SE510950C2 - Högspänningsledning, metod att skarva en ledare ingående i sådan högspänningslindning och elektrisk maskin innefattande sådan högspänningsledning med skarvad ledare - Google Patents

Description

20 25 35 510 950 innefattande sådana högspänningslindningar används för utbyte av elektrisk energi mellan två eller fler system för överföring eller distribution av elektrisk krafi och högspänningslindning- arna används därvid för elektromagnetisk induktion på känt sätt. Transformatorer och reakto- rer med högspänningslindningar enligt föreliggande uppfinning är primärt avsedda att använ- das för märketïekter från några hundra kVA upp till mer än IOOOMVA och märkspänningar från några kV upp till de högsta transmissions spänningama av 400 till 800 kV eller högre.

En högspänningslindning för aktuell spänningsnivå och anordnad enligt känd teknik i en roterande maskin såsom en generator består av ett antal isolerade rektangulära koppartrådar. I en statorlindning är dessa trådparter transponerade, dvs de byter plats med varandra, och omsluts av en gemensam isolering varigenom trådar och isolering är anordnade så att ledarknippet får ett rektangulärt tvärsnitt. Rektangulära kopparledare används då detta medför lägre virvelströmsförluster. Sådana generatorer har vanligen utformats för spänningar av från 15 kV upp till 30 kV, vilket normalt ansetts utgöra en övre gräns. Detta har inneburit att generatorn har anslutits till transmissionsnätet över en transformator som transformerat upp spänningen till den i transmissions nätet använda, vanligen 130-400 kV. Genom att som beskrivits i den tidigare, ännu icke-publicerade, internationella patentansökan PCT/SE97/0O874 anordna högspänningslindningen att innefatta en isolerad ledare, fortsätt- ningsvis i denna ansökan benämnd högspänningskabel, med en elektrisk isolering av samma art som i de kablar vilka används för överföring av elkrañ har maskinens spänning kunnat höjas till sådana nivåer att de har kunnat direktanslutas till de för transmissionen använda kraftnätet utan mellanliggande transformator. En sådan kabel och dess inre uppbyggnad samt framställning och installation har beskrivits i de tidigare ännu icke publicerade internationella ansökningarna PCT/SE97/00874, PCT/SE97/00877, PCT/SE97/OO90l, PCT/SE97/00902, PCT/SE97/00903. Kabeln innefattar ett antal kardeler, oña med ett cirkulärt tvärsnitt och av koppar, aluminium eller annan lämplig metall eller legering såsom en legering baserad på aluminium eller koppar. Företrädesvis har trådar med en diameter understigande 4 mm an- vänts. Dessa tunna kardeler har anordnats till en ledare omgiven av ett första inre halvledande skikt, ett elektriskt isolerande skikt, företrädesvis ett skikt innefattande en tvärbunden polye- ten komposition och ett andra, yttre halvledande skikt. Således innefattar en högspänningska- bel enligt föreliggande uppfinning inte det yttre skyddshölje som omger och mekaniskt skyd- dar en högspänningskabel för användning vid kraftdistribution mot exempelvis nötning och annan åverkan. En högspänningskabel enligt föreliggande uppfinningen uppvisar ej heller något yttre isoleringsskikt utanpå det yttre halvledande skiktet. En roterande elektrisk maskin med en högspänningslindning innefattande en sådan högspänningskabel har beskrivits detal- jerat i den tidigare ännu icke-publicerade internationella patent ansökan. Användningen av sådana högspärmingskablar förutsätter att maskinen har anpassats till dessa högspännings- 10 15 20 25 35 510 950 lindningar, bland annat har det yttre halvledande skiktet jordats i maskinen samtidigt som åtgärder vidtagits, såsom att resistiviteten i detta skikt höjts väsentligt under beaktande av risken för glimning och det yttre halvledande skiktets fimktion som jordförbindning, för att minska värmeförlustema som annars uppkommer till följd av i skiktet inducerade virvel- strömmar. Även lindningsspåren i vilka högspänningskabeln är anordnad har modifierats, företrädesvis har de gjorts djupare för att bereda plats för en tjockare isolering vilket har in- neburit andra konstruktiva förändringar för att motverka uppkomst av egensvängningar och tillgodose kylningen. Införandet och fixeringen av högspänningskabeln i spåren liksom all mekanisk nötning i samband med hantering av denna speciella högspänningskabel som sak- nar yttre skyddshölje och yttre isolering har också krävt åtgärder. Ledaren måste föras in i spåret utan att det yttre halvledande skiktet skadas dock måste jordanslutningen vara säker. Även kardelema och deras förbindning till det inre halvledande skiktet skiljer sig från vanliga for transmission av elkraft använda isolerade högspänningskablar. Till skill- nad från dessa transmissionskablar utsätts en i en högspänningslindning ingående kabel för magnetiska fält vilka inducerar strömmar med åtföljande förluster. Därför är åtminstone någ- ra av kardelema i sådan kablar anordnade med ett elektriskt isolerande ytskikt eller med en elektriskt isolerande beläggning så att samtliga kardeler är elektriskt isolerade från varandra, men samtidigt har åtminstone en kardel i det lager som anligger mot det inre halvledande skiktet anordnats i elektrisk kontakt med det inre halvledande skiktet. Härigenom har säker- ställts att det inre halvledande skiktet vid driñ har väsentligen samma potential som kardeler- na, samtidigt har en jämn strömfördelning i ledaren säkerställts och virvelströmsförlusterna motverkats. Detta har företrädesvis uppnåtts genom att i högspänningskabeln använda både isolerade och oisolerade kardeler anordnade så att två oisolerade trådar ej befinner sig i elek- trisk kontakt. De använda isolerskikten ska vara stabila under framställning, och installation av högspänningskabeln, dvs företrädesvis vid temperaturer upp till 220 °C. Isolerskikten ska även vara stabila vid användning av den elektriska maskinen. Lämpliga isoleringar innefattar isolerlacker såsom lacker baserade på formaldehyder, polyestrar, polysterimider. polyureta- ner, polyamider, polyimider, polyamidimider, härdplaster, extruderade termoplaster, oxider, nitrider vilka kan vara genererade eller pålagda, silikater eller andra keramiska föreningar företrädesvis pålagda genom för deponering av tunna ytskikt kända ytbeläggnings- eller de- poneringstekniker vilka genererar tunna skikt vilka uppvisar tillräcklig vidhäftning i kombi- nation med hållfasthet och täthet.

Då, som ovan angivits, högspänningskablarna, vilka ingår i en högspännings- lindning enligt föreliggande uppfinning saknar yttre isolering och/eller ett yttre skyddande hölje måste de mekaniska påfrestningarna och då företrädesvis nötningen på det yttre halvle- 10 15 20 25 30 35 510 950 dande skiktet minimeras under tillverkning, lagring och installation. Därmed är det uppenbart att en lång högspänningskabel vid installation i en lindning såsom en statorlindning inte i hela sin längd kan dras genom spåren. En högspänningslindning kan innefatta upp tilllO km hög- spänningskabel. Därför delas högspänningskabeln i lämpliga bitar vilka däreñer skarvas. Oña blir härvid antalet skarvar stort. Samtidigt kräver påfrestningarna att dessa skarvar ger en mi- nimal påverkan på kabelns elektriska egenskaper varvid det måste säkerställas att alla i hög- spänningskabeln ingående kardelema kontakteras. Skalning eller liknande mekaniska meto- der för att avlägsna isoleringen fi'ån isolerade kardeler blir därvid för tidskrävande för att vara ekonomiskt intressanta. Avlägsnade av isoleringen medelst högtemperatur processer såsom pyrolys eller bränning kvarlämnar rester som riskerar att påverka både den mekaniska för- bindningen och den elektriska kontakteringen. Med kemiska metoder såsom doppning i ett etsande eller upplösande medel riskeras också att rester av isoleringen och eller det använda medlet blir kvar på kardelemas ytor.

UPPFINNWGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa en högspänningslindning in- nefattande en lätt applicerbar och funktionssäker skarv. Skarven ska vara anpassad för att lätt och med reproducerbar säkerhet kunna appliceras i samband med framställning, montering eller reparation av en elektrisk maskin innefattande en sådan högspänningslindning. Detta åstadkoms med en högspänningslindning enligt ingressen till patentkrav 1 vilken känneteck- nas av de i den kännetecknande delen av patentkrav 1 angivna särdragen. Föreliggande upp- ñnning syftar även till att anvisa ett förfarande för att vid framställning, montage, service eller annat underhålls eller reparationsarbete skarva en isolerad ledare vilken ingår i en sådan högspänningslindning och vilken innefattar ett flertal kardeler vilka är elektriskt isolerade från varandra. Detta åstadkoms med metoden enligt ingressen till patentkrav 14 vilken kän- netecknas av de i den kännetecknande delen av i patentkrav 14 angivna särdragen. Dessutom syftar föreliggande uppfinning till att tillhandahålla en elektrisk maskin innefattande en sådan högspänningslindning. En sådan maskin anvisas i patentkrav 26. En högspärrningslindníng för en elektrisk maskin innefattar enligt föreliggande uppfinningen minst en skarvad flertrå- dig elektriskt isolerad ledare och kännetecknas av att den flertrådiga isolerade ledaren inne- fattar en käma med ett flertal fi-ån varandra elektriskt isolerade ledartrådar, kardeler och en kring den sammansatta flertrådiga ledarkärnan anordnad flerskiktad ledarisolering, för elek- trisk isolering av ledaren, varvid ledarisoleringen innefattar ett inre halvledande skikt vilket omsluter ledarkärnan, ett kring det inre halvledande skiktet anordnat skikt av en fast isolering och ett utanpå den fasta isoleringen anordnat andra yttre halvledande skikt, varvid samtliga kardeler i anslutning till skarven är anordnade i elektrisk kontakt med varandra. Vidareut- l0 20 25 30 35 510 950 vecklingar av den aspekt av uppfinningen som avser en högspänningslindning kännetecknas av särdragen enligt kraven 2 till 13. Vidareutvecklingar avseende den uppfimna metoden kännetecknas av de i kraven 15 till 25 angivna särdragen.

En elektrisk maskin med en högspänningslindning innefattande en skarvad flertrådig elektriskt isolerad kabel, där skarven uppvisar två med varandra förbundna och elektriskt kontakterade kabelparter är enligt föreliggande uppfinningen anordnad med en flertrådig isolerad kabel. Kabeln innefattar en käma med ett flertal från varandra elektriskt isolerade ledartrådar, kardeler och en kring den sammansatta flertrådiga kabelkärnan anord- nad flerskiktad kabelisolering. Kabelisoleringen innefattar ett första, inre, kabelkäman om- slutande, halvledande skikt, ett kring det inre halvledande skiktet anordnat skikt av en fast isolering och ett andra, yttre, den fasta isoleringen omslutande, halvledande skikt, och däri anslutning till skarven samtliga kardeler i vardera kabelparten är anordnade i elektrisk kon- takt med varandra. Detta åstadkoms företrädesvis genom att en eller båda kabelpartema an- ordnas med en stabil elektriskt ledande förbindning, vilken är anbringad mot kabelpartens ändyta så att förbindningen sammanbinder och elektriskt kontakterar samtliga i kabelparten ingående kardeler. Altemativt åstadkoms detta genom att stabila elektriska kontaktpurilcter etableras mellan kardelerna.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen åstadkoms en stabil elektriskt ledande förbindning genom att ett sammanhängande elektriskt ledande bindefasskjkt, såsom ett me- talliskt lod, påförs kabelpartens ändyta. Företrädesvis används ett mjuklod, exempelvis ett mjuklod på silverbas. Genom det på kabelpartens ändyta påförda sammanhängande elektriskt ledande bindefasskiktet säkerställs att de isolerade kardelema är elektriskt kontakterade och sarnrnanbundna. Enligt en föredragen utfóringsforrn sammanfogas det elektriskt ledande bin- defasskiktet med en mot ändytan och skiktet anbringad elektriskt ledande kropp, företrädesvis en del av en på kabelparten anbringad skarvhylsa.

Enligt en altemativ utförande form innefattar den fasta elektriskt ledande för- bindningen en medelst fi-iktionssvetsning vid kabelpartens ändyta anbringad och fastad elek- triskt ledande kropp vilken uppvisar en väsentligen metallisk bindning till samtliga kardelers ändytor. Företrädesvis utgör den elektriskt ledande kroppen del av en på kabelparten anbring- ad skarvhylsa.

Stabila elektriska kontaktpunkter mellan kardelerna i kabelparten har enligt en utforingsforrn av föreliggande uppfinning etablerats hos en kabelpart vilken är införd i en skarvhylsa, däri kabelparten ingående isolerade kardeler efter eller i samband med införandet 10 20 25 30 510 950 har deforrnerats så att genom deformationen stabila elektriska kontaktpunkter etablerats mel- lan kardelerna och mellan de yttre kardelerna och den påforda skarvhylsan. Företrädesvis har också den påforda skarvhylsan deformerats, exempelvis genom hopklämning runt den införda kabelparten. För att säkerställa att stabila elektriska kontaktpunkterna etablerats har enligt en alternativ utforingsforrn hårda och vassa elektriskt ledande partiklar påförts kardelerna i an- slutning till kabelpartens ände eller införts i isolerskiktet. Företrädesvis innefattar dessa hårda och vassa elektriskt ledande partiklarna en elektriskt ledande keram såsom en nitrid eller en karbid av titan vilka lämpligen har påforts kardelernas isolering dispergerade i ett elektriskt ledande kontaktfett. Enligt ytterligare en alternativ utforandeforrn är åtminstone en del av den i hylsan inforda kabelparten vriden så att genom vridningen kardelerna i den vridna delen har deforrnerats till den grad att kardelisoleringen genom deformationen helt eller delvis avlägs- nats och hylsan är sammanpressad kring den vridna ledarparten. Naturligtvis går det att kom- binera vriden kabelpart och hårda elektriskt ledande partiklar for att etablera stabila elektriska kontakt punkter mellan samtliga kardeler.

Enligt en utforingsform innefattar skarven en forsta kabelpart vilken anordnats med en skarvhylsa. Denna skan/hylsa är i sin och kabelpartens ändyta anordnad med en spets vilken när skarven har etablerats är instucken i en motstående andra kabelpart. Denna andra kabelpart är därvid sammanhållen av ett spärmorgan så att den instuckna skarvhylsans spets elektriskt kontakterar väsentligen samtliga denna andra kabelparts kardeler. Elektrisk kon- taktering av den forsta kabelpartens samtliga kardeler mot varandra och mot skarvhylsan har ' åstadkornrnits enligt någon av de i det tidigare beskrivna utforingsformerna. Efter att den med spets anordnade skarvhyl san är påford och kontakterad har den kontakterade skarvhylsans spets stuckits in i den andra kabelparten. Den andra kabelparten är sammanspänd med ett spännorgan så att den instuckna skarhylsans spets är elektriskt kontakterad med väsentligen samtliga den andra kabelpartens kardeler.

För att vid framställning eller reparation av en elektrisk maskin innefattande en högspänningslindning skarva en flertrådig elektriskt isolerad kabel genom forbinda och elek- triskt kontaktera två kabelparter av en isolerad flertrådig kabel ingående i en högspännings- lindning enligt föreliggande uppfinning anordnas samtliga ledartrådar, kardeler, vilka ingår i anslutning till skarven i stabil elektrisk kontakt med varandra varigenom det säkerställs att de två kabelparterna bringas i elektrisk kontakt med varandra. Den flertrådiga isolerade kabeln innefattar en kärna med ett flertal fiån varandra elektriskt isolerade ledartrådar, kardeler och en kring den sammansatta flertrådiga kabelkärnan anordnad flerskiktad kabelisolering. Kabe- lisoleringen innefattar ett forsta, inre, kabelkäman omslutande, halvledande skikt, ett kring UI 10 15 20 25 30 35 510 950 det inre halvledande skiktet anordnat skikt av en fast isolering och ett andra, yttre, den fasta isoleringen omslutande, halvledande skikt, Enligt en föredragen utföringsforrn av den uppfunna metoden anbringas en elektriskt ledande forbindning mot kabelpartens ändyta varvid samtliga i kabelparten ingåen- de kardeler binds samman och hålls i en stabil elektrisk kontakt med varandra. Företrädesvis åstadkoms detta genom att en elektriskt ledande bindefas, såsom ett elektriskt ledande metal- liskt lod, påförs den flertrådiga kabelpartens ändyta. För att ytterligare sänka resistansen över skarven binds i vissa fall en elektriskt ledande kropp samman med kabelpartens ändyta me- delst bindefasen. För att åstadkomma detta anbringas därvid kroppen mot kabelpartens ändyta och binds samman med och kontakteras mot kardelemas ändytor medelst det påförda binde- fasskiktet, vilket lämpligen utgörs av ett mjuklod, exempelvis på silverbas. Alternativt kan en elektriskt ledande kropp fiiktionssvetsas mot kabelpartens ändyta och bindas samman med och kontakteras mot kardelernas ändytor. Företrädesvis ingår den elektriskt ledande kroppen i en skarvhylsa av ett elektriskt ledande material vilken på detta sätts binds samman med och kontakteras mot kardelemas ändytor.

Alternativt införs en kabelpart i en skarvhylsa vareñer kardelema deformeras så att stabila elektriska kontaktpunkter etableras mellan kardelerna och mellan de yttre kardeler- na och hylsan. F öreträdesvis deforrneras också hylsan, lämpligen genom att den kläms åt kring kabelparten. För att säkerställa att stabila elektriska kontaktpunkter etableras även i de fall man endast önskar en begränsad deformation eller då av någon anledning, såsom god duktilitet och vidhäfining hos det på kardelerna pålagda isolerskiktet, siktet ej spricker eller avlägsnas och att således inga eller endast otillräckliga kontaktytor friläggs mellan kardelema påfors enligt en utföringsform av uppfinningen hårda elektrisk ledande partiklar de elektriskt isolerade kardelerna innan kabelparten införs i hylsan. Dessa partiklar kommer redan vid en begränsad deformation att penetrera kardelisoleringen varvid stabila elektriska kontaktpunk- ter etableras mellan kardelerna och mellan de yttre kardelerna och hylsan medelst de hårda partiklarna. Ett föredraget och mycket lämpligt sätt att påföra partiklarna är att de disperge- ras i ett elektriskt ledande kontaktfett varefter kontaktfettet innehållande de dispergerade par- tiklarna påförs kardelema. Naturligtvis kan partiklarna påföras på vilket annat lämpligt sätt, såsom torrsprutning av partiklarna eller genom sprayning, doppning etc. dispergerade i ett lösningsmedel. Partiklarna kan också redan vid isoleringen av kardelerna ha införts i karde- lisoleringen, under förutsättning att detta kunnat kombineras med föreliggande krav på elek- trisk isolering av kardelema relativt varandra. 10 15 20 25 30 35 510 950 Enligt en utföringsform deforrneras kardeler och kardelisolering så att åtmins- tone delar av en på en kardel befintlig isolering avlägsnas varvid kontaktytor uppkommer mellan kardelema i en kabelpart, genom att kabelparten i en sektion i anslutning till kabel- partens ändyta, vrids, så att kardeler och kardelisolering vid vridningen deformeras, varvid kardelisoleringen helt eller delvis avlägsnas varefier kabelparten införs i en hylsa. Därefter pressas hylsan samman, och pressar åtminstone kring den vridna sektionen och stabila elek- triska kontaktpunkter etableras mellan kardelerna och mellan de yttre kardelerna och hylsan i denna vridna sektion. Naturligtvis kan kabelparten vridas i närvaro av hårda partiklar så att det, som beskrivits i det föregående, säkerställs att tillräckliga och tillräckligt stabila elektris- ka kontaktpunkter etableras. Även metoder vilka erbjuder ett snabbt avlägsnande av åtminstone delar av en på en kardel befintlig isolering avlägsnas varvid kontaktytor uppkommer på kardelen i vilka den anligger mot andra kardeler och vilka är väsentligen fiia från rester av isolering och eventuellt behandlingsmedium är lämpliga att använda. Exempelvis kan en kabelpart snabb- kylas så att isoleringen görs spröd och helt eller delvis krackelerar, vilket resulterar i att åt- minstone delar av kardelens ytor fiiläggs genom avspaltning. Denna avspaltning kan upp- komma antingen i anslutning till kryobehandlingen eller vid en påföljande deformation. Fö- reträdesvis utförs kryobehandlingen genom att kabelparten i sin ände utsätts för en kylande lufl- eller gasström, exempelvis en ström av en underkyld vätska såsom flytande kvävgas eller kolsyresnö, alternativt genom den kylande effekt som uppkommer vid expansion av en gas, Ranks princip.

Enligt en utföringsform införs en första kabelpart i och kontakteras mot en med spets försedd skarvhylsa. Med spets avses att skarvhylsan innefattar ett utskjutande organ av lämplig förrn för att när den sticks in i en andra kabelpart åstadkomma elektrisk kontakt med samtliga i den andra kabelparten befintliga kardeler antingen direkt eller efter att denna andra kabelpart spänts åt kring den instuckna spetsen. Elektrisk kontaktering av den första kabel- partens samtliga kardeler mot varandra och mot skarvhylsan åstadkoms på något av de i det tidigare beskrivna sätten. Efter att den med spets anordnade skarvhylsan påforts och kontak- terats sticks den kontakterade skarvhylsans spets sticks in i en andra kabelpart, varvid den andra kabelparten vid instickandet eller därefier spärms samman med ett spännorgan så att den instuckna skarhylsans spets bringas i kontakt med väsentligen samtliga den andra kabel- partens kardeler.

Uppfrnningen avser även en elektrisk maskin innefattande en högspännings- lindning. Företrädesvis en elektrisk maskin innefattande en högspänd lindning och vilken är 10 15 20 25 30 35 510 950 anordnad för genereiing, transmission eller distribution av elektrisk kraft såsom en generator, en transformator, en reaktor eller annan maskin anordnad i en anläggning för produktion av elektrisk krafi, en anläggning för överföring av elkrafi eller i ett nätverk för distribution av elkraft från producent till konsument. Uppfinningen avser även en elektrisk maskin såsom en motor, en transformator, en reaktor eller annan maskin hos en större konsument av ellcraft såsom en större industrianläggriing.

FIGURER Uppfinningen ska i det följande förklaras mer ingående och exemplifieras med en foredragen utföringsforrn under hänvisning till bifogade figurer.

Figur 1 visar ett tvärsnitt av en högspänningskabel av den typ som ingår i en högspänriingslindning enligt uppfinningen.

Figur 2a visar en i detalj en kabelpart ingående i utföringsforrn av uppfinningen anordnad med ett på kardelemas ändytor påfört skikt av ett elektriskt ledande material enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, figur 2b visar en altemativ utföringsform med en elektriskt ledande kropp fastad vid och kontakterad mot kardelernas ändytor medelst en elektriskt ledande bindefas.

Figur 3 visar en kabelpart ingående i utföringsforrn av uppfinningen där en elektriskt ledande kropp fiiktionssvetsats mot kardelernas ändytor.

Figurerna 4a och 4b visar i detalj två kardeler med mellanliggande isolering in- gående i uttöringsforrn av uppfinningen. En massa innefattande hårda elektriskt ledande par- tiklar har påförts isolerskiktet i figur 4a och såsom visas i figur 4b etter deformation penetre- rat isolerskikten så att stabila elektriska kontaktpunkter etablerats mellan kardelerna.

Figurerna Sa, 5b, Sc och 5d illustrerar en utföiingsform av föreliggande uppfin- ning innefattande en kabelpart med genom vridning deforrnerade kardeler. Där genom vrid- ningen stabila elektriska kontaktpunlcter etablerats mellan kardelerna.

Figur 6 visar i ett längdsnitt genom en skarvad högspänningskabel enligt en ut- föringsforrn av uppfinningen, där en första kabel part innefattar en med spets försedd skarv- hylsa instucken i en andra kabelpart.

FIGURBESKRIVNING Den i figur 1 visade högspänningskabeln 10 innefattar en elektrisk ledare vilken uppvisar ett flertal ledartrådar, kardeler,l2. Kardelema 12 uppvisar företrädesvis ett cirkulärt tvärsnitt, en diameter understigande 4 mm och innefattar en elektriskt ledande metall såsom koppar eller aluminium eller-en legering baserad på en sådan elektriskt ledande metall. Dessa 10 15 20 25 30 35 510 950 lO kardeler 12 är anordnade i högspänriingskabelns 10 centrum omgivna av ett isolersystem vil- ket från centrum och utåt innefattar ett forsta inre halvledande skikt 14, en rörformad isoler- kropp 16 och ett andra, yttre halvledande skikt 18.

I den i figur 1 visade utföringsformen innefattar den rörformade isolerkroppen 16 en extruderad och tvärbunden polymerkomposition, såsom en tvärbunden polyeten kom- position. Även de två halvledande skikten utgörs av polymerskikt vilka samextruderats med isoleringen men vilka innefattar ett fyllmedel i form av elektriskt ledande partiklar eller en elektriskt ledande polymer, dvs en polymer med intrinsisk elektrisk ledningsförmåga. Före- trädesvis används ett partikulärt fyllmedel såsom partiklar av, sot, grafit eller andra elektriskt ledande modifikationer av kol, metaller såsom silver, koppar, aluminium nickel eller en lege- ring innefattande någon av dessa eller kombinationer av dem en elektriskt ledande keram såsom en karbid eller nitrid. Vidare är åtminstone en del av kardelema 12 anordnade med ett tunt isolerskikt ll varigenom samtliga kardeler kommer att vara elektriskt isolerade från var- andra av en elektrisk isolering medan åtminstone en kardel lla är i elektrisk kontakt det inre halvledande skiktet 14. Detta med en högspänningskabeln 10 enligt figur 1 vilken innefattar både isolerade och oisolerade kardeler anordnade så att två oisolerade trådar ej befinner sig i elektrisk kontakt. De använda isolerskikten ll är stabila under framställning, och installation av högspänningskabeln 10, dvs företrädesvis vid temperaturer upp till 220 °C. Lämpliga iso- leringar innefattar isolerlacker såsom lacker baserade på formaldehyder, polyestrar, polyste- rirnider. polyuretaner, polyamider, polyimider, polyamidimider, härdplaster, extruderade ter- ' moplaster, oxider, nitrider vilka kan vara genererade eller pålagda, silikater eller andra kera- miska föreningar företrädesvis pålagda genom for deponering av tunna ytskikt kända ytbe- läggnings- eller deponeringstekniker vilka genererar tunna skikt vilka uppvisar tillräcklig vidhäftning i kombination med hållfasthet och täthet.

I figur 2a visas en kabelpart avsedd att ingå i en skarv hos en skarvad högspän- ningslindning enligt en utförandeform av föreliggande uppfinning. Kabelpaiten 20 utgörs av en högspänningskabel av den typ som visas i figur 1. Kabelpartens 20 ändyta 21 har påföits ett sammanhängande elektriskt ledande bindefasskíkt 25, såsom ett metalliskt lod. Företrä- desvis har ett mjuklod, exempelvis ett mjuklod på silverbas, använts. Genom det på kabel- partens ändyta 21 påförda sammanhängande elektriskt ledande bindefasskiktet 25 samman- binds och kontakteras elektriskt samtliga de i kabelparten ingående kardelema 23. Enligt den i figur 2b visade utföringsforrnenhar det elektriskt ledande bindefasskiktet 25 sammanfogats med en mot ändytan 21 och skiktet25 anbringad elektriskt ledande kropp 26, företrädesvis en del av en på kabelpartpn 20 anbringad skarvhylsa. Enligt den i figur 3 visade alternativa utfö- randeformen av en kabelpart 30 enligt uppfinningen har en elektriskt ledande kropp 35 me- 10 15 20 25 30 51Û 950 ll delst fiiktionssvetsning sammanfogats och elektriskt kontakterats mot kabelpartens ândyta 31. Den erhållna förbindningen uppvisar en väsentligen metallisk bindning till samtliga kardelers 33 ändytor och utgör en stabil elektrisk kontaktering av alla kardeler. Den i figur 3 visade utforingsforrnen innefattar även en cylindrisk hållare 38 för att hålla samman karde- lerna 33. Företrädesvis utgör den elektriskt ledande kroppen 35 del av en på kabelparten 30 anbringad skarvhylsa.

Stabila elektriska kontaktpunkter mellan kardelerna i kabelparten har enligt vis- sa utföringsformer av föreliggande uppfinning etablerats hos en kabelpart vilken är införd i en skarvhylsa, genom att dei kabelparten ingående isolerade kardelerna efter eller i samband med införandet i skarvhylsan har deforrnerats så att genom deformationen stabila elektriska kontaktpunkter etablerats mellan kardelerna och mellan de yttre kardelerna och den påtörda skarvhylsan. Ofia har också den påförda skarvhylsan deformerats, exempelvis genom hop- klärnning runt den införda kabelparten.

Figurerna 4a och 4b visar i detalj två kardeler 43a, 43b med mellanliggande isolering 44a, 44b ingående i en utföringsforin av uppfinningen. En massa 47 innefattande hårda elektriskt ledande partiklar 48 har påförts isolerskiktet i figur 4a och såsom visas i figur 4b efter deformation penetrerat isolerskikten 44a,44b så att stabila elektriska kontaktpunkter etablerats mellan kardelerna 43 a,43b. Företrädesvis innefattar dessa hårda och vassa elek- triskt ledande partiklarna 48 en elektriskt ledande keram såsom en nitrid eller en karbid av titan vilka lämpligen har påförts kardelernas isolering dispergerade i ett elektriskt ledande koniaktfeit 47.

Enligt ytterligare den alternativa utförandeform som illustreras med figurerna 5a,5b,5c och Sd är åtminstone en sektion 59 av den i en hylsa 55 införda kabelparten 50 vn'- den så att genom vridningen kardelema 53, 53a,53b,53c i den vridna delen 59 har deforrne- rats till den grad att kardelisoleringen 54, 54a,54b,54c genom deformationen helt eller delvis avlägsnats och hylsan är sammanpressad kring den vridna ledarparten, se den i figur Sd visa- de detalj en.

Enligt den utforingsform av föreliggande uppfinning som visas i figur 6 inne- fattar den i högspänningslindningen ingående skarven en första kabelpart 60 vilken anordnats med en skarvhylsa 65. Skarvhylsan 65 är i sin och kabelpartens ändyta 61 anordnad med en spets 650 vilken när skarven har etablerats är instucken i en motstående andra kabelpart 70.

Denna andra kabelpart 70 är sammanhållen av ett spännorgan 75 så att den instuckna skarv- hylsans spets 650 elektriskt kontakterar väsentligen samtliga denna andra kabelparts kardeler 510 950 12 73. Elektrisk kontaktering av den första kabelpartens 60 samtliga kardeler 63 mot varandra och mot skarvhylsan har åstadkommits enligt någon av de i det tidigare beskrivna utforings- formerna. Efter att den med spets anordnade skarvhylsan 65 är påford den Forsta kabelparten 60 och kontakterad mot de i denna kabelpart 60 ingående kardelerna 63 har den kontakterade skarvhylsans spets 650 stuckits in i den andra kabelparten 70. Den andra kabelparten 70 är sammanspänd med ett spärmorgan 75 så att den instuckna skarhylsans spets 650 är elektriskt kontakterad med väsentligen samtliga den andra kabelpartens kardeler 73,

Claims (26)

10 15 20 25 30 35 510 950 13 PATENTKRAV

1. En högspänningslindning for en elektrisk maskin innefattande en skarvad fler- trådig elektriskt isolerad kabel (10), innefattande en skarv vilken uppvisar två med varandra förbundna och elektriskt kontakterade kabelparter (20,30,50,60,70) kännetecknad av att den flertrådiga isolerade kabeln innefattar en kärna med ett flertal från varandra elektriskt isolera- de ledartrådar(l2, 23,33,43a,43b,53,53a,53b,53c,63,73), kardeler och en kring den samman- satta flextrådiga kabelkärnan anordnad flerskiktad kabelisolering, varvid kabelisoleringen innefattar ett forsta, inre, kabelkäman omslutande, halvledande skikt (14), ett kring det inre halvledande skiktet anordnat skikt av en fast isolering (16) och ett andra, yttre, den fasta iso- leringen omslutande, halvledande skikt (18), varvid samtliga kardeler i båda kabelparterna i anslutning till skarven är anordnade i elektrisk kontakt med varandra.

2. En högspänningslindning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att åtminstone en kabelpart (20,30,40,60) innefattar en elektriskt ledande forbindning (25,26,3 5,65) anbring- ad mot kabelpartens ändyta (2 1,3 l) varvid törbindningen sammanbinder och elektriskt kon- takterar samtliga i kabelparten ingående kardeler (23,33,65).

3. En högspänningslindning enligt patentkrav 2, kännetecknad av att de isolerade kardelerna (23) är elektriskt kontakterade och sammanbundna medelst ett kabelpartens ändyta (21) påfort sammanhängande elektriskt ledande bindefasskikt (25).

4. En högspänningslindning enligt patentkrav 3, kännetecknad av att det påförda elektriskt ledande bindefasskiktet (25) innefattar ett metallisk lod.

5. En högspänningslindning enligt patentkrav 2, 3, kännetecknad av att det elek- tiiskt ledande bindefasskiktet (25) är anbringat mot och sammanfogat med en elektriskt le- dande kropp (26).

6. En högspänningslindning enligt patentkrav 2, kännetecknad av att den fasta elektriskt ledande forbindningen innefattar en medelst friktionssvetsning vid kabelpartens ändyta (31) anbringad elektriskt ledande kropp (3 5,) vilken uppvisar en väsentligen metallisk bindning till samtliga kardelers (33) ändytor.

7. En högspänningslindning enligt patentkrav 5 eller 6, kännetecknad av att den elektriskt ledande kroppen (26,35) utgör en del av en skarvhylsa (55,65). 10 15 20 25 30 510 950 14

8. En högspänningslindning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att en kabelpart är inford i en skarvhylsa (59,60) att i kabelparten ingående isolerade kardeler (53,53a,53b,53c,63) är deforrnerade och att genom deforrnationen stabila elektriska kontakt- punkter etablerats mellan kardelema och mellan de yttre kardelerna och den påforda skarv- hylsan (55,65).

9. En högspänriingslindning enligt patentkrav 8, kännetecknad av att de stabila elektriska kontaktpurilnerna innefattar hårda och vassa elektriskt ledande partiklar (48).

10. En högspänningslindning enligt patentkrav 9, kännetecknad av att de hårda och vassa elektriskt ledande partiklarna (48) innefattar en elektriskt ledande keram såsom en nitrid eller en karbid av titan.

11. ll. En högspänningslindning enligt patentkrav 9 eller 10, kännetecknad av att de hårda och vassa elektriskt ledande partiklarna (48) är påforda kardelisoleringen dispergerade i ett elektriskt ledande kontaktfett (47).

12. En högspänningslindriing enligt patentkrav 8, kännetecknad av att den i hylsan införda kabelparten (50) åtminstone till en del (59) är vriden och att kardelerna (53,53a,53b, 53c) i den vridna delen är deformerade och att kardelisoleringen (54a,54b,54c) genom defor- mationen helt eller delvis avlägsnats och hylsan är sammanpressad kring den vridna ledar- ' parten.

13. En högspänningslindning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att en första kabelpart (60) innefattar en skarvhylsa (65) , vilken i sin och kabelpartens ändyta är anordnad med en spets (650) vilken är instucken i en motstående andra kabelpart (70) och att den andra kabelparten är sammanhållen av ett spännorgan (75) så att den in- stuckna skarvhylsans spets är bringad i kontakt med väsentligen samtliga av den andra kabel- partens kardeler (73). 10 15 20 25 30 35 510 950 15

14. Sätt att vid framställning, montage eller reparation av en elektrisk maskin inne- fattande en högspänningslindning skawa en flertrådig elektriskt isolerad kabel (10), van/id vid skarvningen två kabelparter (20,30,50,60,70) forbinds och elektriskt kontakteras, känne- tecknat av att den flertrådiga isolerade kabeln innefattande en kärna med ett flertal fiån var- andra elektriskt isolerade ledartrådar (12, 23,33,43a,43b,53,53a,53b,53c,63,73), kardeler och en kring den sammansatta flertrådiga kabelkärrtari anordnad flerskiktad kabelisolering, och kabelisoleringen innefattar ett första, inre, kabelkärnan omslutande, halvledande skikt (14), ett kring det inre halvledande skiktet anordnat skikt av en fast isolering (16) och ett andra, yttre, den fasta isoleringen omslutande, halvledande skikt (18), varvid samtliga kardeler i båda kabelparterna i anslutning till skarven bringas i elektrisk kontakt med varandra.

15. Sätt enligt patentkrav 14, kännetecknat av att en elektriskt ledande forbindning (25,26,3 5,65) anbringas mot kabelpartens ändyta (21,31) varvid samtliga i kabelparten ingå- ende kardeler (23,3 3,63) binds samman och kontakteras elektriskt.

16. Sätt enligt patentkrav 15 , kännetecknat av att en elektriskt ledande bindefas (25) påfors den flertrådiga kabelpartens ändyta (21).

17. Sätt enligt patentkrav 16, kännetecknat av att ett elektriskt ledande metalliskt lod (25) påtörs den flertrådiga kabelpartens ändyta (21).

18. Sätt enligt patentkrav 14,15, 16 eller 17 , kännetecknat av att en elektriskt le- dande kropp binds (26) samman med kabelparteris ändyta medelst bindefasen (25), varvid kroppen anbringas mot kabelpartens ändyta (21) och binds samman med och kontakteras mot kardelemas (23) ändytor.

19. Sätt enligt patentkrav 14, kännetecknat av att en elektriskt ledande kropp (3 5) friktionssvetsas mot kabelpartens ändyta (31) varvid kroppen anbringas mot kabelpartens ändyta och binds samman med och kontakteras mot kardelemas (33) ändytor.

20. Sätt enligt patentkrav 18 eller 19, kännetecknat av att en skarvhylsa i ett elek- triskt ledande material (55,65) binds samman med kabelpartens ändyta, varvid hylsan an- bringas mot kabelpartens ändyta och binds samman med och kontakteras mot kardelemas (53,63) ändytor.

21. Sätt enligt patentkrav 14, kännetecknat av att kardelema (53,53a,53b,53c,63) defonneras så att stabila elektriska kontaktpunkter etableras mellan kardelema. 10 15 20 25 510 950 16

22. Sätt enligt patentkrav 21, kännetecknat av att hårda elektrisk ledande partiklar (48) påförs de elektriskt isolerade kardelema (43 a,43b), att kabelparten införs i en hylsa och att kardelisoleringen (44a,44b) penetreras av de hårda partiklarna när hylsa och kardeler de- formeras varvid stabila elektriska kontaktpunkter etableras mellan kardelema och mellan de yttre kardelema och hylsan medelst de hårda partiklama.

23. Sätt enligt patentkrav 22, kännetecknat av att de hårda elektriskt ledande parti- klarna (48) dispergeras i ett elektriskt ledande kontakt fett (47) och kontaktfettet innehållande de dispergerade partiklarna påförs kardelerna.

24. Sätt enligt patentkrav 21, kännetecknat av att en kabelpart (50), i en sektion (59) i anslutning till kabelpartens ändyta, vrids, att kardeler (53a,53b,53c) och kardelisolering (54a,54b,54c) vid viidningen deformeras, varvid kardelisoleringen helt eller delvis avlägsnas varefier kabelparten införs i en hylsa (55), och att hylsan pressas samman kring den vridna sektionen varvid stabila elektriska kontaktpunkter etableras mellan kardelema och mellan de yttre kardelema och hylsan.

25. Sätt enligt patentkrav 21, kännetecknat av att en första kabelpart (60) införs i och kontakteras mot en med spets (650) försedd skarvhylsa (65), att skarvhylsans spets sticks in i en andra kabelpart (70), varvid den andra kabelparten hålls samman med ett spännorgan (75) så att den instuckna skarvhylsans spets bringas i kontakt med väsentligen samtliga den andra kabelpartens kardeler (73).

26. Elektrisk maskin innefattande en högspänningslindning enligt något av patent- krav l till 13.