SE512060C2 - Lindning, förfarande för framställning av en sådan samt krafttransformator eller reaktor - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 51.' k 060 fektivt till det kylande mediet. Det gör det viktigt att alla lindningar står i direkt kon- takt med tillräcklig mängd kylande medium.

Konventionella krafttransformatorer är vidare försedda med speciella ring- ar för att säkra lindningarnas stabilitet mot kortslutningskrafter. Lindningarna mon- teras vidare som en enhet på kärnan. Därefter monteras en serie av tryckskivor som spännes upp mot en barriärcylinder. Hela montaget är monterat i linje på en nedre distansring. Mellan kärnans ok och lindningarna sitter en kompressionsring vilken förspänner lindningarna. Således måste kortslutningskrafterna tas upp av själva järnkärnans ok med dess klamrar vilka håller ihop lamineringen. l det fall lindningen används till en reaktor för att kompensera reaktiv ef- fekt kan lindningsspolen vara utformad utan järnkäma. Lindningen i detta fall ut- görs enbart av en spole.

Uppfinningens syfte Syftet med uppfinningen är att åstadkomma en ny typ av lindning för en krafttransformator eller för en reaktor innefattande en högspänningskabel.

Till skillnad mot konventionella krafttransformatorer med isoleringsförsedd lindning är föreliggande krafttransformator försedd med lindningar i forrn av hög- spänningskabel med ett yttre halvledande skikt vilket ärjordat för att i stort sett eliminera elektrisk potential utanför kabeln samt för att reducera kapacitiva ström- mar.

I det fall högspänningskabeln är försedd med ett yttre halvledande skikt löser föreliggande uppfinningen jordningen av detta skikt. Lindningen är försedd med distansorgan vilka är anordnade att åstadkomma en axiell förspänning i lind- ningen och härvid ämnade att lösa problem med kortslutningskrafter i lindningen så att tidigare kraftupptagande klamrar i exv. transformatorer kan elimineras.

Distansorganen enligt föreliggande utförande syftar vidare till att vid ett stort antal jordningspunkter åstadkomma en effektiv jordning av lindningens yttre halvledare vid samtliga lindningsvarv. Som i varje kabel flnns det även i en trans- formators lindning kapacitiva strömmar. Dessa kapacitiva strömmar flyter genom det yttre halvledarskiktet och orsakar spänningsfördelning längs halvledaren. För att reducera spänningen till en säker nivå vid den yttre halvledaren måste avstån- 10 15 20 25 30 Elf? C60 3 det mellan två jordningspunkter vara relativt kort. För frekvenser i kraftdistribution (50/60 Hz) kan jordningsavståndet (avståndet mellan två jordningspunkter) vara upp till flera meter. Således är en uppgift för distansorganen att åstadkomma elek- trisk kontakt mellan den yttre halvledaren och det jordade distansorganet.

För impulsspänningar, transienter, krävs ett kortare jordningsavstånd på grund av det högre frekvensinnehållet i spänningspulsen. Distansorganen som krävs för impulsjordningen behöver inte ha särdeles god kontakt. Även ett litet luftgap mellan den yttre halvledaren och metalldelen av distansorganet kan ac- cepteras. l det fall en impulsspänning uppträder kommer spänningen vid den yttre halvledaren (orsakad genom kapacitiva strömmar) att bli tillräckligt hög för att bilda en gnista i luftgapet mellan den yttre halvledaren och metalldelen av distansorga- net. Gnistan kommer härvid att åstadkomma jordkontakt mellan den yttre halvle- daren och metalldelen av distansorganet.

Uppgiften för distansorganets metalldel (av exempelvis rostfritt stål) är att samla alla jordningsströmmar från den yttre halvledaren. Härigenom erhålls en bra jordning av lindningen genom att jorda distansorganen.

Lindningarna är härvid utförda som ett mekaniskt kompakt och enhetligt jordat lindningspaket vilket kan ta upp belastningar, såsom kortslutningskrafter, utan att överföra kraftema till jämkärnan i en transformatorlösning.

Uppfinningen syftar vidare till att åstadkomma axiella cylinderformade kanaler mellan varje lindningsvarv i lindningama där det kylande mediet är rätt fördelat för att klara lindningamas olika kylbehov. De cylindriska kanalema skapas med distanser som läggs in vid lindningen av spolen. Kylflödet åstadkoms med fläktar och distanserna är dimensionerade för att ge flöden i kanalerna som klarar de enskilda lindningamas kylbehov.

En ytterligare fördel med föreliggande transforrnatorkonstruktion är att lindningarna kan förmonteras på kabeltrummor i kabelfabriken för att på plats monteras in kring järnkäman vilket medför en stor förbättring i produktionsteknik för dessa typer av transformatorer. 10 15 20 25 30 Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning avser en lindning till en krafttransformator eller till en reaktor. Lindningen innefattar en högspänningskabel vilken kan vara lindad runt en kärna av magnetiskt material. Lindning är försedd med ett antal axiellt löpande distansorgan som separerar varje kabelvarv i radiell led i lindningen för att bland annat skapa axiella cylindriska kylkanaler.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är lindningen således anordnad med axiella cylindriska kylkanaler mellan varje utanpå liggande lindningsvarv, vil- ka kanaler är skapade med distanserna vid lindning av spolen. Utföringsformen innefattar också fläktar för transport av luft genom de axiella cylindriska kanalerna.

Distanserna är dimensionerade för att vid lika tryckfall fördela kylflödet så att det täcker kylbehovet i de enskilda axiella kanalerna eftersom kylbehovet är olika för lindningarna.

Vidare är distansorganet enligt utföringsformen anordnat att axiellt spänna samman lindningen till ett enhetligt lindningspaket vilket kan uppta mekaniska kortslutningskrafter samt även utgöra en jordningsförbindelse till kablarnas yttersta skikt. Kablarna enligt föreliggande uppfinning är försedda med ett halvledarskikt på dess yta vilket måste jordas för att erhålla en nollpotential på lindningens ytor.

Dessutom är distansorganet anordnat med ett elastiskt skikt för att uppta vibra- tioner som kan uppstå i lindningen.

Fördelaktiga utföringsforrner enligt föreliggande uppfinning är utformade med dels permanenta distansorgan som är anordnade i lindningen även efter att denna lindats, dels med temporära distansorgan som används vid lindningsförfa- randet och som avlägsnas efter det att lindningen har lindats.

De i lindningsvarven i radiell riktning separerande temporära distansorga- nen fyller bl.a. följande uppgifter: 1) Under pålindningen av kabeln som då blir en del av lindningen skall distans- organen, både temporära och permanenta, se till att lindningsvarven får rätt avstånd från varandra i radiell riktning längs hela omkretsen, även om relativt stora krafter/moment utövas i pålindningsskedet p.g.a. kabelns styvhet. Vid för stort avstånd mellan distansorganen skulle lindningsvarven mera likna polygoner än cirklar. Detta kräver vid enskilda distansorgan med små stöd- 10 15 20 25 30 (fl . _\ IQ (D (D (I) 5 jande ytor så många distansorgan som möjligt eller alternativt distansorgan med stora stödjande ytor. 2) Under drift är det de permanenta distansorganens uppgift att upprätthålla utrymmet mellan lindningsvarven för att ett kylmedium skall kunna passera och kyla så bra som möjligt.

För denna uppgift bör de permanenta distansorganen stå relativt glest för att ej själva ta upp för mycket tvärsnittsyta som då försämrar flödet av kylmediet.

Endast ett mindre antal distansorgan behövs för lindningens mekaniska stabilitet, tex med hänsyn till kortslutningskrafter.

Enligt en fördelaktig utföringsforrn hos uppfinningen löses detta problem med att en del av distansorganen, tex vartannat, är av tillfällig natur och kan av- lägsnas efter tillverkningen av lindningen. Detta kan åstadkommas på ett flertal sätt: Genom att förse dessa distansorgan med en elliptisk tvärsnittsyta, som under tillverkningen har ellipsens stora axel orienterad i radiell riktning och sedan vrids 90° och kan dras ut eller genom att de är uppblåsbara med en fluid som luft eller vatten som sugs ut efter montering eller genom att förse dem med indragbara "hullingar" osv.

Vid de utföringsfonner med temporära distansorgan vilka uppvisar en liten mot kabeln stödjande yta, bör dessa i stället vara tillräckligt många placerade mel- lan de pennanenta distansorganen för att förhindra att lindningsvarven mera liknar polygoner än cirklar. Vid de utföringsforrner försedda med temporära distansorgan med stora stödjande ytor räcker det med färre ev. endast ett eller två.

Vid anordningen enligt uppfinningen är lindningarna företrädesvis av ett slag motsvarande kablar med fast extruderad isolation som idag används för kraftdistribution, t.ex. s.k. PEX-kablar eller kablar med EPR-isolation. En sådan innefattar en inre ledare sammansatt av en eller flera kardeler, ett ledaren omgi- vande inre halvledande skikt, ett detta omgivande fast isoleringsskikt och ett iso- leringsskiktet omgivande yttre halvledande skikt. Dylika kablar är böjliga vilket är en väsentlig egenskap i sammanhanget eftersom tekniken för anordningen enligt uppfinningen i första hand baserar sig på ett lindningssystem där Iindningen görs med ledningar som böjs vid montering. En PEX-kabel har normalt en böjlighet motsvarande en krökningsradie på ca 20 cm för en kabel med 30 mm diameter 10 15 20 25 30 (D (ß (D 6 och en krökningsradie på ca 65 cm för en kabel med 80 mm diameter. Med ut- trycket böjlig avses i denna ansökan således att Iindningen är böjlig ned till en krökningsradie i storleksordningen 4 gånger kabeldiametern och företrädesvis 8 - 12 gånger kabeldiametern.

Lindningen bör vara utförd så att den kan bibehålla sina egenskaper även när den böjs och när den under drift utsätts för termiska påkänningar. Att skikten bibehåller sin vidhäftning vid varandra är av stor betydelse i detta sammanhang.

Avgörande är här skiktens materialegenskaper, framför allt deras elasticitet och deras relativa värmeutvidgningskoefficienter. För exempelvis en PEX-kabel är det isolerande skiktet av tvärbunden lågdensitetspolyeten och de halvledande skikten av polyeten med inblandade sot- och metallpartiklarVolymförändringar till följd av temperaturförändringar upptas helt som radieförändringar i kabeln och tack vare den jämförelsevis ringa skillnaden hos skiktens värmeutvidgningskoefficienter i förhållande till den elasticitet som dessa material har, så kommer kabelns radiella expansion att kunna ske utan att skikten lossnar från varandra.

Ovan angivna materialkombinationer är endast att ses som exempel. lnom uppfinningens ram faller naturligtvis även andra kombinationer som uppfyller de nämnda villkoren och uppfyller villkoren att vara halvledande, dvs. med en resis- tivitet i området 10* - 106 ohm-cm, t. ex. 1 - 500 ohm-cm, eller 10 - 200 ohm-cm.

Det isolerande skiktet kan exempelvis utgöras av ett fast termoplastiskt material såsom lågdensitetspolyeten (LDPE), högdensitetspolyeten (HDPE), poly- propylen (PP), poly-butylen (PB), polymetylpenten (PMP), tvärbundna material så- som tvärbunden polyetylen (XLPE) eller gummi såsom etylen-propylengummi (EPR) eller silikongummi.

De inre och yttre halvledande skikten kan ha samma basmaterial men med inblandning av partiklar av ledande material såsom sot eller metallpulver.

De mekaniska egenskapema hos dessa material framför allt deras vänne- utvidgningskoefficienter påverkas ganska ringa av om det är inblandat med sot eller metallpulver eller ej, dvs i de proportioner som erfordras för att uppnå den enligt uppfinningen erforderliga ledningsförmågan. Det isolerande skiktet och de halvledande skikten får därmed i stort sett samma värrneutvidgningskoefficienter. 10 15 20 25 30 För de halvledande skikten kan även etylenvinyl-acetatsampolymerlnitril- gummi, butylymppolyeten, etylen-akrylat-sampolymer och etylenetylakrylat-sam- polymer utgöra lämpliga polymerer. Även då olika slag av material användes som bas i respektive skikt är det önskvärt att deras värrneutvidgningskoefficient är av samma storleksordning. För kombinationen av de ovan uppräknade materialen förhåller det sig på detta sätt.

De ovan uppräknade materialen har en ganska god elasticitet med en E- modul E < 500 MPa, företrädesvis < 200 MPa. Elasticiteten är tillräcklig för att eventuella smärre avvikelser hos vänneutvidgningskoefficienterna för materialen i skikten kommer att upptas i radialriktningen av elasticiteten så att ej sprickor eller andra skador uppstår och så att skikten ej släpper från varandra. Materialet i skik- ten är elastiska och vidhäftningen mellan skikten av åtminstone samma storleks- ordning som i det svagaste av materialen.

Ledningsförmågan hos de båda halvledande skikten är tillräckligt stor för att i huvudsak utjämna potentialen längs respektive skikt. Ledningsförrnågan hos det yttre halvledande skiktet är så pass stor att det yttre halvledande skiktet har tillräcklig ledningsförmåga för att innesluta det elektriska fältet i kabeln, men sam- tidigt liten nog att ej ge anledning till signifikanta förluster p g a i skiktets längsrikt- ning inducerade strömmar.

Vardera av de båda halvledande skikten utgör således väsentligen en ekvipotentialyta och lindningen med dessa skikt kommer att i huvudsak innesluta det elektriska fältet inom sig.

Det utesluts naturligtvis inte att ytterligare ett eller flera halvledande skikt kan vara anordnade i det isolerande skiktet.

Kort beskrivning av rítningama Uppfinningen kommer nu med hänvisningsbeteckningar i anslutning till bifogade ritningsfigurer att närmare beskrivas.

Figur 1 visar schematiskt ett axiellt snitt mitt i en transformatorspole visande axiellt sig sträckande distansorgan enligt föreliggande uppfinning.

Figur 2 visar ett snitt A-A enligt figur 1 av en lindningsspole försedd med distansorgan enligt uppfinningen. 10 1.5 20 25 30 (D ...x PO (D (ß (D e Figur 3 visar ett ytterligare detaljerat snitt motsvarande snittet i figur 1.

Figur 4 visar ett snitt genom ett distansorgan i dess anliggningspunkt mot kabeln enligt föreliggande uppfinning.

Figur 5 visar en övre ände av en utföringsform av distansorganet.

Figur 6 visar en nedre ände av en utföringsform av distansorganet.

Figur 7 visar en första utföringsform av ett temporärt distansorgan enligt uppfinningen.

Figur 8 visar distansorganet i figur 7 komprimerat.

Figur 9 visar distansorganet i figur 7 expanderat.

Figur 10 visar en andra utföringsform av ett temporärt distansorgan enligt uppfinningen.

Figur 11 visar distansorganet i figur 10 från änden.

Figur 12 visar en tredje utföringsforrn av temporära distansorgan enligt uppfinningen.

Beskrivning av uppfinningen Figur 1 visar ett tvärsnitt genóm en krafttransforrnator 1 försedd med en lindningsspole 2 med lindningar 3 arrangerade i spiralform startande vid en nedre bottenplatta 4 och lindade uppåt. Lindningarna kan men behöver inte vara anslut- na till varandra. Olika lindningar med olika kabeldiametrar ingår i den i figuren vi- sade utföringsforrnen. Som även framgår av figuren är, p.g.a. olika kabeldiameter i olika kabelvarv, varje lindning försedd med axialdistanser a,b,c för att inpassa var- je lindnings axiella läge i spolen. Mellan varje lindningsvarv 5,6,7 är ett antal di- stansorgan 8,9 införda. Härvid är ett första distansorgan 8 infört mellan ett första lindningsvarv 5 och ett andra lindningsvarv 6. Ett andra distansorgan 9 är infört mellan det andra lindningsvarvet 6 och ett tredje lindningsvarv 7, osv. Varje di- stansorgan 8,9 är i lindningsspolen 2 fastgjuten i den nedre bottenplattan 4 och anspänns med ett spänndon 10 mot en övre elektriskt ledande stödplatta 11. Som framgår av figur 1 är det första distansorganet 8 grövre än exempelvis det andra varvid en bredare kanal mellan lindningsvarven åstadkoms. Lindningsspolen utgör härvid en i transformatorn från dess järnkärna fristående del vilken inte behöver stödjas mot järnkärnan för att kompensera för alla uppträdande mekaniska kort- lO 15 20 25 30 (fl ._\ FO (D ()\ (D slutningskrafter. Lindningsstrukturen kan men behöver inte vara i kontakt med järnkärnan i det s.k. fönstret. Lindningsspolen 2 omsluter järnkärnans ben 12 vilket i dess nedre och övre ände är anslutet till ett ok 13 för kontakt med ytterligare ett ben (ej visat).

Distansorganen 8,9 är endera cylindriska eller rektangulära i tvärsnitt och är åtminstone i ena änden försedda med ett spänndon 10 i form av en mutter med gänga eller en kilanordning. Som framgår av figur 2 är distansorganen 8,9 place- rade radiellt ut från järnkärnans ben 12 med stödplattorna 11 i en "eker”-formad placering. Antalet stödplattor 11 som fördelats runt hela lindningsspolen 2 är tolv stycken i en fördelaktig utföringsfonn, men kan variera beroende på lindningsstor- lek mellan åtta och sexton stycken. Radiellt är fem distansorgan placerade genom varje "eker" i en lindningsspole av föreliggande slag. Distansorganen 8,9 åstad- kommer vidare axiella cylindriska kylkanaler 13,14 mellan varje radiellt liggande lindning 5,6,7. Lindningsvarven luftkyls genom att luft pressas genom kanalerna av fläktar (ej visade). Distansorganen 8,9 är placerade runt om i lindningsspolen 2 och är axiellt längsgående. Distansema läggs mellan lindningsvarven under lind- ning av spolen.

Således är varje lindningsspole omsluten av en kylkanal inuti vilken kylluft är anordnad att strömma. Kylbehovet är olika för lindningama vilket innebär att man har olika kylflöden i de koncentriska kanalerna. För att åstadkomma rätt kyl- ning av kanalema, som indikerats ovan, är kanalema anordnade med olika dimen- sioner i radiell led. Tryckfallet är lika över alla kanalerna för att erhålla önskad för- delning av kylningen. Detta medför att kanaler med lite kylbehov har ett mindre ra- diellt avstånd än kanaler med större kylbehov som har ett större radiellt avstånd.

För den i utföringsformen beskrivna kabellindade transformatorn har man större distanser mellan lågspänningslindningama, lindningama närmast kärnan, än mel- lan högspänningslindningama.

Figur 3 visar i ett axiellt tvärsnitt genom en del av en krafttransformator vi- sande ett ben 12, ett ok 15, visat med en kylkanal, och en lindningsspole 2. Det första distansorganet 8 är utfört av metall eller armerad plast överdragen med ett gummiskikt 16 verkande som en fjäder för att dämpa vibrationer i lindningen under drift. Vidare är distansorganet 8 i den i figuren visade utföringsfonnen försett på 10 15 20 25 30 (fl -à PO (D (ß (D lO dess utsida med ett öppet elektriskt ledande organ 17 i form av ett metallband eller ett metallhölje för att etablera elektrisk kontakt mellan höljet och lindningen 3.

Ledarorganet 17 står vidare i elektrisk kontakt med den övre elektriskt ledande stödplattan 11 via en jordledare 18. Från stödplattan 11 leds elektriska strömmar sedan ut från transformatorn och till jord. Stödplattan 11 kan även vara utformad i ett icke-ledande material varvid jordningen av ledarorganet 17 görs med en sepa- rat ledare dragen längs stödplattan. Ledarorganet är i utföringsformen vidare för- sett med ett luftgap, ej visat, för att leda transienta strömmar till jord. Distansorga- nets 8 ände sträcker sig genom ett draghål 19 i stödplattan 11 varvid spänndonet 10 är utformat som en kilanordning 20. Lindningspaketet kan härvid förspännas så att lindningen mekaniskt uppträder som en separat enhet. Förspänningen är inte högre än att lindningen hålls på plats. Förspänningen kan inte vara högre än vad kabelns PEX-isolering klarar av. I transforrnatorutförandet förankras dessutom lindningspaketet vid järnkärnan på lämpligt sätt.

I figur 3 visas även ett snitt genom en högspänningskabel 111 att användas i en lindning enligt föreliggande uppfinning. Högspänningskabeln 111 innefattar ett antal kardeler 112 med cirkulärt tvärsnitt av exempelvis koppar (Cu). Dessa kardeler 112 är anordnade i mitten av högspänningskabeln 111. Runt kardelerna 112 finns anordnat ett första halvledande skikt 113. Runt det första halvledande skiktet 113 finns anordnat ett isolationsskikt 114, t.ex. PEX-isolation. Runt isola- tionsskiktet 114 finns anordnat ett andra halvledande skikt 115. Begreppet hög- spänningskabel i föreliggande ansökan innefattar således ej det yttre skyddshölje som normalt omger en dylik kabel vid kraftdistribution. Högspänningskabeln har en diameter i intervallet 20-250 mm och en ledningsarea i intervallet 80-3000 mm? Genom kontakt mellan högspänningskabelns 111 andra halvledande skikt 115 och distansorganets 8 metallhölje 17 erhålls även en iordning av halvledar- skiktet 115 vid driftspänning. För att öka kontakten mellan kabeln och jordledaren kan kabeln i området för distansorganet beläggas med en elektriskt ledande färg.

En fördelaktig utföringsform av ett distansorgan 9 visas i figur 4. Distans- organet 9 består i detta utförande av en elektriskt ledande kärna 25 av exempelvis rostfritt stål som är belagd med ett elastiskt skikt 26 företrädesvis av gummi på kärnans båda sidor eller med ett elastiskt skikt omslutande kärnan. Skiktet 26 är lO 15 20 25 30 512 060 ll försett med ett luftgap 27 någonstans längs kärnans yta för att möjliggöra jordning av transienter i högspänningskabeln 111 orsakade av exv. blixturladdningar. Vida-_ re är distansorganet 9 i dess luftgap försett med minst en jordledare 28 som i ett utförande är utformad som ett metallband eller som en metallfolie vars ena ände är gjuten eller limmad mot kärnans 25 yta och vars andra ände är limmad mot det elastiska skiktets ytteryta. Jordledaren 28 sträcker sig genom luftgapet 27 och bil- dar i luftgapet 27 en förlängd fjädrande slingdel 29 vilken bland annat utgör en för- bättrad kontaktpunkt förjordningen mot kabelns andra halvledarskikt 115. Jordle- daren kan även vara utformad som en elektriskt ledande fjädrande cylinder place- rad i luftgapet. Även andra utföringsforrner av jordledaren vilken åstadkommer fjädrande kontakt med kabelns andra halvledarskikt 115 är möjliga.

Jordledaren 28 är ämnad att ta hand om jordning av halvledarskiktet vid driftspänning medan luftgapet syftar till att åstadkomma en jordningsväg för transi- enter. I det ekerformade arrangemanget av distansorgan är endast en eker utfor- mad med jordledarförsedda distansorgan för att inte bilda slutna strömslingor i lindningsvarven. Resterande ekrars distansorgan saknarjordledare men är samt- liga försedda med luftgap för att ta hand om transienter.

Distansorganet 9, se figur 5. är i dess övre ände 30 anslutet till en påsvet- sad dragtapp 31 försedd med en gänga 32 för att med en mutter anspännas mot den övre stödplattan. På motsvarande sätt är distansorganets 9 nedre ände 33, se figur 6, ansluten till en påsvetsad bottentapp 34 vilken även den är försedd med en gänga 35 för en mutter för att anspännas mot en motsvarande platta, ej visad.

Figur 7 visar en första utföringsforrn på ett temporärt distansorgan 50 vil- ket har en krökning som motsvarar lindningens krökningsradie på den plats där di- stansorganet skall appliceras. Distansorganet 50 är format som ett krökt block och uppvisar härvid en stor anliggningsyta mot en kabel. Distansorganet är vidare för- sett med mekaniska expanderdon 52 vilka vid manövrering förskjuter distansorga- nets båda radiella ytor 53,54 från varandra. Förskjutningen åstadkoms med manö- verdon i form av separata vríddon eller som visas i figuren sammankopplade vrid- don 55. När ytorna är hopskjutna överlappar dess långsidor varandra och när ytor- na förskjuts från varandra glider överlappen isär. 10 15 20 25 30 512 060 12 Figur 8 visar de mekaniska expanderdonen 52 från distansorganets ände i dess hopskjutna läge. Expanderdonen är utförda som elliptiska kammar vilka i detta läge är orienterade i tangentiell riktning.

Figur 9 visar motsvarande distansorgan 50 i expanderat läge varvid de el- liptiska kammarna har orienterats till ett radiellt läge. Vridningen av expanderdo- nen 52 åstadkoms genom manuell vridning av varje. don för sig eller genom en ge- mensam manöver via en ratt eller en hävarm varvid donen är hopkopplade som visas i figur 7.

Figur 10 visar en andra utföringsforrn av ett temporärt distansorgan 60 vil- ket har en krökning som motsvarar lindningens krökningsradie på den plats där di- stansorganet skall appliceras. Det är utfört på liknande sätt som distansorganet visat i figur 7, men är utfört som en gas- eller vätskebehållare. Behållaren är för- sedd med tillförselanslutningar 62 vilka även används som dräneringsdon. För att tillåta distansorganet 60 att expandera är detta försett med bälgar 64 i dess lång- sidor.

Figur 11 visar distansorganet 60 från dess ände med tre ti|lförsel-/dräne- ringsdon 62 genom vilka gas eller vätska är anordnad att strömma.

Figur 12 visar schematiskt en tredje utföringsform av ett temporärt distans- organ 70. Som framgår av figuren uppvisar stödorganen 70 en liten mot kabeln stödjande yta. appliceras mellan de permanenta distansorganen 8 för att stödja lindningen när denna därefter lindas. För att undvika polygonform på lindningen är fyra temporära distansorgan tangentiellt lagda mellan de permanenta distansorga- nen. Varje temporärt distansorgan 70 läggs på plats endera i ett expanderat till- stånd eller expanderas på plats eller läggs på plats med en radiell orientering.

Därefter pålindas lindningen. Därefter tas de temporära distansorganen bort ge- nom att komprimera dem eller vrida dem till en tangentiell orientering. Således ut- förs hela distansorganet som elliptisk cylinder som vrids 90° för att avlägsnas ur lindningen.

Trots att uppfinningen har beskrivits i samband med en krafttransformator är den tillämpbar såväl vid en distributionstransforrnator som vid en reaktor.

Claims (28)

lO 15 20 25 30 512 G60 13 PATENTKRAV

1. Lindning (3) utformad som en spole med radiellt på varandra belägna lind- ningsvarv, kännetecknad av att Iindningen (3) utgörs av högspånningskabel (111) försedd med ett yttre halvledande skikt (115), och att Iindningen (3) är för- sedd med axiellt mellan varje lindningsvarv placerade lindningsseparerande di- stansorgan (8,9) försedda med minst ett mot högspänningskabelns (111) halv- ledande skikt (115) anslutande jordningsorgan (11,17,18,25,28).

2. Lindning enligt kravet 1, kännetecknad av att distansorganet (8,9) är för- sett med minst ett elastiskt skikt (16,26).

3. Lindning enligt kravet 2, kännetecknad av att det mellan skikten eller att det i det elastiskt skíktet (16,26) är bildat ett luftgap (27).

4. Lindning enligt något av kraven 2-3, kännetecknad av att jordningsorga- net (28) är utformat med ett elektriskt ledande fjäderelement (29) för kontakt mel- lan jordningsorganet (11,17,18,25,28) och yttre halvledaren.

5. Lindning enligt kravet 4, kännetecknad av att fiäderelementet (29) är be- läget i Iuftgapet (27).

6. Lindning enligt något av kraven 2-3, kännetecknad av att jordningsorga- net (11 ,17,18) innefattar ett ledarorgan (17) i anslutning till distansorganets (8,9) ytteryta.

7. Lindning enligt kravet 6, kännetecknad av att ledarorganet (17) utgörs av ett runt distansorganets (8,9) yta huvudsakligen täckande metallskikt.

8. Lindning enligt något av ovanstående krav, kännetecknad av att jord- ningsströmmar är anordnade att ledas ut från Iindningen via ledare fästa vid en radiellt placerad elektriskt ledande stödplatta (11). lO 15 20 25 30 (TI -à I\3 @ (ß (I) 14

9. Lindning enligt kravet 8, kännetecknad av att stödplattan (11) är försedd med draghål genom vilka distansorganet (8,9) är fört varvid distansorganet (8,9) är anordnat att axiellt anspännas mot stödplattan (11).

10. tan (11) sträcker sig radiellt över hela lindningsspolen, från det innersta lindnings- Lindning enligt något av ovanstående krav, kännetecknad av att stödplat- varvet (5) till det yttersta Iindningsvarvet.

11. Lindning enligt något av ovanstående krav, kännetecknad av att lindning- ens halvledande skikt (115) i området för dess kontakt med distansorganet (8,9) är belagt med en elektriskt ledande färg.

12. Förfarande för framställning av en lindning enligt något av kraven 1-11, kännetecknat av att lindningen stödjes med temporärt placerade stödorgan (50, 60) vilka appliceras i tangentiell led mellan permanenta distansorgan (8,9) för att stödja lindningen när denna därefter lindas varefter de temporära stödorganen avlägsnas.

13. mot kabeln stödjande yta appliceras mellan de permanenta distansorganen (8,9). Förfarande enligt kravet 12, kännetecknat av att stödorgan (70) med liten

14. Förfarande enligt kravet 12, kännetecknat av att mot lindningens krök- ning svarande stödorgan (50,60) med stor mot kabeln stödjande yta appliceras mellan de permanenta distansorganen (8,9) för att stödja lindningen när denna därefter lindas. 15. net (50,60,70) är utfört som ett expanderbart och därefter komprimerbart organ. Förfarande enligt något av kraven 13-14, kännetecknat av att stödorga- 10 15 20 25 30 5 1 2 0 6 Û

15

16. Förfarande enligt kravet 15, kännetecknat av att stödorganet (50,60) ex- panderas genom att stödorganets (50,60) radiellt motstående sidor (53,54) för- skjuts från varandra.

17. Förfarande enligt kravet 16, kännetecknat av att förskjutningen åstad- koms genom att ett expanderdon (52) mekaniskt pressar sidorna (53,54) från varandra.

18. Förfarande enligt kravet 17, kännetecknat av att stödorganet (50) efter expansion och lindning komprimeras genom att expanderdonen (52) bringas att återta sitt ursprungsläge varefter stödorganet (50) tas ut från Iindningen.

19. panderas genom att fyllas med gas eller vätska. Förfarande enligt kravet 16, kännetecknat av att stödorganet (60) ex-

20. primeras genom att tömmas på gas respektive vätska varefter stödorganet (60) Förfarande enligt kravet 19, kännetecknat av att stödorganet (60) kom- tas ut från Iindningen.

21. Krafttransformator (1) eller reaktor innefattande en lindning enligt något av kraven 1-11.

22. Krafttransformator (1) eller reaktor enligt kravet 21 vars lindning framställts genom förfarandet enligt något av kraven 112-19.

23. lindningen är böjlig och innefattar en elektriskt ledande kärna omgiven av ett inre Krafttransformator enligt något av kraven 21-22, kännetecknad av att halvledande skikt (113), ett det inre halvledande skiktet omgivande isolerande skikt (114) av fast material ett det isolerande skiktet omgivande yttre halvledande skikt (1 15), vilka skikt vidhäftar varandra. 10 15 20 512 060 16

24. skikten (113,114,115) är av material med sådan elasticitet och sådan relation Krafttransformator enligt kravet 23, kännetecknad av att de nämnda mellan materialens värmeutvidgningskoefficienter att de under drift, av tempera- turvariationer orsakade volymförändringarna hos skikten (113,114,115) förmås upptas av materialens elasticitet så att skikten (113,114,115) bibehåller sin vid- häftning vid varandra vid de temperaturvariationer som uppträder under drift.

25. materialen i de nämnda skikten (113,114,115) har hög elasticitet, företrädesvis Krafttransformator enligt något av kraven 23-24, kännetecknad av att med en E-modul mindre än 500 MPa, företrädesvis mindre än 200 MPa.

26. värmeutvidgningskoefficienterna för materialen i de nämnda skikten (113,114,115) Krafttransformator enligt något av kraven 23-25, kännetecknad av att är i huvudsak lika stora.

27. häftningen mellan skikten (113,114,115) är av åtminstone samma storleksordning Krafttransformator enligt något av kraven 23-26, kännetecknad av att vid- som i det svagaste av materialen.

28. vardera halvledande skikt (113,115) utgör väsentligen en ekvipotentialyta. Krafttransformator enligt något av kraven 23-27, kännetecknad av att