SE510858C2 - Krafttransformator/reaktor - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 510 ass 2 Ibland förekommer även andra typer av kärnkonstruk- tioner som t.ex. de som ingår i så kallade manteltransfor- matorer eller i ringkärnetransformatorer. Exempel på kärn- i DE 40414. av konventionella magnetiserbara material som den nämnda konstruktioner beskrivs bl.a. Kärnan kan bestå orienterade plåten, av andra magnetiserbara material som ferriter, amorft material, metalltrådar eller -band. När det gäller reaktorer kan som bekant den magnetiserbara kärnan utgå.

De ovan nämnda lindningarna bildas av en eller flera seriekopplade spolar uppbyggda av ett antal seriekopplade varv. Varven i en enskild spole är normalt sammanförda till en geometrisk sammanhängande enhet, fysiskt avgränsad från de övriga spolarna.

Isolationssystemet dels inom en spole/lindning och dels mellan spolar/lindningar och övriga metalldetaljer är normalt utformat som en fast cellulosa- eller lackbaserad isolation närmast det enskilda ledarelementet samt där utanför av fast cellulosa och flytande, eventuellt också gasformig, isolation. Lindningar med isolation och eventu- ella stagningsdelar representerar på detta sätt stora voly- mer som kommer att utsättas för höga elektriska fältstyrkor som uppträder i och kring de aktiva elektromagnetiska delarna hos transformatorn. För att kunna förutbestämma de dielektriska påkänningarna som uppstår och uppnå en dimen- sionering med minimal risk för elektriskt genomslag, krävs god kännedom om isolationsmaterialens egenskaper. Det är också viktigt att åstadkomma en sådan omgivande miljö att den inte förändrar eller nedsätter isolationsegenskaperna.

Det i dag förhärskande yttre isolationssystemet för högspända konventionella krafttransformatorer/reaktorer består av cellulosamaterial som den fasta isolationen och transformatorolja som den flytande isolationen. Transfor- matoroljan är baserad på så kallad mineralolja.

Konventionella isolationssystem kräver förutom en relativt komplicerad uppbyggnad även speciella tillverk- ningsåtgärder för att utnyttja isolationssystemets goda isolationsegenskaper. Systemet skall ha låg fukthalt, den lO 15 20 25 30 35 3 510- ass fasta fasen i isolationssystemet skall vara väl impregnerat med den omgivande vätskan, risken för kvarvarande gasfickor i den fasta fasen måste vara minimal. Under tillverkningen genomförs därför en speciell torkprocess på komplett kärna med lindningar innan nedsättning i låda. Efter nedsättning och förslutning av lådan töms lådan på all luft i en spe- ciell vakuumbehandling innan påfyllning av olja. En sådan process utgör en väsentlig del av den totala tillverknings- tiden samtidigt som den kräver omfattande verkstadsresurser.

Då processen kräver total urpumpning av gas till i det närmaste absolut vakuum, måste lådan eller den tank som omger transformatorn konstrueras för fullt vakuum, vilket innebär extra àtgàng av material och tillverkningstid.

Vidare kräver montage i fält i sin tur förnyad vakuumbehandling, en process som måste upprepas var gång transformatorn har öppnats för någon åtgärd eller inspek- tion.

Redogörelse för uppfinningen Det har nu visat sig att genom att framställa lind- ningar hos den inledningsvis omnämnda krafttransformatorn/ reaktorn av en isolerad elektrisk högspänningsledare med en fast isolation av liknande slag som hos kablar för kraft- överföring kan man erhålla en mängd fördelar.

Den isolerade ledaren eller högspänningskabeln som används vid föreliggande uppfinning är flexibel och böjlig och av det slag som närmare beskrivs i PCT-ansökningarna SE 97/00874 och SE 97/00875. Ytterligare beskrivning av den isolerade ledaren eller kabeln finns i PCT-ansökningarna SE 97/00901, SE 97/00902 och SE 97/00903.

Vid anordningen enligt uppfinningen är lindningarna företrädesvis av ett slag motsvarande kablar med fast ex- truderad isolation som i dag används för kraftdistribution, s.k. PEX-kablar eller kablar med EPR-isolation. En sådan innefattar en inre ledare sammansatt av en eller t.ex. flera kardeler, ett ledaren omgivande inre halvledande skikt, ett detta omgivande fast isoleringsskikt och ett isoleringsskiktet omgivande yttre halvledande skikt. Dylika 10 15 20 25 30 35 s1~o ass 4 kablar är böjliga vilket är en väsentlig egenskap i samman- hanget eftersom tekniken för anordningen enligt uppfinning- en i första hand baserar sig pà ett lindningssystem där lindningen görs med ledningar som dras fram och åter en En PEX-kabel har normalt en böjlighet motsvarande en krökningsradie på ca 20 cm för en kabel med mångfald varv. 30 mm diameter och en krökningsradie på ca 65 cm för en kabel med 80 mm diameter. Med uttrycket böjlig avses i denna ansökan således att lindningen är böjlig ned till en krökningsradie i storleksordningen 8 - 25 gånger kabeldiametern.

Lindningen bör vara utförd så att den kan bibehålla sina egenskaper även när den böjs och när den under drift utsättes för termiska pàkänningar. Att skikten bibehåller sin vidhäftning vid varandra är av stor betydelse i detta samman-hang. Avgörande är här skiktens materialegenskaper, framför allt deras elasticitet och deras relativa värme- utvidgningskoefficienter. För exempelvis en PEX-kabel är det isolerande skiktet av tvärbunden làgdensitetspolyeten och de halvledande skikten av polyeten med inblandade sot- och metallpartiklar Volymförändringar till följd av tempe- raturförändringar upptas helt som radieförändringar i kabeln och tack vare den jämförelsevis ringa skillnaden hos skiktens värmeutvidgningskoefficienter i förhållande till den elasticitet som dessa material har, så kommer kabelns radiella expansion att kunna ske utan att skikten lossnar från varandra.

Ovan angivna materialkombinationer är endast att ses som exempel. Inom uppfinningens ram faller naturligtvis även andra kombinationer som uppfyller de nämnda villkoren och uppfyller villkoren att vara halvledande, dvs. med en ledningsförmàga i området l-105 ohm-cm respektive isoleran- de, dvs. med en ledningsförmàga mindre än 105 ohm-cm.

Det isolerande skiktet kan exempelvis utgöras av ett fast termoplastiskt material såsom làgdensitetspolyeten (LDPE), högdensitetspolyeten (HDPE), polypropylen (PP), (PB), (PMP), tvärbundna materi- polybutylen polymetylpenten 10 15 20 25 30 35 510 858 (XLPE) eller silikongummi. al såsom tvärbunden polyeten eller gummi såsom etylenpropylengummi (EPR) De inre och yttre halvledande skikten kan ha samma basmaterial men med inblandning av partiklar av ledande material såsom sot eller metallpulver.

De mekaniska egenskaperna hos dessa material, framför allt deras värmeutvidgningskoefficienter, påverkas ganska ringa av om det är inblandat med sot eller metallpulver eller ej. Det isolerande skiktet och de halvledande skikten får därmed i stort sett samma värmeutvidgningskoefficien- ter.

För de halvledande skikten kan även etylenvinyl- acetatsampolymer/nitrilgummi, butylymppolyeten, etylen- akrylat-sampolymer och etylenetylakrylat-sampolymer utgöra lämpliga polymerer. Även då olika slag av material användes som bas i respektive skikt är det önskvärt att deras värmedutvidg- ningskoefficient är av samma storleksordning. För kombina- tionen av de ovan uppräkande materialen förhåller det sig på detta sätt.

De ovan uppräknade materialen har en elasticitet som är tillräcklig för att eventuella smärre avvikelser hos värmeutvidgningskoefficienterna för materialen i skikten kommer att upptas i radialriktningen av elasticiteten så att ej sprickor eller andra skador uppstår och så att skikten ej släpper från varandra.

Ledningsförmågan hos de båda halvledande skikten är tillräckligt stor för att i huvudsak utjämna potentialen längs respektive skikt. Samtidigt är ledningsförmågan så pass liten att det yttre halvledande skiktet har tillräck- lig resistivitet för att innesluta det elektriska fältet i kabeln.

Vardera av de båda halvledande skikten utgör således väsentligen en ekvipotentialyta och lindningen med dessa skikt kommer att i huvudsak innesluta det elektriska fältet inom sig. 10 15 20 25 30 35 510 ass 6 Det utesluts naturligtvis inte att ytterligare ett eller flera halvledande skikt kan vara anordnade i det isolerande skiktet.

I en konventionell oljeisolerad transformator sker borttransport av den värme som alstras av förlusterna i kärna och lindningar med hjälp av oljan. Oljan måste därför cirkulera på lämpligt sätt genom lindningspaketet och där- efter kylas. Oljan kan tvángscirkuleras genom lindningarna, men många tillverkare utnyttjar självcirkulation. I en självkyld transformator strömmar olja in i botten på trans- formatorládan och värms successivt upp vid passagen genom lindningen. Den varma oljan lämnar lådan i dess övre del och kyls i radiatorer eller kylare.

Genom US patentskrift l,48l,585 är det även förut känt i sig att gjuta in lindningar i betong. Lindningen utgörs i detta fall av en s k högspänningskabel vars kärna är isolerad medelst impregnerat papper eller ett lackerat eller fernissat textilmaterial och där kabeln är blymantlad. En kabel enligt detta patent, vilket f ö är inlämnat 1919, med den angivna typen av isolering och en ganska styv metallisk skärm klarar i praktiken dock inte av de krökningsradier och böjningskrafter som behövs i transformatorlindningar. Risken för att skador i isoleringen uppstår, med påföljande genomslag, är stor.

Termiska variationer (värmeutvidgning) och andra mekaniska krafter kan lätt ge upphov till kaviteter i isolationen, vilka blir utgångspunkt för elektriskt genomslag, antingen omedelbart eller efter påverkan av delurladdningarna i gasvolymen. F ö avsàgs med uttrycket högspänning vid denna tid uppskattningsvis en spänning på några tiotals kV och en märkeffekt på nägra MVA, och den beskrivna kabeln är alltså inte alls lämpad för de spännings- och effektnivàer som högspänning innebär i dagens läge.

I andra lindningsarrangemang kyls lindningen till stor del av horisontella oljeströmmar varvid oljeflödet mäste styras med hjälp av barriärer. Kylningen av den varma 10 15 20 25 30 7 510 858 oljan är enkel hos mindre transformatorer. Transformator- lådans väggar, eventuellt försedda med veckade kylribbor, ger då tillräcklig kylyta för den efter väggarna nedåt- strömmande oljan. Med ökande transformatorstorlek växer förlusteffekten per ytenhet och kylningen måste göras effektivare. Hos transformatorer i området upp till några tiotals MVA används ofta radiatorer med självcirkulation av oljan. Större transformatorer är vanligen försedda med kompakta kylare med cirkulationspumpar och fläktar, eventuellt med vattenkylning i stället för luftkylning.

E. E..

Föreliggande uppfinning syftar till att lösa de ovan nämnda problemen. Detta åstadkommes med en krafttransfor- mator/reaktor enligt patentkravet 1. Krafttransformatorn/ reaktorn enligt föreliggande uppfinning innefattar minst en lindning, oftast anordnad(e) runt en magnetiserbar kärna med varierande geometri. För att förenkla den följande beskrivningen talas det nedan företrädesvis om ”lindning- arna". Lindningarna innefattar minst en elektrisk ledare, ett omgivande ledaren anordnat första halvledande skikt, ett omgivande det första halvledande skiktet anordnat isolationsskikt, och ett omgivande isolationsskiktet anord- nat andra halvledande skikt. Lindningarna är vidare inne- slutna i en vätskefylld behållare, vilken vätska åstad- kommer kylning.

Genom att lindningen är utformad på det ovan angivna sättet inneslutes elektriska fält, varvid den väsentliga fördelen erhålles att det elektriska fältet kommer att vara nära noll i spolens ändregion utanför lindningen och att det elektriska fältet utanför lindningen inte behöver styras. Med andra ord är det elektriska fältet redan kontrollerat på detta sätt. Detta innebär att inga fältkoncentrationer kan erhållas, vare sig inom kärnan, lO l5 20 25 30 35 510 ass 8 eller i spolens ändregion, eller i övergången däremellan.

Dessutom åstadkommes kylningen av transformatorn/ reaktorn.

En ytterligare fördel i anslutning till detta är om potentialen pà det första halvledande skiktet är väsent- ligen lika med potentialen pà ledaren.

Det är i anslutning till detta en fördel om det andra halvledande skiktet är anordnat att bilda väsentligen en ekvipotentialyta, omgivande ledaren.

En ytterligare fördel i anslutning till detta är om åtminstone två närbelägna skikt hos krafttransformatorns/ reaktorns lindningar har väsentligen lika stora värme- utvidgningskoefficienter. Härmed erhålles att sprickor ej uppstår i lindningarna när de utsätts för temperatur- växlingar.

Det är i anslutning till detta en fördel om ledaren innefattar ett antal kardeler, av vilka åtminstone några är i elektrisk kontakt med varandra.

En ytterligare fördel i anslutning till detta är om vart och ett av nämnda tre skikt är fast förbundet med närbelägna skikt längs väsentligen hela anliggningsytan.

Det är i anslutning till detta en fördel om lind- ningen/lindningarna är bildad/bildade av en kabel, före- trädesvis en högspänningskabel.

En ytterligare fördel i anslutning till detta är om högspänningskabeln är tillverkad med en ledararea som ligger mellan 80 och 3000 um? och en yttre kabeldiameter som ligger mellan 20 och 250 mm.

Det är i anslutning till detta en fördel om högspän- ningskabeln innefattar en metallskärm eller mantel.

En ytterligare fördel i anslutning till detta är om den isolerande ledaren eller högspänningskabeln är flexibel.

Det är i anslutning till detta en fördel om skikten är anordnade att vidhäfta varandra även då den isolerande ledaren eller högspänningskabeln böjes. lO 15 20 25 30 9 510 858 Användning av en sådan kabel innebär att de områden av transformatorn/reaktorn som utsätts för höga elektriska pákänningar är begränsade till kabelns fasta isolation. Övriga delar av transformatorn/reaktorn utsätts endast för, i högspänningssammanhang, mycket måttliga elektriska fält- styrkor. Dessutom innebär användning av en sådan kabel att flera av de problemområden som beskrivits under uppfin- ningens bakgrund elimineras. Isoleringen blir synnerligen enkel. Konstruktionstiden blir väsentligt kortare i jäm- förelse med den för en konventionell krafttransformator/ reaktor. Lindningarna kan byggas separat och krafttransfor- matorn/reaktorn kan monteras färdig på plats.

Användningen av en sådan kabel medför emellertid nya frågeställningar som måste lösas. För att den elektriska påkänningen, som uppstår både vid normal driftspännning och vid transienta förlopp, i huvudsak skall belasta endast kabelns fasta isolation, måste det yttre halvledande skik- tet vara direkt jordat i eller i närheten av kabelns båda ändar. Skiktet tillsammans med dessa direkta jordningar bildar en sluten krets, i vilken det vid drift induceras en ström. För att den uppkomna resistiva förlusten i skiktet skall vara försumbar måste skiktets resistivitet vara tillräckligt hög.

Förutom denna magnetiskt inducerade ström kommer en kapacitiv ström att flyta i skiktet genom den direkta jordningen i kabelns båda ändar. Om skiktets resistivitet väljs för hög kommer denna kapacitiva ström att bli så begränsad att potentialen hos delar av skiktet under en period av växelspänningen kan avvika så mycket från jord- potential att andra områden i krafttransformatorn/reaktorn än lindningens fasta isolation utsätts för elektrisk påkän- ning. Genom att direkt jorda flera punkter av det halv- ledande skiktet, lindningen, säkerställes att hela det yttre skiktet kommer företrädesvis en punkt för varje varv av U! 10 15 20 25 30 35 510 858 10 att ligga på jordpotential och nämnda problem elimineras om skiktets konduktivitet är tillräckligt hög.

Denna en-punktsjordning per varv av den yttre skärmen kan ske på så sätt att jordningspunkterna ligger på en generatris till en lindning och att punkterna utefter lind- ningens axiella längd ansluts elektriskt direkt till en ledande jordskena som sedan kopplas till den gemensamma jordpotentialen.

För att hålla förlusterna i det yttre skiktet så låga som möjligt kan det vara önskvärt med så hög resistivitet i skiktet att det krävs flera jordningspunkter per varv.

Varje varv på en lindning förses med ett valfritt antal, dock lika för varje varv, jordningspunkter hos det yttre skiktet. På samma sätt som en-punktsjordningen enligt ovan kan jordningspunkterna ligga på en generätris till lind- ningen och punkterna utefter lindningens axiella längd ansluts elektriskt direkt till ledande jordskenor som sedan kopplas till den gemensamma jordpotentialen. Det förutsätts dock att valet av jordningspunkter sker på ett sådant sätt att det inte magnetiskt induceras strömmar i förbindelserna med jordskenorna. För att säkerställa detta skall förbin- delserna mellan jordningspunkter och jordskenor i en föredragen utföringsform gå genom kärna eller ok.

I extrema fall kan lindningarna komma att utsättas för så snabba transienta överspänningar att delar av det yttre halvledande skiktet antar en sådan potential att andra områden av krafttransformatorn/reaktorn än kabelns isolation utsätts för icke önskvärd elektrisk påkänning.

För att förhindra att en sådan situation skall uppstå kan ett antal olinjära element, t.ex. gnistgap, gasdioder, zenerdioder eller varistorer kopplas mellan skiktet och jord för varje varv av lindningen. Genom att koppla en kondensator mellan det yttre halvledande skiktet och jord kan man också förhindra att någon icke önskvärd elektrisk påkänning uppstår. En kondensator har en reducerad spän- ningspåkänning även vid 50 Hz. Dessa jordningsprinciper kommer nedan att omtalas som ”indirekt jordning”. 10 15 20 25 30 35 11 510 ass De individuellt jordade jordskenorna kan vara kopplade till jord via 1, ett olinjärt element, t.ex. ett gnistgap eller en gasdiod, 2, ett linjärt element parallellt med en kondensator, 3, en kondensator eller en kombination av dessa alternativ.

En fördelaktig utföringsform av krafttransformatorn/ reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om nämnda vätska är en icke ledande vätska.

Det är i anslutning till detta en fördel om den icke ledande vätskan är en isolerande olja.

En fördelaktig utföringsform av krafttransformatorn/ reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om vätskans relativa permittivitet, e, är relativt låg, företrädesvis är sSl0.

En annan fördelaktig utföringsform av krafttransfor- matorn/reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om vätskans relativa permittivitet, s, är relativt hög, företrädesvis är s>l0.

Det är i anslutning till detta en fördel om det andra halvledande siktet är jordat vid eller i närheten av de båda ändarna hos varje lindning samt att ytterligare en punkt mellan de båda ändarna är direkt jordad.

En fördelaktig utföringsform av krafttransformatorn/ reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om nämnda vätska är en svagt ledande vätska.

Det är i anslutning till detta en fördel om den svagt ledande vätskan har en specifik resistivitet, p, som ligger mellan 1 och 100 000 Qm.

En ytterligare fördel i anslutning till detta är om den svagt ledande vätskan har en specifik resistivitet, p, som ligger mellan 10 och 10 000 Qm.

Det är i anslutning till detta en fördel om den svagt ledande vätskan utgöres av vatten.

En fördelaktig utföringsform av krafttransformatorn/ reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om skikten är utförda med vattenträdresistenta material. Vattenträd är 10 20 25 30 35 510 858 12 àldringsfenomen i vissa typer av fuktexponerad polymer- isolation som kan leda till dess elektriska genombrott.

Detta fenomen kan motverkas med lämpliga additiver.

En ytterligare fördelaktig utföringsform av kraft- transformatorn/reaktorn erhålles i enlighet med uppfinnin- gen om det mellan det isolerande skiktet och det andra halvledande skiktet finns anordnat ett för vatten imperme- abelt skikt.

En ytterligare utföringsform av krafttransformatorn/ reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om den svagt ledande vätskan utgöres av en organisk polär vätska.

Det är i anslutning till detta en fördel om den organiskt polära vätskan utgöres av etylenglykol, propylen- glykol, etylenkarbonat eller propylenkarbonat.

En ytterligare fördel i anslutning till detta är om den organiskt polära vätskan kompletterats med additiv för justering av vätskans ledningsförmàga.

Det är i anslutning till detta en fördel om nämnda additiv utgöres av kvarternära ammoniumsalter.

En reaktorn fordelaktig utföringsform av krafttransformatorn/ erhålles i enlighet med uppfinningen om vätskans relativa är relativt låg, företrädesvis är sSlO.

En transformatorn/reaktorn erhålles i enlighet med uppfinnin- permittivitet, 2, ytterligare fördelaktig utföringsform av kraft- gen om vätskans relativa permittivitet, 8, är relativt hög, företrädesvis är s>l0.

Det är i anslutning till detta en fördel om behålla- ren har formen av en cylinder med ett toroidformat tvärsnitt.

En ytterligare fördel i anslutning till detta är om nämnda behållare är försedd med n(nZ2) elektriskt ledande organ i kontakt med vätskan, vilka elektriskt ledande organ är åtskilda av elektriskt isolerande material samt vartdera är direkt jordat, varvid elektrisk ledning åstadkommes mellan de andra halvledande skikten och nämnda elektriskt ledande organ. 10 15 20 25 30 35 13 510 ass En fördelaktig utföringsform av krafttransformatorn/ reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om behållaren är tillverkad av n elektriskt ledande sektorer vilka är separerade med n isolerande mellansektorer.

En ytterligare fördelaktig utföringsform av kraft- transformatorn/reaktorn erhålles i enlighet med uppfinnin- gen om behàllaren är tillverkad av elektriskt isolerande material, varvid de n elektriskt ledande organen utgöres av n på insidan av behållaren och i kontakt med vätskan anordnade elektroder av elektriskt ledande material.

En ytterligare fördelaktig utföringsform av kraft- transformatorn/reaktorn erhålles i enlighet med uppfinnin- gen om vid minst ett varv hos minst en lindning är n (n22) Det är i anslutning till detta en fördel om de n punkter direkt jordade. direkt jordade punkterna är jordade på ett sådant sätt att de elektriska anslutningarna mellan de n jordningspunkterna delar det magnetiska flödet i n st. delar för begränsande av de av jordning alstrade förlusterna.

En ytterligare fördel i anslutning till detta är om, där lindningarna omsluter en tvärsnittsarea A och omkretsen hos varje lindningsvarv har längden l, varvid elektriska anslutningarna mellan de n jordningspunkterna delar nämnda tvärsnittsarea A i n delareor A1, A¿ H_,An så att n A= ZAi i = 1 och delar nämnda längd l i n segment ll, lg, ..., ln så att Il 1= :ii i = 1 de elektriska anslutningarna mellan de n jordningspunkterna är utförda på ett sådant sätt att ändarna för varje segment li är elektriskt anslutna så att endast delarean Ai är omgiven av en slinga bestående av den elektriska anslutningen och segmentet li och villkoret 10 20 25 30 35 sm sss 14 ejf- 11 l är uppfyllt, varvid öl är det magnetiska flödet genom delarean A, Det är i anslutning till detta en fördel om, varvid den magnetiska flödestätheten B är konstant över hela kärnans tvärsnitt, de elektriska anslutningarna mellan de n jordningspunkterna är utförda på ett sådant sätt att villkoret Al l¿ TT är uppfyllt.

En ytterligare fördel i anslutning till detta är om det andra halvledande skiktet är indirekt jordat vid minst en punkt mellan de båda ändarna hos varje lindning.

En fördelaktig utföringsform av krafttransformatorn/ reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om den indirekta jordningen utföres medelst en mellan det andra halvledande skiktet och jord ansluten kondensator.

En ytterligare fördelaktig utföringsform av kraft- transformatorn/reaktorn erhålles i enlighet med uppfinnin- gen om den indirekta jordningen utföres medelst en mellan det andra halvledande skiktet och jord anslutet element med icke-linjär spänning-strömkarakteristik.

En ytterligare fördelaktig utföringsform av kraft- transformatorn/reaktorn erhålles i enlighet med uppfinnin- gen om den indirekta jordningen utföres medelst en mellan det andra halvledande skiktet och jord ansluten krets inne- fattande ett element med icke-linjär spänning-strömkarak- teristik parallellkopplat med en kondensator.

Det är i anslutning till detta en fördel om den indirekta jordningen utföres medelst en kombination av ovan nämnda alternativ.

En ytterligare fördel i anslutning till detta är om elementet med icke-linjär spänning-strömkarakteristik kan 10 15 20 25 30 35 510 858 15 utgöras av ett gnistgap, en gasfylld diod, en zenerdiod eller en varistor.

En fördelaktig utföringsform av krafttransformatorn/ reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om kraft- transformatorn/reaktorn innefattar en kärna av ett material med högre permeabilitet än luft.

En ytterligare fördelaktig utföringsform av kraft- transformatorn/reaktorn erhålles i enlighet med uppfinnin- gen om krafttransformatorn/reaktorn är utformad utan en kärna av ett material med högre permeabilitet än luft.

Det är i anslutning till detta en fördel om lind- ningen/lindningarna är böjlig(a) och om nämnda skikt anligger mot varandra.

En ytterligare fördel i anslutning till detta är om de nämnda skikten är av material med sådan elastici- tet och sådan relation mellan materialens värmeutvidgnings- koefficienter att de under drift, av temperaturvariationer orsakade volymförändringar hos skikten förmås upptas av materialens elasticitet så att skikten bibehåller sin anliggning mot varandra vid de temperaturvariationer som uppträder under drift.

Det är i anslutning till detta en fördel om materia- len i nämnda skikt har hög elasticitet.

Uppfinningen kommer nu att förklaras närmare genom efterföljande beskrivning av föredragna utföringsformer av densamma under hänvisning till medföljande ritningar.

Kort beskrivning av ritningarna Figur 1 visar en tvärsnittsvy på en högspännings- kabel; Figur 2 visar schematiskt en första utföringsform av krafttransformatorn/reaktorn enligt föreliggande uppfinning; Figur 3 visar schematiskt en andra utföringsform av krafttransformatorn/reaktorn enligt föreliggande uppfinning; 10 15 20 25 30 35 510 858 ~ 16 Figur 4 visar schematiskt en tredje utföringsform av krafttransformatorn/reaktorn enligt föreliggande uppfin- ning; Figur 5 visar en perspektivvy på lindningar med tre jordningspunkter per varv, vilka lindningar innefattas i krafttransformatorn/reaktorn enligt föreliggande uppfinning; Figur 6 visar en perspektivvy på lindningar med en direkt jordningspunkt samt två indirekta jordningspunkter per lindningsvarv, vilka lindningar innefattas i kraft- transformatorn/reaktorn enligt föreliggande uppfinning; och Figurerna 7a resp. 7b visar olika element för att åstadkomma indirekt jordning.

Detaljerad beskrivning av utföringsformer av föreliggande uppfinning I figur 1 visas en tvärsnittsvy pà en högspännings- kabel 10 vilken traditionellt användes för överföring av elektrisk kraft. Den visade högspänningskabeln 10 kan t.ex. vara en standard PEX-kabel 145 kV men utan mantel och skärm. Högspänningskabeln 10 innefattar en elektrisk ledare, som kan innefatta en eller flera kardeler 12 med (Cu). deler 12 är anordnade i mitten av högspänningskabeln 10. cirkulärt tvärsnitt av exempelvis koppar Dessa kar- Runt kardelerna 12 finns anordnat ett första halvledande skikt 14. Runt det första halvledande skiktet 14 finns Runt isolationsskiktet 16 finns anordnat ett andra halvledande skikt 18.

I figur 2 visas schematiskt en första utföringsform anordnat ett isolationsskikt 16, t.ex. PEX-isolation. av krafttransformatorn/reaktorn enligt föreliggande upp- finning. Krafttransformatorn/reaktorn 100 innefattar åtminstone en lindning (ej visad; jämför figurerna 4 och 5), varvid lindningen/lindningarna exempelvis är utformade med den i figur 1 visade högspänningskabeln 10. Lindningen/ lindningarna är innesluten/inneslutna i en vätskefylld behållare 102. behållaren 102 tillverkad av fyra elektriskt ledande organ I den i figur 2 visade utföringsformen är 10 15 20 25 30 35 1, i 510 ass 1041, 1042, 1043, 1044. I detta fall utgöres de elektriskt ledande organen av elektriskt ledande sektorer 1041, 104@ 104% De elektriskt ledande sektorerna 1041, 1042, 1043, 1044 är i detta fall 1044, vilka är i kontakt med vätskan i behållaren 102. separerade med elektriskt isolerande material, i form av fyra isolerande mellansektorer 1061, 1062, 106% 1064. Antalet elektriskt ledande sektorer och antalet I ett elektriskt ledande sektorer elektriskt isolerande sektorer behöver inte vara 4. generellt fall finns det n(n22) 1041, 1042, .., 1044 och n elektriskt isolerande sektorer 1061, 106% men utgöres vätskan av en svagt ledande vätska. Det medför ., 106n. I den i figur 2 visade utföringsfor- att elektrisk ledning àstadkommes mellan lindningen/lind- ningarna och nämnda elektriskt ledande sektorer 1041, 1042 104% figur 1 visade högspänningskabeln 10 àstadkommes ledning 1044. Om lindningen/lindningarna är utförda med den i mellan de andra halvledande skikten 18 (jämför figur 1) och de elektriskt ledande sektorerna 1041, 1042, 1043, 1044.

Vätskan åstadkommer dessutom kylning av lindningen/lind- ningarna. I denna utföringsform är de elektriskt ledande sektorerna 1041, 1042, 1043, 1044 direkt jordade 110 medelst de elektriska anslutningarna 1081, 1082, 1083, 1084. De elektriska anslutningarna (ledningarna) 1081, 1082, 1089 1084 passerar kärnan 112 (anges endast schematiskt) på ett sådant sätt att de delar kärnans 112 tvärsnittsarea, A (och därmed det magnetiska flödet 0) i 4 delareor A1-A4. Genom att jorda på det ovan visade sättet håller man förlusterna i det andra halvledande skiktet 18 (jämför figur 1) så låga som möjligt. Om vätskan dessutom har en så avstämd led- ningsförmåga att den i vätskan inducerade strömmen ej leder till för höga förluster, samtidigt som ledningsförmågan är tillräcklig för jordningen av högspänningskabelns andra halvledande skikt, jordning samtidigt. Den svagt ledande vätskan har lämpligt- löses problemen avseende kylning och vis en specifik resistivitet, p, som ligger mellan 1 och 100 000 Qm, företrädesvis mellan 10 och 10 000 Qm. För ytterligare beskrivning av principen för direkt jordning hänvisas till figur 5 med därtill hörande beskrivning. 510 ass i 18 10 15 20 25 30 35 I figur 3 visas schematiskt en andra utföringsform av krafttransformatorn/reaktorn enligt föreliggande uppfin- ning. Krafttransformatorn/reaktorn 120 innefattar åtmins- tone en lindning (ej visad; jämför figurerna 5 och 6), varvid lindningen/lindningarna exempelvis är utformade med med i figur 1 visade högspänningskabeln 10. Lindningen/ lindningarna är innesluten/inneslutna i en vätskefylld behållare 122. behållaren 122 tillverkad av elektriskt isolerande I den i figur 3 visade utföringsformen är material. Behållaren 122 är dessutom försedd med 4 elektriskt ledande organ 1241, 1242, 1243, 124% 122 och i kontakt med vätskan anordnade elektroder 1241, 1242, 1243, 1244 av elektriskt ledande material. I ett generellt fall finns det n(n22) elektroder 1241, 1242, ..., 124n. visade utföringsformen utgöres vätskan av en svagt ledande vilka utgöres av 4 på insidan av behållaren I den i figur 3 vätska, såsom i fallet enligt figur 2. I denna 1243, jordade 110 medelst de elektriska anslutningarna l08h 1244 direkt 108@ 1083, 1084. På liknande sätt som i utföringsformen enligt utföringsform är elektroderna 1241, 124% figur 2 passerar de elektriska anslutningarna (ledningarna) 1081, 108% på ett sådant sätt att de delar kärnans 112 tvärsnittsarea 1083, 1084 kärnan 112 (anges endast schematiskt) A (och därmed det magnetiska flödet) i 4 delareor A1-A4. I övrigt fungerar denna utföringsform på samma sätt som den i figur 2 visade utföringsformen. 122 har båda formen av en cylinder med ett toroidformat tvärsnitt.

Behållarna 102, som framgår figurerna 2 och 3.

De i figurerna 2 och 3 visade behàllarna 102, 122 är även försedda med lock och botten I de visade behàllarna 102, 120 kärna/ 122 anordnade 122 är krafttransformatorns/reaktorns 100, kärnben anordnad i det i behållaren 102, cylindriska hålet 114.

Behållarna 102, två stycken utan separat botten. 122 kan även vara gjorda i ett eller I figur 4 visas schematiskt en tredje utföringsform av krafttransformatorn/reaktorn enligt föreliggande upp- finning. Krafttransformatorn/reaktorn 130 innefattar åt- 10 15 20 25 30 35 19 510 858 minstone en lindning (ej visad; jämför figurerna 5 och 6), varvid lindningen/lindningarna exempelvis är utformade med den i figur 1 visade högspänningskabeln 10. Lindningen/ lindningarna är innesluten/inneslutna i en vätskefylld behållare 132. Såsom framgår i figur 4 är behållaren 132 försedd med 3 cylindriska hål 1141, 1142, 114% l342,1343är anordnade. Även om det ej visas vari de tre kärnbenen 134U i figur 4 är behållaren 132 försedd med n st. elektriskt ledande organ, antingen i form av n elektriskt ledande sektorer, i överensstämmelse med figur 2, eller i form av i kontakt med vätskan anordnade elektroder, i överensstämmel- se med figur 3. I den i figur 4 visade utföringsformen utgöres vätskan av en svagt ledande vätska, såsom i fallen enligt figurerna 2 och 3. På samma sätt som i figurerna 2 och 3 utföres den direkta jordningen på ett sådant sätt att 134% (och därmed det magnetiska flödet i n de elektriska anslutningarna delar kärnbenens 134h 1343 tvärsnittsarea A delareor A1-An. I övrigt fungerar denna utföringsform på samma sätt som de i figurerna 2 och 3 visade utföringsfor- merna.

I de i figurerna 2-4 visade utföringsformerna av 120, liggande uppfinning användes en svagt ledande vätska. krafttransformatorn/reaktorn 100, 130 enligt före- Beroende pà vätskans egenskaper kan man erhålla två fall vilka kräver olika form av jordning.

Om den svagt ledande vätskan har en relativ permit- tivitet, s, vilken är relativt hög, företrädesvis är s>10, så åstadkommer vätskan indirekt jordning eller impulsjord- ning på ett kapacitivt sätt. Den enda ytterligare jordnin- gen som behövs är den i figurerna 2 och 3 visade direkta En lämplig svagt ledande vätska i detta samman- 16, 18 är utförda med vattenträdresistenta mate- jordningen. hang är vatten. Det är då lämpligt om skikten 14, (jämför figur 1) rial. Ett annat alternativ i detta sammanhang är att det mellan det isolerande skiktet 16 och det andra halvledande skiktet 18 finns anordnat ett för vatten impermeabelt skikt. tet, 8, En svagt ledande vätska med hög relativ permittivi- kan även utgöras av en organisk polär vätska. Exem- 10 15 20 25 30 35 510 ass i 20 pel på organiskt polära vätskor är etylenglykol, propylen- glykol, etylenkarbonat eller propylenkarbonat. Den orga- niskt polära vätskan kan dessutom kompletteras med additiv för justering av vätskans ledningsförmåga. Nämnda additiv kan exempelvis utgöras av kvaternära ammoniumsalter.

Om däremot den svagt ledande vätskan har en relativ permittivitet, s, vilken är relativt låg, företrädesvis är eSl0, indirekt jordning eller impulsjordning. så åstadkommer vätskan inte tillräckligt effektiv I detta fall måste den i figurerna 2-4 visade direkta jordningen kompletteras med indirekt jordning (jämför figur 6). Ett exempel på en sådan svagt ledande vätska med 8510 är mineralolja med additiv såsom kvarternära ammoniumsalter.

Ytterligare utföringsformer av krafttransformatorn/ reaktorn enligt föreliggande uppfinning erhålles om vätskan i behållaren är en icke ledande eller isolerande vätska.

Beroende på vätskans egenskaper kan man även i detta fall erhålla två fall vilka kräver olika form av jordning.

Om den icke ledande eller isolerande vätskan har en relativ permittivitet, s, vilken är relativt hög, före- trädesvis är s>l0, så åstadkommer vätskan indirekt jordning eller impulsjordning på ett kapacitivt sätt. Genom den höga kapacitansen mot jord genom vätskan åstadkommes kapacitiv impulsjordning. Den enda ytterligare jordningen som behövs är direkt jordning, dock ej exakt den i figurerna 2-4 visade. (Jämför figur 5).

Om däremot den icke ledande eller isolerande vätskan har en relativ permittivitet, s, vilken är relativt låg, företrädesvis är sSl0, så åstadkommer vätskan inte in- direkt jordning eller impulsjordning. Således erfordras både direkt jordning, dock ej exakt den i figurerna 2 och 3 visade (jämför figur 5), och impulsjordning eller indirekt jordning (jämför figur 6).

Om vätskan är en icke ledande eller isolerande vätska har behållaren inga elektriskt ledande organ, eftersom ingen elektrisk ledning kan åstadkommas i vätskan. Ett exempel på en icke ledande vätska är en isolerande olja.

Exempel på sådana isolerande oljor är mineralolja, t.ex. 10 15 20 25 30 35 21 510 858 transoformatorolja, syntetiska kolväten och silikonolja.

Den isolerande vätskan kyler krafttransformatorn/reaktorn men används varken för direkt eller indirekt jordning.

I figur 5 visas en perspektivvy på lindningar med tre jordningspunkter per varv, vilka lindningar innefattas i krafttransformatorn/reaktorn enligt föreliggande uppfin- ning. I figur 5 anger hänvisningsbeteckningen 20 ett kärn- ben ingående i en krafttransformator eller reaktor_ Runt kärnbenet 20 är anordnat två lindningar 221 och 222, vilka är utförda med den i figur 1 visade högspänningskabeln 10.

Det finns radiellt anordnade distansorgan 241, 242, ,24@ 244, 245, 246 i syfte att fixera lindningarna 221 och 222. I det i figur 5 visade fallet finns det 6 st distansorgan per lindningsvarv. Vid de båda ändarna 261, 262; 281, 282 hos varje lindning 221, 222 är det yttre halvledande skiktet jordat (jämför figur 1). Distansorganen 241, 243, 245, vilka är markerade med svart, används för att åstadkomma tre jordningspunkter per lindningsvarv. Dessa distansorgan 24h 243, 245 skiktet hos högspänningskabeln 10. Vid lindningens 222 är således anslutna till det andra halvledande periferi och utefter lindningens 222 axiella längd är dis- tansorganen 241 direkt anslutna till ett första jordnings- element 301, distansorganen 243 är direkt anslutna till ett andra jordningselement 302 och distansorganen 243är direkt anslutna till ett tredje jordningselement 303. Jordnings- 30» 302, 303 som är kopplade till den gemensamma jordnings- 302, förbundna medelst 2 elektriska anslutningar 341, 342 (led- elementen 30U 303 kan utgöras av jordningsskenor 30h potentialen 32. De tre jordningselementen 301, 303 är ningar). Den elektriska anslutningen 341 är dragen i en i kärnbenet 20 anordnad första slits 361 och är ansluten till jordningselementen 302 och 303. Den elektriska anslutningen 342 är dragen i en i kärnbenet 20 anordnad andra slits 362 och är ansluten till jordningselementen 301och 303. Slit- 362 är anordnade så att de delar kärnbenets 20 (och därmed det magnetiska flödet GU i 362 delar alltså Detta medför att det sarna 36h tvärsnittsarea, A, Slitsarna 36h 203 tre delareor A1, A2, A3. kärnbenet 20 i tre delar 201, 20@ UT 10 15 20 25 30 35 510 858 22 inte magnetiskt induceras strömmar i förbindelse med jord- ningsskenorna. Genom att jorda på det ovan visade sättet håller man förlusterna i det andra halvledande skiktet så låga som möjligt.

I figur 6 visas en perspektivvy på lindningar med en direkt jordningspunkt samt två indirekta jordningspunkter per lindningsvarv, vilka lindningar innefattas i en kraft- transformator/reaktor enligt föreliggande uppfinning. I figur 6 anger hänvisningsbeteckningen 20 ett kärnben ingå- ende i en krafttransformator eller reaktor. Runt kärnbenet 20 ar i detta fall anordnat två lindningar 221 och 22% vilka är utförda med den i figur 1 visade högspännings- kabeln 10. Lindningarna 221, 222 är fixerade medelst 6 st distansorgan 241, 242, 243, 244, 243 Vid de båda ändarna 261, 262; 28h 221, 222 är det andra halvledande skiktet jordat figur 1). 243, 24% används för att i detta fall åstadkomma en 246 per lindningsvarv. 282 hos varje lindning (jämför Distansorganen 241, vilka är markerade med svart, direkt och två indirekta jordningspunkter per lindnings- varv. Distansorganen 241 är direkt anslutna till ett första jordningselement 301, distansorganen 243 ar direkt anslutna till ett andra jordningselement 302 och distansorganen 245 är direkt anslutna till ett tredje jordningselement 301 Såsom framgår av figur 6 är jordningselementet 301 direkt anslutet till jord 36, under det att jordningselementen 302, 303 är indirekt jordade. Jordningselementet 302 är indirekt jordat genom att det är anslutet till jord via gnistgapet 34 i serie. Jordningselementet 303 är indirekt jordat genom att det är anslutet till jord via en krets, innefattande ett gnistgap 38 parallellkopplat med en kon- densator 40, i serie. Gnistgapen 34 och 38 är exempel på ett olinjärt element, dvs. ett element med olinjär spän- ningsströmkarateristik.

I figurerna 7a resp. 7b visas olika element för att åstadkomma indirekt jordning. I figur 6a sker den indirekta jordningen medelst en krets 50 innefattande ett element 52 med icke-linjär spänning-strömkarakteristik parallell- kopplat med en kondensator 54. I detta fall utgöres elemen- 10 15 20 25 30 35 23 510 ass tet 52 med icke-linjär spänning-strömkarakteristik av ett gnistgap 52. Elementet 52 kan också utgöras av en gasfylld diod, I figur 6b sker den indirekta jordningen medelst en zenerdiod 56. en zenerdiod eller en varistor.

De ovan visade principerna för direkt och indirekt jordning utföres praktiskt på lite olika sätt beroende på den använda vätskans egenskaper. Man erhåller fyra olika fall: ~ Lindningen/lindningarna är nedsänkta i en icke ledande vätska med låg relativ permittivitet, s. Den direkta jordningen utföres enligt figur 5 och den indirekta jordningen utföres enligt figur 6.

- Lindningen/lindningarna är nedsänkta i en icke ledande vätska med hög relativ permittivitet, s. Den direkta jordningen utföres enligt figur 5 under det att den in- direkta jordningen åstadkommes genom den höga kapacitansen mot jord genom vätskan.

- Lindningen/lindningarna är nedsänkta i en svagt ledande vätska med hög relativ permittivitet, s. För det första används en behållare enligt figur 2-4, med elektriskt ledande organ. Den indirekta jordningen åstadkommes genom den hög kapacitansen mot jord genom vätskan. Den direkta jordningen utföres till viss del i princip enligt figur 5. Skillnaden är att då vätskan är svagt ledande behövs ej speciella jordningselement 30 (jämför figur 5). Kon- takten till jord etableras jämnt längs hela kabeln mellan kabelns andra/yttre halvledande skikt och den svagt ledande vätskan. ledande organen 102/124 där den ”fångas upp” och leds till jord. Däremot är de elektriskt ledande organen Strömmen går sedan till de elektriskt anslutna till jord på det i figurerna 2-5 visade sättet.

- Lindningen/lindningarna är nedsänkta i en svagt ledande vätska med låg relativ permittivitet, s. Även i detta fall används en behållare enligt figurerna 2-4, med elektriskt ledande organ. Den direkta jordningen utföres till viss del i princip enligt figur 5 och den indirekta jordningen utföres till viss del i princip enligt figur 6. Skillnaden är att då vätskan är svagt ledande behövs 510 ass i 24 ej speciella jordningselement 30 (jämför figur 5 och 6).

Kontakten till jord etableras jämnt längs hela kabeln mellan kabelns andra/yttre halvledande skikt och den svagt ledande vätskan. Strömmen går sedan till de elektriskt ledande organen 102/124 där den ”fångas upp” och leds till jord. Däremot är de elektriskt ledande organen anslutna till indirekt jord och till direkt jord på de i figurerna 2-6 visade sätten.

Däremot skall det påpekas att alla de ovan nämnda jordningsmetoderna, direkt ellelr indirekt, genom vätskan eller med separata anordningar kombineras/förekomma sam- tidigt.

I de ovan visade figurerna innefattar krafttransfor- matorn/reaktorn en magnetiserbar kärna. Det skall i detta fall påpekas att krafttransformatorn/reaktorn kan innefatta en kärna av ett material med högre permeabilitet än luft.

Den kan också vara utformad utan en kärna av ett material med högre permeabilitet än luft.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsformerna, utan flera variationer är möjliga inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (47)

10 15 20 25 30 25 510 858 PATENTKRAV (100: 120) kännetecknad av att

1. Krafttransformator/reaktor innefattande (221, 222), (221, 22fi elektrisk ledare, ett omgivande ledaren anordnat första halvledande skikt (14), ledande skiktet (14) omgivande isolationsskiktet skikt (18), innesluten/inneslutna i en vätskefylld behållare 122), åtminstone en lindning innefattar minst en lindningen/lindningarna ett omgivande det första halv- (16), och ett anordnat andra halvledande (221, 222) är (102: anordnat isolationsskikt (16) och av att lindningen/lindningarna vilken vätska åstadkommer kylning. (100: 120) krav 1, kännetecknad av att potentialen på det första

2. Krafttransformator/reaktor enligt patent- halvledande skiktet (14) är väsentligen lika med potentia- len på ledaren.

3. Krafttransformator/reaktor (100: 120) enligt patent- krav l eller 2, kännetecknad av att det andra halvledande skiktet (18) är anordnat att bilda väsentligen en ekvi- potentialyta omgivande ledaren. (100: 120) att åtminstone två när-

4. Krafttransformator/reaktor enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknad av belägna skikt hos krafttransformatorns/reaktorns lindningar har väsentligen lika stora värmeutvidgningskoefficienter. (100: föregående patentkrav, kännetecknad av 120) att ledaren inne-

5. Krafttransformator/reaktor enligt något av fattar ett antal kardeler (12), av vilka åtminstone några är i elektrisk kontakt med varandra. (100: 120) patentkraven 1-5, kännetecknad av att vart och ett av

6. Krafttransformator/reaktor enligt något av nämnda tre skikt är fast förbundet med närbelägna skikt längs väsentligen hela anliggningsytan. (100: 120) patentkraven 1-6, kännetecknad av att lindningen/lindnin-

7. Krafttransformator/reaktor enligt något av 10 15 20 25 30 510 858 26 garna (221, 222) är bildad/bildade av en kabel, företrädes- vis en högspänningskabel (10).

8. Krafttransformator/reaktor (100; 120) enligt patent- krav 7, kännetecknad av att högspänningskabeln (10) är tillverkad med en ledararea som ligger mellan 80 och 3000 mmz och en yttre kabeldiameter som ligger mellan 20 och 250 ITIITI. (lO0; 120) kännetecknad av att nämnda högspännings-

9. Krafttransformator/reaktor enligt patent- krav 7 eller 8, kabel (10) innefattar en metallskärm eller mantel. (100; 120) patentkraven 1-9, kännetecknad av att den isolerande leda- (10) är flexibel.

10. Krafttransformator/reaktor enligt något av ren eller högspänningskabeln (100: 120) kännetecknad av att skikten är anordnade att vid-

11. Krafttransformator/reaktor krav 10, häfta varandra även då den isolerande ledaren eller (10) enligt patent- högspänningskabeln böjes. (l0O; 120) föregående patentkrav, kännetecknad av att nämnda vätska är

12. Krafttransformator/reaktor enligt något av en icke ledande vätska.

13. Krafttransformator/reaktor krav 12, en isolerande olja. (100: 120) kännetecknad av att nämnda icke ledande vätska är enligt patent-

14. Krafttransformator/reaktor krav 12 eller 13, permittivitet, e, (100: 120) kännetecknad av att vätskans relativa enligt patent- är relativt låg, företrädesvis är a$10. (100: 120) krav 12 eller 13, kännetecknad av att vätskans relativa

15. Krafttransformator/reaktor enligt patent- permittivitet, s, är relativt hög, företrädesvis är s>10.

16. Krafttransformator/reaktor krav 14 eller 15, skiktet (18) är jordat vid eller i närheten av de båda (100; 120) kännetecknad av att det andra halvledande enligt patent- 10 15 20 25 30 2, 510 ass ändarna (26h 262; 28U 282) hos varje lindning (221, 22fi samt att ytterligare en punkt mellan de båda ändarna (26h 262; 281, 282) är direkt jordad.

17. Krafttransformator/reaktor (100: 120) enligt något av patentkraven 1-11, kännetecknad av att nämnda vätska är en svagt ledande vätska.

18. Krafttransformator/reaktor (lOO; 120) enligt patent- krav 17, kännetecknad av att den svagt ledande vätskan har en specifik resistivitet, p, som ligger mellan 1 och 100 000 Qm.

19. Krafttransformator/reaktor (100; 120) enligt patent- krav 18, kännetecknad av att den svagt ledande vätskan har en specifik resistivitet, p, som ligger mellan 10 och 10 000 Qm.

20. Krafttransformator/reaktor (lOO; 120) enligt något av patentkraven 17-19, kännetecknad av att den svagt ledande vätskan utgöres av vatten.

21. Krafttransformator/reaktor (100; 120) enligt patent- krav 20, kännetecknad av att skikten (14, 16, 18) da med vattenträdresistenta material. är utför-

22. Krafttransformator/reaktor (100: 120) krav 20, kännetecknad av att det mellan det isolerande skiktet (16) och det andra halvledande skiktet (18) anordnat ett för vatten impermeabelt skikt. enligt patent- finns

23. Krafttransformator/reaktor (lOO; 120) enligt något av patentkraven 17-19, kännetecknad av att den svagt ledande vätskan utgöres av en organiskt polär vätska.

24. Krafttransformator/reaktor (100: 120) kännetecknad av att den organiskt polära enligt patentkrav 23, vätskan utgöres av etylenglykol, propylenglykol, etylen- karbonat eller propylenkarbonat. 510 858 10 15 20 25 30 28 120) kännetecknad av att den organiskt polära vätskan

25. Krafttransformator/reaktor (100: krav 24, kompletterats med additiv för justering av vätskans enligt patent- ledningsformåga.

26. 120) krav 25, kännetecknad av att nämnda additiv utgöres av Krafttransformator/reaktor (100: enligt patent- kvaternära ammoniumsalter.

27. patentkraven 17-19, Krafttransformator/reaktor (100: 120) enligt något av kännetecknad av att vätskans relativa permittivitet, s, är relativt låg, företrädesvis är 8310.

28. patentkraven 17-26, Krafttransformator/reaktor (100: 120) enligt något av kännetecknad av att vätskans relativa permittivitet, s, är relativt hög, företrädesvis är s>10. 120) att behållaren

29. Krafttransformator/reaktor (100: enligt patent- krav 27 eller 28, kännetecknad av (102: 122) har formen av en cylinder med ett toroidformat tvärsnitt.

30. Krafttransformator/reaktor (100: 120) enligt patent- krav 29, kännetecknad av att nämnda behållare (102: 122) är försedd med n(n22) elektriskt ledande organ (1041-lO4n; 1241-124m) i kontakt med vätskan vilka elektriskt ledande (1041-lO4n; 1241-l24n) är åtskilda av elektriskt lerande material samt vartdera är direkt jordat, organ iso- varvid elektrisk ledning åstadkommes mellan de andra halvledande skikten (18) och nämnda elektriskt ledande organ 1041-1O4n; 124;-1249.

31. Krafttransformator/reaktor (100) enligt patentkrav 30, kännetecknad av att behållaren (102) är tillverkad av n elektriskt ledande sektorer (1041-1O4n), vilka är separerade med n isolerande mellansektorer (1061-l06n).

32. Krafttransformator/reaktor (120) 30, kännetecknad av att behållaren (122) enligt patentkrav är tillverkad av elektriskt isolerande material, varvid de n elektriskt 10 15 20 25 30 510 858 29 ledande organen utgöres av n på insidan av behållaren och i kontakt med vätskan anordnade elektroder (1241-l24n) av elektriskt ledande material.

33. Krafttransformator/reaktor (lOO; 120) enligt patent- krav 16, en lindning (22h kännetecknad av att vid minst ett varv hos minst 222) är n punkter (n22) direkt jordade.

34. Krafttransformator/reaktor (lOO; 120) enligt något av patentkraven 30-33, kännetecknad av att de n direkt jordade punkterna är jordade på ett sådant sätt att de elektriska anslutningarna mellan de n jordningspunkterna delar det magnetiska flödet i n st. delar för begränsande av de av jordning alstrade förlusterna.

35. Krafttransformator/reaktor (lOO; 120) krav 34, omkretsen hos varje lindningsvarv har längden l, enligt patent- där lindningarna omsluter en tvärsnittsarea A och varvid de elektriska anslutningarna (34L 342, ..., 34m1) mellan de n jordningspunkterna delar nämnda tvärsnittsarea A i n delareor A1,A2,..., An så att n A: i = 1 och delar nämnda längd l i n segment 11, 12, ..., ln, så att n l = Xli i = 1 , kännetecknad av att de elektriska anslutningarna mellan de n jordningspunkterna är utförda på ett sådant sätt att ändarna för varje segment l, är elektriskt anslutna på att endast delarean Ai är omgiven av en slinga bestående av den izte elektriska anslutningen och segmentet li och villkoret ejf- _ % 1 510 858 30 10 15 20 25 30 är uppfyllt, varvid 01 är det magnetiska flödet genom delarean A. 120) krav 35, varvid den magnetiska flödestätheten B är konstant

36. Krafttransformator/reaktor (100; enligt patent- över hela kärnans tvärsnitt, kännetecknad av att de elek- triska anslutningarna mellan de n jordningspunkterna är utförda på sådant sätt att villkoret ål i A i är uppfyllt.

37. Krafttransformator/reaktor (l00; 120) enligt något av patentkraven 34-36, när det är beroende av patentkravet 14 eller 27, kännetecknad av att det andra halvledande skiktet (18) är indirekt jordat vid minst en punkt mellan de båda ändarna (261, 262; 281, 282) hos varje lindning (221, 22fl. 120) krav 37, kännetecknad av att den indirekta jordningen andra halvledande skiktet

38. Krafttransformator/reaktor (l00; enligt patent- utföres medelst en mellan det (18) och jord ansluten kondensator. (100: 120) enligt patent- krav 37, kännetecknad av att den indirekta jordningen

39. Krafttransformator/reaktor utföres medelst en mellan det andra halvledande skiktet (18) och jord anslutet element (34) med icke-linjär spänning-strömkarakteristik. 120) kännetecknad av att den indirekt jordningen utfö-

40. Krafttransformator/reaktor (100: enligt patent- krav 37, res medelst en mellan det andra halvledande skiktet (18) och jord ansluten krets (38, 40) innefattande ett element (38) med icke-linjär spänning-strömkarakteristik parallell- kopplat med en kondensator (40). 10 15 20 25 30 510 858 31 (100: l20) kännetecknad av att de indirekt jordningarna

41. 4l. Krafttransformator/reaktor enligt patent- krav 40, utföres medelst en kombination av alternativen enligt patentkraven 38-40. (lOO; 120) kännetecknad av att elementen med icke-

42. Krafttransformator/reaktor enligt något av patentkraven 39-41, linjär spänning-strömkarakteristik kan utgöras av ett gnistgap (34, 38, 52), en gasfylld diod, en zenerdiod (56) eller en varistor.

43. Krafttransformator/reaktor (lOO; 120) enligt något av patentkraven 1-42, kännetecknad av att krafttransformatorn/ reaktorn innefattar en kärna av ett material med högre permeabilitet än luft. (100: 120) patentkraven l-43, kännetecknad av att krafttransformatorn/

44. Krafttransformator/reaktor enligt något av reaktorn är utformad utan en kärna av ett material med högre permeabilitet än luft. (100: 120) krav l, kännetecknad av att lindningen/lindningarna 22fl enligt patent- (2211 är böjliga och att nämnda skikt anligger mot varandra.

45. Krafttransformator/reaktor (lOO; 120) kännetecknad av att de nämnda skikten är av

46. Krafttransformator/reaktor kravet 45, material med sådan elasticitet och sådan relation mellan enligt patent- materialens värmeutvidgningskoefficienter att de under drift, na hos skikten förmås upptas av materialen elasticitet så av temperaturvariationer orsakade volymförändringar- att skikten bibehåller sin anliggning mot varandra vid de temperaturvariationer som uppträder under drift. (110: 120) kännetecknad av att materialen i de nämnda

47. Krafttransformator/reaktor enligt patent- kravet 46, skikten har hög elasticitet.