more than 10 kV, in particular, more than 36 kV, and preferably more than 72.5 kV and up to very high transmission voltages, such as 400 - 800 kV or higher.
26. Силовой трансформатор по любому из предыдущих пп. 1-25, отличающийся тем, что указанное электроизолирующее средство предназначено для диапазона мощности свыше 0,5 МВА, предпочтительно, свыше 30 МВА и до 1000 МВА. 26. Power transformer according to any one of the preceding paragraphs. 1-25, characterized in that the said electrical insulating means is intended for a power range above 0.5 MVA, preferably above 30 MVA and up to 1000 MVA.