SE510946C2 - Transformator/reaktor samt förfarande vid tillverkning av en sådan samt förtillverkad lindningsmodul - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 510 946 Det har dock visat sig vara möjligt att i stor utsträckning ersätta oljekylda krafttransformatorer med torrtransformatorer av en ny typ. Med uttrycket torrtransfor- mator resp -reaktor avses en transformator/reaktor vilken företrädesvis luftkyld. Denna nya torrtransformator är för- sedd med en lindning utförd med högspända isolerade elektris- av likartat utförande som s k PEX-kablar), vanligen benämnda högspänningskablar. Således kan man använda ka ledare med fast isolation, kablar för överföring av elkraft (t ex torrtransformatorer vid avsevärt högre effekter än vad som tidigare var möjligt.

Vad gäller reaktorer är de ej avsedda för ener- giöverföring mellan lindningarna, utan för att skapa en induktans. I övrigt är vad som sagts ovan angående transfor- matorer i stort sett relevant även när det gäller reaktorer.

Särskilt bör noteras att även stora reaktorer är oljekylda.

Det är allmänt känt att i en transformator eller reaktor av torr-typ gjuta in lindningen, av konventionell typ, i en isolering av en organisk harts eller plast, vanli- gen epoxyharts. Dessa transformatorer uppvisar dock nackdelen att vara begränsade vad gäller märkspänning och till sitt effektområde. Maximal märkeffekt och spänning är vanligen av storleksordningen 25 MVA resp 36 kV. Detta beror i första hand dels på att värmeflödet genom den massiva fasta isola- tionen begränsas av dess låga värmeledningsförmåga, vilket leder till begränsningar avseende värme, och dels på elek- triska begränsningar då massiva gjutna hartser ger en sämre isolering vid hög spänning jämfört med t ex transformatorol- ja, pappersisolerade ledare och pressboardskärmar i kombina- tion. Den har även andra nackdelar, t ex är materialet bränn- bart och måste behandlas mot detta etc.

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 med kabel enligt detta patent, vilket f ö är inlämnat 1919, 10 15 20 25 30 35 510 946 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 genom- slag, är stor. Termiska variationer (värmeutvidgning) och andra mekaniska krafter kan lätt ge upphov till kaviteter i isolationen, vilka blir utgångspunkt för elektriskt genom- slag, antingen omedelbart eller efter påverkan av delurladd- ningarna i gasvolymen. F ö avsågs med uttrycket högspänning vid denna tid uppskattningsvis en spänning på några tiotals kV och en märkeffekt på några MVA, och den beskrivna kabeln är alltså inte alls lämpad för de spännings- och effektnivåer som högspänning innebär i dagens läge.

Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhan- dahålla en transformator, alternativt en reaktor, som gör det möjligt att undanröja en del av de nackdelar som de beskriv- na, traditionellt konstruerade krafttransformatorer- na/reaktorerna har, samt även tillhandahålla ett förfarande vid tillverkning av en dylik transformator/reaktor. Transfor- matorn/reaktorn skall kunna användas vid höga spänningar, varmed här avses elektriska spänningar som i första hand överstiger 10 kV. Ett typiskt arbetsområde för en transforma- tor/reaktor enligt föreliggande uppfinning kan vara 36 - 800 kV, och företrädesvis 72,5 - 800 kV, Ovanstående syfte uppnås genom en transforma- eventuellt högre. tor/reaktor såsom definierats i den inledande delen till patentkravet 1 och vilken försetts med de i den kännetecknan- de delen angivna fördelaktiga särdragen, samt med förfarandet i enlighet med patentkravet 55.

Vid en transformator/reaktor enligt uppfinningen är lindningarna, såsom nämnts ovan, företrädesvis av ett slag motsvarande kablar med fast extruderad isolation som i dag s.k. PEX-kablar eller kablar med EPR-isolation. En sådan innefattar en inre ledare används för kraftdistribution, t.ex. sammansatt av en eller flera kardeler, ett ledaren omgivande inre halvledande skikt, ett detta omgivande fast isolering- sskikt och ett isolerings-skiktet omgivande yttre halvledande 10 15 20 25 30 35 510 946 skikt. Dylika kablar är böjliga vilket är “n väsentlig egen- skap i sammanhanget eftersom tekniken för anoruiingen enligt uppfinningen i första hand baserar sig på ett lindningssystem där lindningen görs med ledningar som dras fram och åter en mångfald varv, dvs. utan de skarvar i härvändarna som erfor- dras då lind-ningen i kärnan utgöres av stela ledare. En PEX- kabel har normalt en böjlighet motsvarande en krökningsradie på ca 20 cm för en kabel med 30 mm diameter och en krökn- ingsradie 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 ut- sättes för termiska påkänningar. 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 värmeutvidgnings- koefficienter. För exempelvis en PEX-kabel är det isolerande skiktet av tvärbunden lågdensitetspolyeten och de halvledande skikten av polyeten med inblandade sot- och metallpartiklar Volymförändringar till följd av temperaturförändringar upptas helt som radieförändringar i kabeln och tack vare den jäm- förelsevis ringa skillnaden hos skiktens värmeutvidgnings- koeficienter 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 ledningsförmåga i området l-105 ohm-cm respektive isolerande, dvs. med en ledningsförmåga mindre än 105 ohm-cm.

Det isolerande skiktet kan exempelvis utgöras av ett fast termoplastiskt material såsom lågdensitetspolyeten (LDPE), (HDPE), (PP), poly- butylen (PMP), tvärbundna material högdensitetspolyeten polypropylen (PB), polymetylpenten 10 15 20 25 30 35 510 946 (XLPE) eller silikongummi. såsom tvärbunden polyeten eller gummi såsom etylen- propylengummi (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 fram- för 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 värmeutvidgningskoefficienter.

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 värmedutvidgnings- koefficient är av samma storleksordning. För kombinationen 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 elastici-teten 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 ledningsförmàgan så pass liten att det yttre halvledande skiktet har tillräcklig resistivitet för att innesluta det elektriska fältet i ka- beln.

Värdera av de båda halvledande skikten utgör så- ledes väsentligen en ekvipotentialyta och lindningen med dessa skikt kommer att i huvudsak innesluta det elektriska fältet inom sig. 510 946 lO l5 20 25 30 35 Det utesluts naturligtvis inte att ytterligare ett eller flera halvledande skikt kan vara anordnade i det isol- erande skiktet.

Således kännetecknas en transformator/reaktor för hög spänning innefattande minst en lindning, av att lindning- en är utförd med en isolerad elektrisk ledare innefattande åtminstone en strömförande ledare, vidare innefattande ett första skikt med halvledande egenskaper anordnat omslutande ett fast isolationsskikt anordnat och ett andra skikt med halv- den strömförande ledaren, omslutande nämnda första skikt, ledande egenskaper anordnat omslutande isolationsskiktet, samt av att åtminstone en del av lindningen är ingjuten i ett ingjutningsmaterial, vilket är ett väsentligen oorganiskt material.

Genom att förse transformatorn/reaktorn med en lindning i enlighet med kravet l uppnås den väsentliga förde- len att ett alstrat elektriskt fält kan väsentligen inneslu- tas inuti lindningen under åtminstone ett lindningsvarv.

Detta medför att det elektriska fältet kommer att vara nära noll utanför lindningen och att det således ej behövs någon kontroll av det elektriska fältet utanför lindningen. Detta betyder att inga fältkoncentrationer erhålls utanför lind- ningen.

Genom att gjuta in åtminstone en del av lindningen i ett väsentligen oorganiskt material erhålls en mängd förde- lar, särskilt jämfört med epoxyhartsen i den kända tekniken.

Som exempel kan nämnas högre värmeledningsförmåga och speci- obrännbarhet, lägre fik värmekapacitet, effektiv kylning, pris, miljövänlighet, bättre beständighet mot överhettning mm. Beträffande exempel på oorganiska ingjutningsmaterial är i princip alla massor tänkbara som kan gjutas på något sätt och som sedan stelnar, i regel innefattande själva bindemed- let som stelnar, genom fysikaliska och/eller kemiska mekanis- mer, t ex cement + vatten, och ett fyllmedel, t ex sand.

Exempel på bindemedel är vanlig portlandcement, specialcement med exempelvis högre mekanisk hållfasthet eller snabbare 10 15 20 25 30 35 510 946 gips, den nedan nämnda etc. stelning etc, såsom aluminiumcement, koldioxiduthärdade specialbetongen, Ytterligare fördelar och kännetecken kommer att framgå av de underordnade patentkraven.

I enlighet med uppfinningen kan den högspända iso- lerade elektriska ledaren vara utformad på flera fördelaktiga sätt. Som ett fördelaktigt särdrag anges att den isolerade ledaren är en kabel, företrädesvis en högspänningskabel.

Enligt en föredragen utföringsform är den isolerade ledaren eller kabeln flexibel eller böjlig och nämnda skikt anligger mot varandra. Att kabeln är böjlig är viktigt för att den ska kunna användas som lindning. Isolationsskiktet utgörs med fördel av ett fast dielektrikum och företrädesvis av ett polymert material. Vidare är det första halvledande skiktet i huvudsak på samma potential som den strömförande ledaren. Det andra halvledande skiktet är företrädesvis anordnat så att det utgör en huvudsakligen ekvipotentiell yta omslutande den strömförande ledaren/ledarna och isolations- skiktet. Det är även anslutet till en förutbestämd potential, företrädesvis jordpotential. Enligt ett särskilt fördelaktigt särdrag är det andra halvledande skiktet jordat vid eller i närheten av de båda ändarna hos varje lindning samt är ytter- ligare en punkt mellan de båda ändarna direkt jordad.

Enligt andra särdrag har åtminstone två angränsande skikt väsentligen lika termiska utvidgningskoefficienter, kan den strömförande ledaren innefatta ett antal kardeler, varvid endast ett fåtal av kardelerna är oisolerade från varandra.

Vidare kan vart och ett av de tre skikten, dvs de två halvledande skikten och isolationsskiktet, vara fast förbundet med det angränsande skiktet längs väsentligen hela förbindningsytan. Enligt ett särskilt viktigt särdrag är skikten anordnade att vidhäfta varandra även då den isolerade ledaren eller kabeln böjs. Slutligen kan nämnas att den företrädesvis har en diameter som ligger i intervallet 20-250 mm och en ledararea som ligger i intervallet 80-3000 mmz.

Den isolerade ledaren eller högspänningskabeln som används vid föreliggande uppfinning kan med fördel vara av 510 946 10 15 20 25 30 35 det slag som närmare beskrivs i WO 97/45919 och WO 97/45847.

Ytterligare beskrivning av en lämplig isolerad ledare eller kabel finns i WO 97/45918, WO 97/45930 och WO 97/45931.

Användning av en sådan kabel innebär fördelen att de områden av transformatorn/reaktorn som utsätts för höga elektriska påkänningar är begränsade till kabelns fasta isolation. Övriga delar av transformatorn/reaktorn utsätts endast för, i högspänningssammanhang, mycket måttliga elek- triska fältstyrkor. Dessutom innebär användning av en sådan kabel att flera av de problemområden som beskrivits under uppfinningens bakgrund elimineras. Isoleringen blir synnerli- gen enkel. Konstruktionstiden blir väsentligt kortare i jäm- förelse med den för en konventionell krafttransformator/ reaktor. Lindningarna kan byggas separat och krafttransforma- torn/reaktorn kan monteras färdig på plats.

Användningen av en sådan kabel medför emellertid nya frågeställningar som måste lösas. För att den elektriska som uppstår både vid normal i huvudsak skall måste det yttre driftspänning och belasta halvledande skiktet kabelns båda påkanningen, vid transienta förlopp, endast kabelns fasta isolation, vara direkt jordat i eller i närheten av 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 jord- ningen 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 jordpotential att andra områden i krafttransformatorn/reaktorn än lindningens fasta isolation utsätts för elektrisk påkänning. Genom att direkt jorda flera punkter av det halvledande skiktet, före- trädesvis en punkt för varje varv av lindningen, säkerställes att hela det yttre skiktet kommer att ligga på jordpotential 10 15 20 25 30 35 510 946 och nämnda problem elimineras om skiktets konduktivitet är tillräckligt hög.

Denna en-punktsjordning per varv av den yttre skär- men 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 resistivi- tet i skiktet att det krävs flera jordningspunkter per varv.

Varje varv på en lindning förses med ett valfritt antal, dock hos det yttre skiktet. lika för varje varv, jordningspunkter På samma sätt som en-punktsjordningen enligt ovan kan jord- ningspunkterna ligga på en generatris till lindningen och punkterna utefter lindningens axiella längd ansluts elek- triskt 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 jordske- norna. För att säkerställa detta skall förbindelserna 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 för- hindra 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 förhind- ra att någon icke önskvärd elektrisk påkänning uppstår. En kondensator har en reducerad spänningspåkänning även vid 50 Hz. Dessa jordningsprinciper kommer nedan att omtalas som ”indirekt jordning”. 10 15 20 25 30 35 510 946 10 De individuellt jordade jordskenorna kan vara kopp- lade till jord via l) 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 oorganiska ingjutningsmaterial är ett icke ledande ingjut- ningsmaterial.

En fördelaktig utföringsform av krafttransformatorn/ reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om ingjutnings- materialets relativa permittivitet, är relativt låg, aSl0.

En annan fördelaktig utföringsform av krafttransfor- 3, företrädesvis är matorn/reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om gjutmaterialets relativa permittivitet, s, är relativt hög, företrädesvis är s>lO.

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 annan fördelaktig utföringsform av krafttransfor- matorn/ reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om nämnda gjutmaterial är ett svagt ledande ingjutningsmaterial.

Enligt ett särskilt fördelaktigt särdrag hos före- liggande uppfinning anges att det väsentligen oorganiska ingjutningsmaterialet är elektriskt ledande, företrädesvis endast svagt elektrisk ledande. Det har med fördel en speci- fik resistivitet, p, som ligger mellan 1 och 100 000 Cm» 10 och 10 000 Cmm möjlighet till en enkel och jämn jordning. företrädesvis mellan Härigenom erbjuds en Enligt en föredragen utföringsform innefattar in- gjutningsmaterialet betong. Genom att använda betong för ingjutning av lindningen erhålls en mängd fördelar. Således är betong billigt i förhållande till de organiska hartserna i 10 15 20 25 30 35 510 946 ll känd teknik och enkelt att tillverka. Ingjutningen av lind- ningen kan vid behov enkelt utföras på anläggningsplatsen.

Vidare uppvisar betong utmärkt mekanisk hàllfasthet och styvhet. En transformator/reaktor med lindning ingjuten i betong kan stå emot höga kortslutningskrafter, är jordbäv- ningssäker, uppvisar goda akustiska egenskaper, kan göras självbärande. Vidare kan en transformator/reaktor enligt föreliggande uppfinning förses med kanaler för kylning, t ex vattenkylning, redan vid gjutningen.

Som ytterligare fördelar kan nämnas att en trans- formator/reaktor enligt uppfinningen har högre värmelednings- förmåga och högre specifik värmekapacitet, vilket är särskilt viktigt för att kunna stå emot överbelastningar.

Som en icke obetydlig fördel skall även nämnas att den utöver ledarens isolations- och halvledande skikt inte innehåller några oxiderbara ämnen eller beståndsdelar, varför den praktiskt taget ej kan brinna eller explodera.

Exempel på betong som är elektriskt ledande finns beskrivna i M. Judge: ”Our flexible friend", 10 maj 1997, sid 44-48, samt i ”Canadians create conductive Science, Vol. 276, 23 maj 1997, sid 1201. att anpassa betongens elektriska ledningsförmåga kan lind- New Scientist, concrete”, Genom ningen jordas direkt genom betongen, utan att kortslutning genom betongen àstadkommes. Den betong som beskrivs i först- nämnda artikel är en betong som härdas med hjälp av superkri- tisk koldioxid och som är särskilt lämplig p g a förbättrad mekanisk hållfasthet och fullständig härdning. Den har även fördelen att kunna utföras med lägre specifik vikt än vanlig betong.

Enligt ett fördelaktigt särdrag innehåller ingjut- ningsmaterialet åtminstone ett fyllmedel, vilket kan vara antingen organiskt eller oorganiskt. Om fyllmedlet är orga- niskt bör det dock förekomma endast i liten mängd. För hög- presterande betong kan det t ex röra sig om små mängder hjälpmedel i form av organiska emulgatorer eller akrylatemul- sioner som i M. Tamai och K. Yamaguchi: ”Properties of High Polymer Cement Mortar”, Science & Technology in Japan, 10 15 20 25 30 35 510 946 12 vol.63, 1997, s 7 - ll, eller i Y. Ohama, K. Demura och T.

Uchiyama: ”Weatherability of polymer-modified mortars after ten-year outdoor exposure in Koriyama and Sapporo”,s 63 i samma publikation.

Fyllmedlet kan med fördel innefatta ett elektriskt ledande material med vars hjälp ingjutningsmaterialet blir elektriskt ledande.

En fördelaktig utföringsform av krafttransformatorn/ reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om det elek- triskt ledande ingjutningsmaterialets relativa permittivitet, 2310.

En ytterligare fördelaktig utföringsform av kraft- 2, är relativt låg, företrädesvis är transformatorn/reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om det elektriskt ledande ingjutningsmaterialets relativa permittivitet, 6, är relativt hög, företrädesvis är s>lO.

Enligt en annan föredragen utföringsform känneteck- nas transformatorn/reaktorn av att nämnda ingjutningsmaterial där n22, varvid elektrisk ledning åstadkom- är försett med n st, elektriskt ledande organ, vilka vartdera är direkt jordat, mes mellan de respektive andra halvledande skikten i lind- ningen och nämnda elektriskt ledande organ.

En ytterligare fördelaktig utföringsform av kraft- transformatorn/reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen om vid minst ett varv hos minst en lindning n punkter (n22) är direkt jordade.

Det är i anslutning till detta en fördel om 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.

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 AL H.,An tvärsnittsarea A i n delareor A1, så att 10 15 20 25 30 510 946 13 n A= :Ai i 1 och delar nämnda längd l i n segment ll, l2, __., ln så att 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 omgi- ven av en slinga bestàende av den elektriska anslutningen och segmentet li och villkoret ejfi- HL? är uppfyllt, varvid èi är det magnetiska flödet genom delare- an 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 jord- ningspunkterna är utförda på ett sådant sätt att villkoret A; li 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 indirek- ta 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 uppfinningen om den indirekta jordningen utföres medelst en mellan det 10 15 20 25 30 35 510 946 14 andra halvledande skiktet och jord anslutet element med icke- linjär spänning-strömkarakteristik.

En ytterligare fördelaktig utföringsform av kraft- transformatorn/reaktorn erhålles i enlighet med uppfinningen 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.

Som en ytterligare fördel kan den indirekta jord- ningen utföras medelst en kombination av ovan nämnda alterna- tiv.

En ytterligare fördel i anslutning till detta är om elementet med icke-linjär spänning-strömkarakteristik kan utgöras av ett gnistgap, en gasfylld diod, en zenerdiod eller en varistor.

Beträffande fyllmedlet kan det, fördel innefatta ett elektriskt som nämnts ovan, med ledande material med vars hjälp ingjutningsmaterialet blir elektriskt ledande. Före- dragna exempel på det tillsatta elektriskt ledande materialet är kolfiber, grafit, metallpartiklar, finkornig koks eller liknande.

Enligt ett annat särdrag kännetecknas fyllmedlet av att det innefattar ett medel med relativt hög relativ permit- Detta har Ett tivitet (kapacitivitet), 8, företrädesvis är s>lO. fördelen att en kapacitiv impulsjordning kan erhållas. föredraget exempel på ett lämpligt material är titandioxid.

Alternativt kan den relativa permittiviteten vara relativt hög, företrädesvis 2510. Exempel på fyllmedel kan då vara gasalstrande additiv såsom aluminiumpulver eller pimpsten, fördelen blir även att densiteten hos betongen och därmed transformatorn/reaktorns vikt reduceras.

Vidare kan fyllmedlet med fördel innefatta ett material med hög värmeledningsförmåga, exempelvis aluminium- oxid. Detta förbättrar kylförmågan.

Enligt ett annat fördelaktigt kännetecken kan fyll- medlet innefatta ett material med hög specifik värmekapaci- tet, exempelvis täljsten. Härigenom kan transforma- 10 15 20 25 30 35 510 946 15 torn/reaktorn enligt uppfinningen klara av allvarliga, kort- variga, överbelastningar utan att ta skada.

Enligt ett annat fördelaktigt särdrag innefattar ingjutningsmaterialet förstärkningselement, dvs strukturer vars funktion motsvarar armeringsjärnens funktion i vanlig armerad betong, vilken främst är att ta upp dragspänningar.

Dessa förstärkningselementen kan vara elektriskt ledande, t ex i form av en konstruktion i rostfritt stål eller annan metall, företrädesvis ej magnetiserbar. De kan då med fördel samtidigt användas för anslutning till jordpotential. De kan även utformas som ihåliga konstruktioner, företrädesvis rör, varvid de samtidigt kan bilda kylkanaler. De får dock inte bilda slutna varv runt en ev kärna/det magnetiska flödet.

Enligt ett annat fördelaktigt särdrag kan förstärkningsele- menten kännetecknas av att de är elektriskt isolerande, t ex utförda i glasfiber eller glasfiberarmerad plast. De kan då utformas som ihåliga konstruktioner, företrädesvis rör, varvid de samtidigt kan bilda kylkanaler.

Vidare skall nämnas att hela transforma- torn/reaktorn kan vara ingjuten i ingjutningsmaterialet. Om hela transformatorn/reaktorn gjuts in eller endast en del eller hela lindningen gjuts in måste avgöras från fall till fall, t ex beroende på det utrymme som finns tillgängligt.

Som ett alternativ kan en del av lindningen eller transformatorn/reaktorn vara ingjuten i ett oorganiskt mate- rial och en del av lindningen eller transformatorn/reaktorn vara luftkyld eller ingjuten i ett annat material, t ex det kända materialet epoxyharts.

Uppfinningen kan tillämpas såväl på en transforma- tor/reaktor innefattande en kärna av ett material med högre permeabilitet än luft som en transformator/reaktor utan en dylik kärna.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning, känne- tecknas av att lindningen utförs med en isolerad elektrisk ledare innefattande åtminstone en strömförande ledare, vidare innefattande ett första skikt med halvledande egenskaper anordnat omslutande den strömförande ledaren, ett fast isola- 510 946 10 15 20 25 30 35 16 tionsskikt anordnat omslutande nämnda första skikt, och ett andra skikt med halvledande egenskaper anordnat omslutande isolationsskiktet, samt av att åtminstone en del av lindning- en ingjuts i ett ingjutningsmaterial, vilket är ett väsentli- gen oorganiskt material. I övrigt uppvisar förfarandet sär- drag i analogi med kraven avseende transformatorn/reaktorn.

Slutligen avser föreliggande uppfinning en förtill- verkad lindningsmodul innefattande lindning och avsedd för en transformator/reaktor för hög spänning, i vilken lindningsmo- dul åtminstone en del av lindningen är ingjuten i ett oorga- niskt ingjutningsmaterial, i enlighet med något av kraven avseende transformatorn/reaktorn.

Sammanfattningsvis skall noteras att en transforma- tor/reaktor enligt föreliggande uppfinning har fördelen att vara särskilt lämplig att användas när installationen är nära bostadsområden, kontor, platser med explosionsrisk, jordbäv- ningsdrabbade områden mm, då den, som nämnts, är tystgående, jordbävningssäker. explosionssäker, vandaliseringssäker, För att öka förståelsen av uppfinningen, kommer den nu att beskrivas i detalj, med hänvisning till bifogade ritningar, illustrerande ett icke begränsande utföringsexem- pel, på vilka: fig. 1 visar en schematisk vy av en konventionell transformator med tre lindningar, fig. 2 visar en schematisk vy av en transformator enligt ett utföringsexempel av föreliggande uppfinning, fig. 3 visar en schematisk vy av en transformator enligt ett annat utföringsexempel av föreliggande uppfinning, fig. 4 visar en schematisk vy av en transformator enligt ytterligare ett utföringsexempel av föreliggande uppfinning, fig. Sa visar schematiskt en vy uppifrån av en ingjuten lindning med jordningsorgan, enligt föreliggande uppfinning, fig. 5b visar en schematisk perspektivvy av den ingjutna lindningen i fig. 5a, 10 15 20 25 30 35 510 946 17 fig. 6 visar en perspektivvy på lindningar med tre jordningspunkter per varv, vilka lindningar innefattas i krafttransformatorn/reaktorn enligt föreliggande uppfinning; fig. 7 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 8b visar olika element for att åstad- fig. 8a resp. komma indirekt jordning, och fig. 9 visar en isolerad elektrisk ledare, i genom- skärning, vilken är lämplig att användas som lindning.

Den i figur 1 visade transformatorn 1 är av konven- tionell trefas-typ, innefattande en ok-formad kärna 2 med tre lindningar 3. I figur 2 visas en motsvarande transformator 5 där lindningarna gjutits in i ett ingjutningsmaterial, före- trädesvis betong av något slag. De ingjutna lindningarna betecknas med hänvisningssiffran 7, och var och en av lind- ningarna är försedd med utgående ledare för lågspänning 222 respektive högspänning 221. Var och en av lindningarna har här gjutits in för sig så att de bildar ihåliga betongcylind- rar som träs pà kärnan. Detta har fördelen att vid behov endast en av lindningarna med tillhörande ingjutning behöver bytas om ett lokalt fel eller en lokal skada har uppstått.

I figur 3 visas en transformator 10 med en alterna- tre lindningarna av ett hölje 12 tiv utformning av ingjutningen. Här har alla gjutits in i en och samma ingjutning, i form med tre cylindriska hål för lindningarna.

Den i figur 4 visade transformatorn med tre ingjutna 17, där kylningsrören gjutits in i ingjutningsmaterialet. Den lindningar 16, 18 visar bl a två varianter på kylning, ingjutna lindningen 16 uppvisar ingjutna kanaler 19 för radiell kylning, medan den ingjutna lindningen 18 uppvisar kanaler 21 för axiell kylning. Samma ingjutna lindning 18 uppvisar även schematiskt illustrerade element för jordning 25. Samtliga dessa kanaler kan utgöra förstärkningselement.

I figur 5a och 5b visas schematiskt ett exempel pá jordning av krafttransformatorn/reaktorn enligt föreliggande 510 946 10 15 20 25 30 35 18 uppfinning. Transformatorn/reaktorn 100, vilken ses uppifrån i figur 5a och i perspektiv i figur 5b, innefattar en kärna 101, Lindningen är innesluten i ett väsentligen oorganiskt ingjut- t ex betong 103. ledande och i den finns fyra elektriskt ledande organ i form av elektroder 1041, 1042, 1043, vilka alltså är i kontakt med den elektriskt ledande betongen 103. Antalet runt vilken åtminstone en lindning 102 är anordnad. ningsmaterial, Betongen är svagt elektriskt 1044 anordnade, I ett generellt 1042, ..., elektriskt ledande organ behöver inte vara 4. fall finns det n st elektriskt ledande organ 104h 104n där n22. Om lindningen/lindningarna är utförda med den ovan beskrivna högspänningskabeln 60 åstadkommes ledning mellan de andra halvledande skikten 64 (jämför figur 9) och elektroderna 1042, 1042, 1043, 1044 åstadkomma kylning av lindningen/lindningarna. 1042, 104% de 110 medelst de elektriska anslutningarna 1084 slutna varv runt kärnan bildas. I Betongen kan dessutom I denna utfö- 1044 direkt jorda- 1081, 1082, 108% på ett sådant sätt, att inga ringsform är elektroderna 104h (endast visade i figur 5a) en föredragen utföringsform 108h (anges endast schematiskt) passerar de elektriska anslutningarna (ledningarna) 1082, 1083, 1084 sådant sätt att de delar kärnans 101 tvärsnittsarea, A kärnan 101 på ett (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 64 (jämför figur 9) så låga som möjligt. Om betongen dessutom har en så avstämd lednings- förmåga att den i betongen inducerade strömmen ej leder till för höga förluster, samtidigt som ledningsförmågan är till- räcklig för jordningen av högspänningskabelns andra halvle- dande skikt, löses problemen avseende kylning och jordning samtidigt. Det svagt ledande ingjutningsmaterialet har lämp- ligtvis en specifik resistivitet, p, som ligger mellan 1 och 100 000 Qm, företrädesvis mellan 10 och 10 000 Qm. ytterligare beskrivning av principen för direkt jordning För hänvisas till figur 6 med därtill hörande beskrivning.

Det är för övrigt en fördel om jordningselektroderna är anordnade så nära lindningen som möjligt, samt är relativt 10 15 20 25 30 35 510 946 19 breda, för att öka kapacitansen mellan dem och lindningen, vilket underlättar impulsjordning.

I figur 6 visas en perspektivvy på lindningar med tre jordningspunkter per varv, vilka lindningar innefattas i krafttransformatorn/reaktorn enligt föreliggande uppfinning.

I figur 6 anger hänvisningsbeteckningen 20 ett kärnben ingå- ende i en krafttransformator eller reaktor_ Runt kärnbenet 20 är anordnat två lindningar 221 och 222, vilka är utförda med den i figur 9 visade högspänningskabeln 60. Det finns radi- ellt anordnade distansorgan 241, 242, ,243, 244, 243, 246 i syfte att fixera lindningarna 221 och 222. I det i figur 6 visade fallet finns det 6 st distansorgan per lindningsvarv.

Vid de båda ändarna 261, 262; 28h 222 är det yttre halvledande skiktet jordat (jämför figur 9).

Distansorganen 241, 243, 245 används för att åstadkomma tre jordningspunkter per lind- ningsvarv. 243, 243 slutna till det andra halvledande skiktet hos högspänningska- 282 hos varje lindning 229 vilka är markerade med svart, Dessa distansorgan 241, är således an- beln l0. Vid lindningens 222 periferi och utefter lindningens 222 axiella längd är distansorganen 241 direkt anslutna till ett första jordningselement 301, distansorganen 243 är direkt anslutna till ett andra jordningselement 302 och distansorga- nen 245är direkt anslutna till ett tredje jordningselement 303. 302, ningsskenor 301, 303 som är kopplade till den gemensamma Jordningselementen 301, 303 kan utgöras av jord- 3021 jordningspotentialen 32. De tre jordningselementen 301, 30@ 342 Den elektriska anslutningen 341 är dragen i en i 303 är förbundna medelst 2 elektriska anslutningar 34h (ledningar). 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. Slitsarna 36h snittsarea, A, (och därmed det magnetiska flödet F) delareor A1, A2, A3. Slitsarna 361, 20 i tre delar 201, 202, 203. tiskt induceras strömmar i förbindelse med jordningsskenorna. 362 är anordnade så att de delar kärnbenets 20 tvär- i tre 362 delar alltså kärnbenet Detta medför att det inte magne- 510 946 10 15 20 25 30 35 20 Genom att jorda på det ovan visade sättet håller man förlus- terna i det andra halvledande skiktet så låga som möjligt.

I figur 7 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 7 anger hänvisningsbeteckningen 20 ett kärnben ingående i en kärnbenet 20 är i krafttransformator eller reaktor. Runt detta fall anordnat två lindningar 221 och 222, vilka är utförda med den i figur 9 visade högspänningskabeln 60.

Lindningarna 221, 222 är fixerade medelst 6 st distansorgan 241, 242, 243, 244, 245, 246 per lindningsvarv. Vid de båda ändarna 261, 262; 281, 282 hos varje lindning 221, 222 är det andra halvledande skiktet jordat (jämför figur 9). Distansor- ganen 241, 243, 245, vilka är markerade med svart, används för att i detta fall åstadkomma en direkt och två indirekta jordningspunkter per lindningsvarv. Distansorganen 241 är direkt anslutna till ett forsta jordningselement 301, distan- sorganen 243 är direkt anslutna till ett andra jordningsele- ment 302 och distansorganen 243 är direkt anslutna till ett tredje jordningselement 303. Såsom framgår av figur 7 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. Jordningsele- mentet 303 är indirekt jordat genom att det är anslutet till jord via en krets, innefattande ett gnistgap 38 parallell- kopplat med en kondensator 40, i serie. Gnistgapen 34 och 38 är exempel på ett olinjärt element, dvs. ett element med olinjär spännings-strömkarakteristik. för att I figurerna 8a resp. 8b visas olika element åstadkomma indirekt jordning. I figur 8a sker den indirekta jordningen medelst en krets 50 innefattande ett element 52 med icke-linjär spänning-strömkarakteristik parallellkopplat med en kondensator 54. I detta fall utgöres elementet 52 med icke-linjär spänning-strömkarakteristik av ett gnistgap 52.

Elementet 52 kan också utgöras av en gasfylld diod, en zener- 10 15 20 25 30 35 510 946 21 diod eller en varistor. I figur 8b sker den indirekta jord- ningen medelst en zenerdiod 56.

Sammanfattningsvis kan konstateras att de ovan visade principerna för direkt och indirekt jordning utföres praktiskt på lite olika sätt beroende på det använda oorga- niska ingjutningsmaterialets egenskaper. Man erhåller fyra olika fall: ~ Lindningen/lindningarna är ingjutna i ett icke ledande oorganiskt material med låg relativ permittivitet, e. Den direkta jordningen utföres enligt figur 6 och den indirekta jordningen utföres enligt figur 7.

- Lindningen/lindningarna är ingjutna i ett icke ledande oorganiskt material med hög relativ permittivitet, s. Den direkta jordningen utföres enligt figur 6 under det att den indirekta jordningen åstadkommes genom den höga kapacitan- sen mot jord genom det oorganiska materialet.

- Lindningen/lindningarna är ingjutna i ett svagt ledande oorganiskt material med hög relativ permittivitet, s. För det första används elektriskt ledande organ enligt figur 5.

Den indirekta jordningen åstadkommes genom den hög kapaci- tansen mot jord genom vätskan. Den direkta jordningen ut- föres till viss del i princip enligt figur 5. Skillnaden är att då det oorganiska materialet är svagt ledande behövs ej speciella jordningselement 30 (jämför figur 6). Kontakten till jord etableras jämnt längs hela kabeln mellan kabelns andra/yttre halvledande skikt och det svagt ledande oor- ganiska materialet. Strömmen går sedan till de elektriskt ledande organen 102 där den ”fångas upp” och leds till jord. Däremot är de elektriskt ledande organen anslutna till jord på det i figurerna 5-6 visade sättet.

~ Lindningen/lindningarna är ingjutna i ett svagt ledande oorganiskt material med låg relativ permittivitet, s. Även i detta fall används elektriskt ledande organ enligt figur 5. Den direkta jordningen utföres till viss del i princip enligt figur 6 och den indirekta jordningen utföres till viss del i princip enligt figur 7. Skillnaden är att då det oorganiska materialet är svagt ledande behövs ej speciella 510 946 lO 15 20 25 30 35 22 jordningselement 30 (jämför figur 6 och 7). Kontakten till jord etableras jämnt längs hela kabeln mellan kabelns an- dra/yttre halvledande skikt och den svagt ledande vätskan.

Strömmen går sedan till de elektriskt ledande organen 102 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 5-7 visade sätten.

Det skall påpekas att alla de ovan nämnda jordnings- metoderna, direkt eller indirekt, genom vätskan eller med separata anordningar kombineras/förekomma samtidigt.

Slutligen visas i figur 9 ett tvärsnitt av en kabel som är särskilt lämplig att använda som lindning i transfor- matorn/reaktorn enligt uppfinningen. Kabeln 60 innefattar åtminstone en strömförande ledare 61 omgiven av ett första halvledande skikt 62. Runt detta första halvledande skikt är anordnat ett isolationsskikt 63, och runt detta finns i sin tur anordnat ett andra halvledande skikt 64. Den elektriska ledaren 61 är utförda kan bestå av ett antal kardeler 65. De tre skikten så att de vidhäftar varandra även då kabeln böjs.

Den visade kabeln är flexibel och denna egenskap bibehålls hos kabeln skiljer sig även från konventionell högspänningskabel genom under dess livslängd. Den illustrerade kabeln att det yttre mekaniskt skyddande höljet samt den metallskärm som normalt omger en sådan är eliminerade.

Uppfinningen kan självfallet omfatta en mängd varia- tioner och modifieringar inom ramen för de efterföljande patentkraven. T ex skall den ej anses begränsad till en transformator/reaktor med en kärna av ett material med högre permeabilitet än luft, såsom visats i figurerna, utan denna kärna kan uteslutas. Vidare kan exempelvis själva ingjutning- en varieras till omfattning, form och utseende.

Claims (63)

10 15 20 25 30 35 510 946 23 Patentkrav

1. l. Transformator/reaktor för hög spänning innefattande minst en lindning, kännetecknad av att lindningen är utförd med en isolerad elektrisk ledare (60) (61), vidare innefattande ett första innefattande åtminstone en strömförande ledare skikt (62) med halvledande egenskaper anordnat omslutande den strömförande ledaren, (63) omslutande nämnda första skikt, och ett andra skikt (64) med ett fast isolationsskikt anordnat halvledande egenskaper anordnat omslutande isolationsskiktet, samt av att åtminstone en del av lindningen är ingjuten i ett ingjutningsmaterial, vilket är ett väsentligen oorganiskt material.

2. Transformator/reaktor enligt krav l, kännetecknad av att lindningen innesluter ett alstrat elektriskt fält inuti lindningen under åtminstone ett lindningsvarv.

3. Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den isolerade elektriska ledaren är böjlig och att nämnda skikt anligger mot varandra.

4. Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den isolerade ledaren utgörs av en kabel, företrädesvis av en högspänningskabel.

5. Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den isolerade elektriska ledaren är tillverkad med en ledararea som ligger mellan 80 och 3000 och en yttre diameter som ligger mellan 20 och 250 mm.

6. Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, (64) det utgör en huvudsakligen ekvipotentiell yta omslutande den (61). kännetecknad av att det andra skiktet är anordnat så att strömförande ledaren/ledarna 510 946 10 15 20 25 30 35 24

7. Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, kännetecknad av att åtminstone två angränsande skikt har väsentligen lika termiska utvidgningskoefficienter.

8. Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, kännetecknad av att vart och ett av de tre skikten är fast förbundet med det angränsande skiktet längs väsentligen hela förbindningsytan.

9. Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, kännetecknad av att skikten är anordnade att vidhäfta varand- (60) ra även då den isolerade ledaren eller kabeln böjs.

10. kännetecknad av att nämnda ingjutningsmaterial är ett icke Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, elektriskt ledande material.

11. kännetecknad av att ingjutningsmaterialets relativa permittivitet, s, Transformator/reaktor enligt krav 10, är relativt låg, företrädesvis är S510.

12. kännetecknad av att ingjutningsmaterialets relativa permittivitet, 8, Transformator/reaktor enligt krav 10, är relativt hög, företrädesvis är e>10.

13. kännetecknad av att det andra halvledande skiktet är jordat (26;, 262; 281, 282) samt att ytterligare en punkt 262; 281, 282) Transformator/reaktor enligt något av kraven 11-12, vid eller i närheten av de båda ändarna (221, 222) mellan de båda ändarna (26h hos varje lindning är direkt jordad.

14. Transformator/reaktor enligt något av kraven 1-9, känne- tecknad av att ingjutningsmaterialet är elektriskt ledande.

15. kännetecknad av att det ledande ingjutningsmaterialet har en specifik resistivi- som ligger mellan 1 och 100 000 Qmn Transformator/reaktor enligt krav 14, tet, p, 10 15 20 25 30 35 510 946 25

16. Transformator/reaktor enligt krav 14, kännetecknad av att det ledande ingjutningsmaterialet har en specifik resistivi- tet, p, som ligger mellan 10 och 10 000 Qm.

17. Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, kännetecknad av att ingjutningsmaterialet innefattar betong.

18. Transformator/reaktor enligt krav 17, kännetecknad av att betongen är en superkritisk koldioxidhärdad betong.

19. Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, kännetecknad av att ingjutningsmaterialet innehåller åtmins- tone ett fyllmedel.

20. Transformator/reaktor enligt krav 19, kännetecknad av att fyllmedlet innefattar ett elektriskt ledande material med vars hjälp ingjutningsmaterialet blir elektriskt ledande.

21. Transformator/reaktor enligt något av kraven 14-20, kännetecknad av att ingjutningsmaterialets relativa permitti- vitet, s, är relativt låg, företrädesvis är 8510.

22. Transformator/reaktor enligt något av kraven 14-20, kännetecknad av att ingjutningsmaterialets relativa permitti- vitet, s, är relativt hög, företrädesvis är s>10.

23. Transformator/reaktor enligt något av kraven 21-22, kännetecknad av att nämnda ingjutningsmaterial (103) är (104¿- vartdera är försett med n st, där n22, elektriskt ledande organ 104m), (1041-104fl direkt jordat, varvid elektrisk ledning åstadkommes mellan de vilka elektriskt ledande organ respektive andra halvledande skikten (64) i lindningen och nämnda elektriskt ledande organ (1041-104n). 510 946 lO 15 20 25 30 35 26

24. vid minst ett varv hos minst en lindning (nZ2) Transformator/reaktor enligt krav 13, kännetecknad av att (221, 222) är n punkter direkt jordade.

25. kännetecknad av att de n direkt jordade punkterna är jordade (341, 342, mellan de n jordningspunkterna delar det magnetis- Transformator/reaktor enligt något av kraven 23-24, på ett sådant sätt att de elektriska anslutningarna - r 3411-1) ka flödet i n st. delar för begränsande av de av jordning alstrade förlusterna.

26. när det är beroende av kravet ll eller 21, dande skiktet (64) mellan de båda ändarna (221, 222). Transformator/reaktor enligt krav 25, kännetecknad av att det andra halvle- är indirekt jordat vid minst en punkt (261, 262; 281, 282) hos varje lindning

27. kännetecknad av att den indirekta jordningen utföres medelst en mellan det halvledande skiktet (64) Transformator/reaktor enligt krav 26, andra och jord ansluten kondensator.

28. kännetecknad av att den indirekta jordningen utföres medelst en mellan det halvledande skiktet (64) (34) icke-linjär spänning-strömkarakteristik. Transformator/reaktor enligt krav 26, andra och jord anslutet element med

29. kännetecknad av att den indirekta jordningen utföres medelst en mellan det andra halvledande skiktet (64) (38, 40) innefattande ett element med icke-linjär spänning- Transformator/reaktor enligt krav 26, och jord ansluten krets (38) strömkarakteristik parallellkopplat med en kondensator (40).

30. Transformator/reaktor enligt krav 26, kännetecknad av att den indirekta jordningen utföres medelst en kombination av alternativen enligt patentkraven 27-29. 10 15 20 25 30 35 510 946 27

31. Transformator/reaktor enligt något av kraven 28-30, kännetecknad av att elementen med icke-linjär spänning- (34, 38, eller en varistor. strömkarakteristik kan utgöras av ett gnistgap 52), en gasfylld diod, en zenerdiod (56)

32. Transformator/reaktor enligt något av kraven 17-31, kännetecknad av att det elektriskt ledande materialet är finkornig koks eller kolfiber, metallpartiklar, liknande. grafit,

33. Transformator/reaktor enligt något av kraven 19-20 eller 22-32, kännetecknad av att fyllmedlet innefattar ett medel med relativt hög relativ permittivitet, s, företrädesvis är s>l0.

34. Transformator/reaktor enligt krav 33, kännetecknad av att nämnda medel innefattar titandioxid.

35. Transformator/reaktor enligt något av kraven 19-21 eller 23-32, kännetecknad av att fyllmedlet innefattar ett medel med relativt låg relativ permittivitet, 8, företrädesvis är eSlO.

36. Transformator/reaktor enligt krav 35, kännetecknad av att fyllmedlet innefattar ett gasalstrande additiv såsom alumini- umpulver eller pimpsten. kraven 19-36, ett material med

37. Transformator/reaktor enligt något av kännetecknad av att fyllmedlet innefattar hög värmeledningsförmàga.

38. Transformator/reaktor enligt krav 37, kännetecknad av att fyllmedlet innefattar aluminiumoxid. kraven 19-38, ett material med

39. Transformator/reaktor enligt något av kännetecknad av att fyllmedlet innefattar hög specifik värmekapacitet. 510 946 10 15 20 25 30 35 28

40. Transformator/reaktor enligt krav 39, kännetecknad av att fyllmedlet innefattar täljsten.

41. Transformator/reaktor enligt något av kraven 19-40, kännetecknad av att fyllmedlet innefattar små mängder av ett organiskt hjälpmedel, såsom emulgatorer eller akrylatemulsio- ner.

42. Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den innefattar förstärkningselement ingjutna i ingjutningsmaterialet.

43. Transformator/reaktor enligt krav 42, kännetecknad av att förstärkningselementen är elektriskt ledande.

44. Transformator/reaktor enligt något av kraven 23 eller 25- 43, när det är beroende av kravet 23, kännetecknad av att nämnda forstarkningselement bildar de elektriskt ledande organen.

45. Transformator/reaktor enligt krav 42, kännetecknad av att forstärkningselementen år elektriskt isolerande.

46. Transformator/reaktor enligt något av kraven 42 eller 45, kännetecknad av att forstärkningselementen även bildar kylka- naler.

47. Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, kännetecknad av att de nämnda skikten i den isolerade elet- kriska ledaren är av material med sådan elasticitet och sådan relation mellan materialens värmeutvidgningskoefficienter att de under drift, av temperaturvariationer orsakade volymforan- dringarna hos skikten formås upptas av materialens elastic- itet så att skikten bibehåller sin anliggning vid varandra vid de temperaturvariationer som uppträder under drift. 10 15 20 25 30 35 510 946 29

48. Transformator/reaktor enligt krav 47, kännetecknad av att materialen i de nämnda skikten har hög elasticitet.

49. Transformator/reaktor enligt något av krav 47-48, känne- tecknad av att vardera halvledande skikt utgör väsentligen en ekvipotentialyta.

50. Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, kännetecknad av att en del av lindningen är ingjuten i ett oorganiskt material och att en del av lindningen är ingjuten i ett annat material eller i ingenting alls.

51. Transformator/reaktor enligt något krav 1-49, känneteck- nad av att väsentligen hela transformatorn är ingjuten i nämnda ingjutningsmaterial.

52. Transformator/reaktor enligt något kraven 1-50, känne- tecknad av att en del av transformatorn/reaktorn är ingjuten i ett oorganiskt material och att en del av transforma- torn/reaktorn är ingjuten i ett annat material eller i ingen- ting alls.

53. Transformator/reaktor enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den innefattar en kärna av ett material med högre permeabilitet än luft.

54. känne- tecknad av att transformatorn/reaktorn är utformad utan en Transformator/reaktor enligt något av kraven 1-52, kärna av ett material med högre permeabilitet än luft.

55. för hög spänning innefattande minst en lindning, kännetecknat Förfarande vid tillverkning av en transformator/reaktor av att lindningen utförs med en isolerad elektrisk ledare (60) innefattande åtminstone en strömförande ledare (61), vidare innefattande ett första skikt (62) med halvledande egenskaper anordnat omslutande den strömförande ledaren, ett 510 946 10 15 20 25 30 35 30 fast isolationsskikt (63) anordnat omslutande nämnda första skikt, och ett andra skikt (64) anordnat omslutande isolationsskiktet, med halvledande egenskaper samt av att åtminstone en del av lindningen ingjuts i ett ingjutningsmaterial, vilket är ett väsentligen oorganiskt material.

56. Förfarande vid tillverkning av en transformator/reaktor enligt krav 55, kännetecknat av att lindningen utförs i enlighet med vad som anges i något av kraven 2-9, 13, 24-31 eller 47-49.

57. Förfarande vid tillverkning av en transformator/reaktor enligt med något av kraven 55-56, kännetecknat av att ingjut- ningsmaterialet är utformat i enlighet med vad som anges i något av kraven lO-12, 14-23 eller 32-46.

58. Förfarande vid tillverkning av en transformator/reaktor enligt något av kraven 55-57, kännetecknat av att en del av lindningen ingjuts i ett oorganiskt material och att en del av lindningen ingjuts i ett annat material eller i ingenting alls.

59. Förfarande vid tillverkning av en transformator/reaktor enligt något av kraven 55-57, kännetecknat av att väsentligen hela transformatorn ingjuts i ingjutningsmaterialet.

60. enligt krav 58, Förfarande vid tillverkning av en transformator/reaktor kännetecknat av att en del av transforma- torn/reaktorn ingjuts i ett oorganiskt material och att en del av transformatorn/reaktorn ingjuts i ett annat material eller i ingenting alls.

61. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att ingjutningen sker på anläggningsplatsen.

62. Förfarande vid tillverkning av en transformator/reaktor enligt något av kraven 55-60, kännetecknat av att transforma- 510 946 31 torn/reaktorn byggs av förtillverkade moduler innefattande ingjuten lindning.

63. Förtillverkad lindningsmodul innefattande lindning och avsedd för en transformator/reaktor for hög spänning, i vilken lindningsmodul åtminstone en del av lindningen är ingjuten i ett oorganiskt ingjutningsmaterial, i enlighet med något av kraven 1-54.