JP2000511387A - 電磁気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電磁気装置は、少なくとも１つの導電体（２）をもつ巻線（１）を含む磁界生成電気回路を含む。巻線は、電位を等価させるよう作用し半導電性特性をもつ内外層（３、５）により囲まれている固体絶縁物（４）を含む。前記少なくとも１つの導電体（２）は内部半導電性層（３）の内部に配置されている。本発明は、電界を調整し、磁気回路を製造し、巻線を得るためにケーブルを使用する方法にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】 電磁気装置 技術分野 本発明は、絶縁系を有する少なくとも１つの導電体を含んだ磁界生成電気回路 （magnetic field generating electric circuit）を備えた電力用の電磁気装置 （elecromagnetic device）に関する。この電磁気装置は、あらゆる電気工学的 な用途において使用可能である。その電力範囲は、ＶＡから最高で１０００ＭＶ Ａの範囲である。今日使用されている最高の送信電圧までの高電圧において適用 することが、本来意図されている。 本発明の第１態様では、回転電気機械（rotating electric machine）が考慮 されている。こうした電気機械は、以下で共通に電力網と呼ばれる配電網と送電 網に接続される発電器として主に使用される同期機（synchronous machine）を 備えている。同期機は、モータとしても力率改善および電圧調整にも使用される 。この場合は、機械的に空転している機械として使用されることになる。技術分 野はさらに、２重供給機械（double-fed machine）や、非同期変換器縦列接続構 成（asynchronous converter cascades）や、外部電極機械（external pole mac hines）や、同期磁束装置（synchronous flux machines）や、非同期装置（asyn chronous machines）を備えている。 本発明の他の態様では、前記電磁気装置は電力変換器やリアクトル（reactor ）により形成される。電気エネルギの送信や分配のために、複数個の変換器が使 用される。これらの仕事は２つ以上の電気システム間で電気エネルギを交換する ことである。このためには、電磁誘導が周知の方式で利用される。本発明で主に 意図された変換器は、定格電力が数百ｋＶＡから１０００ＭＶＡを越え定格電圧 が ３−４ｋＶから極めて高い送電電圧、すなわち、４００ｋＶから８００ｋＶまた はそれ以上の所謂電力変換器に属する。 第２態様に関する従来技術の以下の説明は主に電力変換器に関しているが、本 発明はリアクトル（reactor）にも適応可能である。これらのリアクトルは、周 知のように、１相およおび３相リアクトルとして設計可能である。絶縁および冷 却に関しては、原則、変換器に関しては同じ実施例である。したがって、空気絶 縁兼油絶縁式、自己冷却式、油圧冷却式などのリアクトルが利用可能である。リ アクトルの巻線は１つ（相当り）で磁芯を有するようにも有しないようにも設計 可能であるといえども、背景技術の説明はかなりの程度リアクトルにも関連して いる。 実施例の中には、磁界誘導電気回路に空巻線（air-wound）が備えられている ものがあるが、一般に、積層式、通常または方向付けられたシートまたは他の材 料、たとえば、アモルファスまたは粉末を基剤とした材料の磁芯または交番磁束 を可能にするための任意の他の機構と、巻線とから構成される。回路は、しばし ばある種の冷却システムなどを含んでいる。回転電気機械の場合には、巻線が機 械の固定子または回転子またはその両方に配置可能である。 本発明は、また、電磁気装置の電界調整方法と磁気回路の製造方法も含んでい る。 従来技術 本発明の説明の前提として、従来技術は、回転電気機械と電力変換器の両方に 関して以下で論じられる。 回転電気機械 こうした回転電気機械としては、同期機に基づいた例を挙げる。説明の第１部 分は、こうした機械の磁気回路と古典的な技術に応じて磁気回路が構成される方 法に実質的に関する。しばしば言及される磁気回路は固定子（stator）に配置さ れているので、以下の磁気回路は積層コアをもつ固定子として通常は説明される ことになる。その巻線は固定子巻線と呼ばれることになる。巻線用の積層コアの 複数のスロットは回転子スロットまたは単にスロットと呼ばれることになる。 同期機はたいてい回転子に磁界巻線を、固定子に交流巻線を備えている。磁界 巻線では、主磁束は直流電流により生成される。同期機は通常は３相設計である 。しばしば、同期機は突出極（salient poles）をもつよう設計されている。こ の場合は、回転子に交流巻線が備えられている。 大型の同期機の回転子体はしばしば溶接された薄板鋼（sheet steel）により 形成される。積層されたコア（core）は、通常はワニスを塗られた０．３５また は０．５ｍｍの電気鉄板（electric sheet）から形成される。より大型の機械で は、鉄板が複数部分に打ち抜かれ、これらの部分はくさび止め（wedges）／蟻継 ぎ（dovetails）により固定子体に接合される。積層されたコアは圧力フィンガ ーや圧力板により保持される。 同期機の巻線を冷却するためには、３つの異なる冷却システムが利用可能であ る。 空気冷却の場合には、固定子巻線と回転子巻線が中を通り抜ける冷却風により 冷却される。冷却風チャンネルは、固定子積層と回転子の両方に設けられる。空 気による放射状通風や冷却では、薄鋼板コアは少なくとも中型であり、大型機械 は、放射方向および軸方向通風ダクトをコアに配置した複数のスタックに分割さ れる。冷却風は、周囲風から構成されるが、高電力では、複数の熱交換器を備え た閉鎖型冷却システムが使用されることになる。水素冷却は、ターボ発電機や大 型の同期補償器（synchronous compensators）で使用されている。冷却方法は、 熱交換器による空気冷却と同じ様に機能する。ただし、冷媒として空気の代わり に水素ガスが使用される。水素ガスの冷却容量は空気より高い。ただし、密封や 漏洩の監視が面倒である。より高い電力範囲でのターボ発電機では、固定子巻線 と回転子巻線の両方に水冷を適用するのが知られている。冷却チャンネルは、固 定子巻線の複数の導体の中に配置された複数の管の形をとる。大型機械の問題は 、冷却が不均一になりやすいので、機械に温度差が発生することである。 固定子巻線は薄鋼板のコアの複数のスロットに配置されており、これらのスロ ットの横断面は通常長方形または台形である。各巻線相は多数の直列接続コイル 群から構成され、各コイル群は多数の直列コイルから構成される。コイルの異な る部分は、固定子に配置された部分に対してはコイル辺に指定され、固定子の外 側に配置された部分に対してはコイル端に指定される。コイルは、高さおよび／ または幅方向に１つ以上の導体を含む。各導体間には、たとえばエポキシ／ガラ ス繊維などの薄い絶縁物が設けられる。 コイルは、コイル絶縁物でスロットからも絶縁されている。すなわち、接地レ ベルに対して、その機械の定格電圧に耐えるように絶縁される。絶縁材料として は、プラスチックや、ワニスや、ガラス繊維など様々な材料が利用できる。通常 、所謂雲母テープが使用される。これは、特に部分放電に対して抵抗をもたらす ような雲母と硬質プラスチックの混合物である。部分放電は、即座に絶縁を壊す ことがある。雲母テープをコイルの周りに複数の層に巻くことによりコイルを絶 縁する。絶縁物は含浸しており、コイルの側を石炭を基剤とした塗料で塗布して 、接地電圧に接続されている周囲固定子との接触を改善する。 巻線の導体領域は電流の密度と使用される冷却方法により判定される。導体と コイルは通常、スロット内に導体材料が最もよく入るように長方形に形成されて いる。通常のコイルは複数本の所謂ロエベル(Roebel)棒から形成される。これら の棒のいくつかは冷媒のために中空になっている。ロエベル棒は複数の長方形の 並列に接続された銅導体から構成される。これらの導体はスロットに沿って ３６０度に配置される。５４０度の転置や他の転置が環状の棒に発生する。磁界 から見えるように、導体材料の横断面に生成された循環電流の発生を回避するた めに転置が行われる。 機構上および電気上の理由から、機械は任意のサイズに正確にはつくられない 。機械の電力はほぼ３つの要因で判定される。 −巻線の導体領域。通常の動作温度では、たとえば銅の最高値は３−３．５Ａ ／ｍｍ²である。 −固定子と回転子材料の最高磁束密度。 −絶縁材料の最高電界力、所謂絶縁耐力。 多相交流巻線は、単一層または２層巻線として設計される。単一層巻線の場合 には、スロット当りコイル辺が１つしかなく、２層巻線の場合には、スロット当 り２つのコイル辺がある。２層巻線は通常、ダイヤモンド巻線として設計される が、本接続に関連する単一層巻線はダイヤモンド巻線または同心状の巻線として 設計可能である。ダイヤモンド巻線の場合には、コイル径り（coil span）は１ つだけである（または２つの場合もある）が、平坦巻線は同心巻線として設計さ れる、すなわち、コイル幅（coil width）の変動が大きい。関連する極のピッチ または中間スロットピッチの数に関連して、同じコイルに属する２つのコイル辺 間の円周測定距離はコイル幅を意味する。通常は、様々なコードの変形が使用さ れる。たとえば、巻線を望ましい特性にする分数ピッチ（fractional pitch）な どである。巻線の種類とは、要するに、スロット内のコイル、すなわちコイル辺 が回転子の外側、すなわちコイル端部でどのようにして一緒に接続されているか ということである。 回転子の積層薄板の外では、コイルには塗装された半導電性の接地電位層が備 えられていない。コイル端部には通常、放射状の電界を軸状の電界に変換する所 謂コロナ保護ワニスの形をした電界調整部が備えられている。これは、コイル端 部の絶縁は接地に対して高電位で発生することを意味している。これによりコイ ル端部領域にコロナ放電が形成される。このコロナ放電は破壊的である。コイル 端部の所謂電界調整点は回転電気機械の問題を必然的に備えている。 通常は、すべての大型機械は２層巻線と同等の大型コイルをもつように設計さ れる。各コイルは１辺が２層の１方に、他辺が他層に配置される。これは、すべ てのコイルがコイル端部で互いに横切っていることを意味している。３層以上が 使用されている場合、こうした交差は巻線の製作を煩雑にし、コイル端部を劣化 させる。 同期機／発電機の電力網への接続は、Δ／Ｙ−接続式の所謂ステップアップ変 換器を介して形成されることは一般に周知である。というのは電力網の電圧は回 転電気機の電圧より高いレベルのためである。同期機と共に、この変圧器は施設 の統合部分を構成する。変圧器には余分なコストがかかり、システムの総合的な 効率が低下するという欠点を必然的に備える。かなり高い電圧用の機械を製造可 能であれば、ステップアップ変圧器を除くことができる。 過去二、三十年で、これまで設計が可能であったものよりも高い電圧の回転電 気機械への要請が増大してきている。最新技術によると、コイル製造の不留りを 良好に保って同期機に対して達成可能であった最高電圧レベルは約２５−３０ｋ Ｖである。 同期機の設計に関する新しい方式への企てが、中でも、J．Elektrotechnika， No.1，1970，pp.6-8における記事「水冷および油冷ターボ発電機ＴＶＭ−３００ 」、米国特許第４，４２９，２４４号「発電機の固定子」およびロシア特許書類 CCCP特許９５５３６９号に記載されている。 J.Elektrotechnikaに記載されている水冷および油冷同期機は最高２０ｋＶの 電圧用につくられている。本記事には油／紙絶縁からなる新しい絶縁系が記載さ れている。この系により固定子を完全に油に浸すことが可能になる。次いで、絶 縁物としても使用されながら、同時に、油は冷媒として使用可能である。固定子 の油が回転子の方に漏洩しなくなるように、誘電性油分離リングが磁芯の内表面 に備えられている。固定子巻線は、油および紙の絶縁物を備えた楕円形の中空形 状の導体から形成されている。絶縁されたコイル辺は、くさびにより長方形横断 面に形成されたスロットに固定されている。冷媒として、油が中空導体と固定子 壁部の穴に使用されている。しかし、こうした冷却システムはコイル端部で油と 電気の多数の接続部を必然的に備えている。さらに、厚い絶縁部は必然的に導体 の曲率を増加させる。その結果として巻線の張出しのサイズが増加することにな る。 上記の米国特許は、同期機の回転子部分に関する。この回転子部分は、固定子 巻線の台形状スロットを備えた積層シートの磁芯を含む。これらのスロットはテ ーパー状になっている、といのうは固定子巻線の絶縁の必要性が回転子の内部に 向かうほど小さくなるからである。この回転子の内部には中立点に最も近い位置 に置かれている巻線の部分が配置されている。さらに、固定子の部分は、磁芯の 内表面に最も近い誘電油分離円筒形を含む。この部分は、このリングがなければ 機械に関する磁気要求を増大させる。固定子巻線は、各コイル層について同じ直 径の油含浸ケーブルからつくられる。各層はスロットのスペーサにより互いに分 離されくさびにより固定される。巻線に特殊なことは、それが所謂２つの直列に 接続された半巻線（half-windings）から成ることである。２つの半巻線の１つ は絶縁スリーブの内部の中心に配置されている。固定子巻線の導体は周囲の油に より冷却される。システム内に多量の油をもつことによる欠点は、漏洩のリスク があることと、故障の際に必要とされる清掃作業がかなりやっかいなことである 。スロットの外側に配置されている絶縁スリーブの部分は、円筒形の部分と、電 流が伝達する層により補強された円錐形の終端部とを有する。これらの層の役割 は、ケーブルが終端巻線に入る領域における電界強度を調整することである。 CCCP９５５３６９から、同期機の定格電圧を上げようという他の試みにおいて 、油冷された固定子巻線がすべての層に対して同じ寸法の従来の高電圧ケーブル から構成されていることは明らかである。ケーブルは、ケーブルの横断面領域と 固定および冷媒に必要な空間に対応する円形の、放射状に配置された開口部とし て形成された固定子スロットに配置されている。巻線の様々な放射状に配置され た複数層は絶縁チューブにより囲まれて固定されている。絶縁スペーサは固定子 スロットにこれらのチューブを固定する。油冷のために、本例では、内部の誘電 リングも内部の空気間隙から油冷媒を密封するために必要とされている。この設 計では、さらに異なる固定子スロット間の放射方向の中央部のくびれが極めて狭 くなっている。このことは、スロットから漏洩する磁束が大きくなり、この磁束 が機械の磁化要件に深刻な影響を及ぼすことを意味している。 電力研究所（Electric Power Sesearch Institute）、EPRI、EL-3391、1984の レポートでは、中間の変圧器がなくても機械を電力網に接続可能にするために回 転電気機械のより高い電圧を達成する機械の概念についてのレビューが述べられ ている。こうした解決法は、効率利得を良好にし経済面での利益も大きくなるよ うに、調査により判断される。電力網への直接な接続のために発電機の開発を開 始するのが１９８４年には可能と考えられていた主な理由は、その時点では、超 電導回転子が製造されていたからである。超電導磁界の磁化容量が大きいので、 電気応力に耐えるためには十分な厚みをもつ空気間隙巻線を使用することが可能 である。磁気回路を設計する、計画に応じた、最も有望な概念を巻線と、所謂モ ノリシック円筒電動子を組み合わせることで、巻線は３つの円筒形絶縁ケースに 同心状に包囲された２つの導体円筒を含み構造全体が歯のない鉄芯に固定される ことになり、高電圧の回転電気機械が直接電力網に接続可能になることが分かっ ている。これは、主絶縁物が網対網と網対接地電位に対処するほど十分厚くなけ ればならないことを意味している。その時点で周知のあらゆる技術を検討した後 で、より高い電圧に増加させられる必要があると判断された絶縁系は、電力変圧 器に通常使用され、誘電流体が含浸したセルロース板紙から構成されるものであ る。提案された解法に関る明らかな欠点は、超導電回転子が必要になることに加 えて、極めて厚い絶縁物が必要となり、機械がかさばることである。コイル端部 の大きな電界を調整するためにコイル端末を絶縁して油またはフレオンにより冷 却しなければならない。機械全体を気密包装して、液体誘電体が待機から湿気を 吸収しなくなるようにしなければならない。 最新技術による回転電気機械を製造するときには、巻線は複数の導体と絶縁系 と共に数工程で製造される。ここで、磁気回路に取り付ける前に巻線の製作を実 行しなければならない。絶縁系を準備するための含浸工程は、巻線を磁気回路に 取り付けた後で実行される。 電力変圧器／リアクトル 本発明による電力変圧器／リアクトルを適切な状況に配置し、それにより、本 発明が意味する新しい方式ならびに従来技術と比べて本発明が提供する利点を説 明することができるように、現在設計される電力変圧器ならびに計算、設計、絶 縁、接地、製造、使用、検査、輸送などの際に現れる制限と問題についてのほぼ 完全な説明を以下に示す。 純粋に概略的な点からみると、電力変圧器の主な仕事は、通常は、周波数は同 じだが電圧が異なる２つ以上の電気システム間で電気エネルギを交換することで ある。 従来の電力変圧器は、しばしば積層式の延伸シートで、通常ケイ素鉄の変圧器 コアを含む。この変圧器コアは以下でコアと呼ばれる。コアは、複数のヨークに より接続された複数のコア翼（core limbs）から構成される。これらのコア翼は １つ以上のコア窓（core windows）を形成する。こうしたコアをもつ変圧器はし ばしばコア変圧器と呼ばれる。コア翼の周りに、主、従および調整巻線と通常呼 ばれる多数の巻線がある。電力変圧器に関するかぎり、これらの巻線は実際上は 常に同心円状に配置され、コア翼の長手方向に沿って分配されている。コア変圧 器には、コイルができるだけ緊密に充填できるように円形コイルならびにテーパ ー状のコア翼部分がある。 所謂シェル型変圧器に含まれるようなものなど、他の種類のコアの設計も知ら れている。これらはしばしば長方形のコイルや長方形のコア翼区分をもつように 設計される。 従来の電力変圧器は、上記の電力範囲のうちの低電力範囲では、回避不可能な 固有の損失をなくすために、しばしば空気冷却をもつよう設計される。接触から 保護し、変圧器の外部磁界を減少させるように、従来の電力変圧器は、通気開口 部を備えた外側ケースをしばしば備えている。 しかし、従来の電力変圧器の大半は油冷却される。油には絶縁媒体として極め て重要な追加的な機能があるのがその理由の１つである。したがって、油冷却お よび油絶縁電力変圧は外部タンクに包囲される。以下の記載から明らかになるよ うに、この外部タンクは極めてよく利用される。通常は、コイルの水冷却手段が 備えられている。 本記載の以下の殆どの部分は、油充填電力変圧器に関する。 変圧器の複数の巻線は、１つまたは数個の直列接続コイルから形成される。こ れらのコイルは多数の直列接続巻から構成される。さらに、コイルの端末間の切 替えを可能にするようにコイルは特殊な装置を備えている。こうした装置は、複 数のネジ継手の助けをかりて、またはしばしばタンクの付近で動作可能な特殊な 切替えスイッチの助けをかりて切換え（changeover）用に設計されている。電圧 のかけられた変圧器での切換えが発生する場合、切換えスイッチは負荷時タップ 切換え器（on-load tap changer）と呼ばれるが、そうでない場合、電源切断時 タップ切換え器（de-energized tap changer）と呼ばれる。 高い電力範囲における油冷却および油絶縁電力変圧器においては、負荷時タッ プ切換え器の遮断要素は、変圧器タンクに直接接続されている特殊な油充填容器 に配置される。遮断要素はモータ駆動軸により純粋に機械的に作動して、接触が 空いているとき切換え中に迅速に移動し、接触が閉められるときゆっくりと移動 する。しかし、このような負荷時タップ変換器は、実際の変換器タンクに配置さ れている。作動中には、アーク放電や火花が発生する。これにより容器内の油が 劣化することになる。アーク放電を抑制し、それにより煤の形成を抑え、接触部 の摩耗を減らすために、負荷時タップ切換え器は通常は変圧器の高電圧側に接続 されている。これは、遮断されたり接続されたりする必要のある電流は、負荷時 タップ切換え器が低電圧側に接続される場合よりも高電圧側で小さくなるためで ある。通風油充填電力変圧器の故障の統計数字からは、故障を引き起こすのは負 荷時タップ切換え器であることが示されている。 油冷却および油絶縁電力変圧器の低電力範囲では、負荷時タップ切換え器とそ れらの遮断要素をタンクの内部に配置される。動作中のアーク放電などによる油 の劣化による上記の問題は油系全体に影響を及ぼす。 印加電圧または誘導電圧の視点からみれば、巻線上で不変の電圧は巻線の各タ ーン（turn)に等しく分配され、すなわち、各ターンの電圧はすべてのターンで 同じであることは広義に考えれば言いうる。 しかし、電位の視点からみると、状況は完全に異なる。巻線の１端は通常は接 地されている。しかし、各ターンの電位は、接地電位に最も近いターンの実際上 ゼロから適用電圧に対応する巻線の他端にあるターンの電位まで線形に増加する ことを意味する。 この電位の分配は絶縁系の構成を決定する、というのは、巻線の隣接ターン間 と各ターンと接地間を十分に絶縁する必要があるからである。 個々のコイルのターンは通常、一緒に幾何干渉装置（geometrical coherentun it）にまとめられ、他のコイルから物理的に区切られる。コイル間の距離は、コ イル間で発生可能な誘電応力によっても定められる。したがって、一定の所与の 絶縁距離がコイル間でも必要とされることを意味している。上記によると、十分 な絶縁距離も他の導電物体には必要とされる。これらの物体はコイルに局所的に 発生する電位からの電界内に配置されている。 したがって、上記の説明から明らかなことであるが、個々のコイルでは、物理 的に隣接した導体要素間の内部の電圧差は比較的低いが、他の金属物体に関連し た外部の電圧差（他のコイルも含まれている）は比較的高い。電圧差は、磁気誘 導ならびに容量性分配電圧により誘導された電圧により判定される。前記容量性 分配電圧は、変圧器の外部接続部上に接続された外部電気システムから発生して いる。外部から入る電圧の種類には、動作電圧に加えて、雷による過電圧や切換 え電圧が含まれる。 コイルの電流リード線には、導体の周りの漏洩磁界の結果として追加損失が発 生する。これらの損失をできるだけ小さくするために、特に上方電力範囲の電力 変圧器では、導体は通常、多数の導体要素に分割される。これらの導体要素はし ばしばストランド（strand：素線）と呼ばれる。これらは動作中に並列に接続さ れる。これらのストランドは、各ストランドの誘導電圧ができるだけ同一になる ようなパターンに応じて、内部で循環する電流成分が損失の視点からは妥当なレ ベルに下げられるように各ストランドの対の間の誘導電圧の差ができだけ小さく なるように置き換えなければならない。 従来技術の変圧器を設計するときには、全体的なねらいは、所謂変圧器の窓（ transformer window）により制限された所与の領域内でできるだけ多量の導体材 料をもつことである。これは一般的には、できるだけ高い充填要因をもつように することである。利用可能な空間は、導体材料に追加して、コイル間の部分的 に内部にあり、磁芯を含む他の金属構成要素に部分的に接続されたコイル接続絶 縁材料も含む。 一部はコイル／巻線内に、一部はコイル／巻線と他の金属部分間にある絶縁系 は通常、個々の導体要素に最も近い固体繊維性またはワニスを基剤にした絶縁物 および、その外では、固体繊維および液体、もしくは気体の絶縁物とされる。絶 縁物と控え部分を備えた巻線は大容量を示し、この大容量は、変圧器の能動電磁 気部分およびその周囲に発生する高電界力を被る。発生する誘電応力を事前設定 し、破壊の危険性を最小に抑える寸法付けを達成することができるようにするた めに、絶縁材料の特性をよく理解することが必要である。絶縁特性を変えたり低 下させたりすることのないこうした周囲の環境を達成することも重要である。 高電圧電力変圧器の現在支配的な絶縁系は、固体絶縁物として繊維材料を、液 体絶縁物として変圧器のオイルを含む。変圧器のオイルは、所謂鉱物オイルに基 づく。 変圧器のオイルの機能は２つある、というのは、絶縁機能に加えて、このオイ ルは、変圧器の損失熱を除去することでコア、巻線などの冷却に能動的に貢献す るからである。油冷却にはオイルポンプ、外部冷却要素、膨張接合などが必要と なる。 変圧器の外部接続部と直接接続されたコイル／巻線の間の電気接続は、油充填 電力変圧器の場合には、実際の変圧器を囲むタンクを介して導電性接続部となる ブッシュと呼ばれる。ブッシュはタンクに固定された個別構成要素としばしば呼 ばれ、外部およびタンクの内部の絶縁要件に耐えるように指定されている。同時 に、現在の負荷発生とそれに続く力に耐えるのが好ましい。注意すべきことは、 巻線に関して上記に記載された絶縁系に対する同じ要件もコイル間やブッシュと コイル間の必要な内部接続部、様々な種類の切換えスイッチ、およびブッシュ自 体にも適用される。 電力変圧器内のすべての金属構成要素は通常、所与の接地電位に接続されてい る、ただし電流が流れている導体を除く。この様にして、高電位の電流リードと 接地間の容量性電圧分配の結果としての不本意な、調整の困難な電位が増加する 危険性が回避される。こうした不本意な電位の増加は部分的な放電や、所謂コロ ナ放電を生み出すことになる。コロナ放電は通常の受入れ検査中に明らかになる 。これは、定格データ、増加電圧および周波数に応じて、部分的に発生する。コ ロナ放電は動作中に損傷を引き起こす。 変圧器の個々のコイルは機構面では、電流の発生の結果として起こるいかなる 応力も、短絡過程中のその結果発生する力にも耐えるように寸法付けられる。通 常、コイルは、発生する力が各コイル内で吸収されるように指定される。このこ とは、通常の動作中にはその通常の機能に対してコイルを最適に寸法づけること ができないことを意味している。 油充填電力変圧器の狭い電圧および電力範囲内では、巻線は所謂シート巻線と して指定される。このことは、上記の個々の導体が薄いシートと置換されること を意味している。シートが巻かれた電力変圧器は最高２０−３０ｋＶの電圧と最 高２０−３０ＭＷの電力に対して製造される。 高い電力範囲内の電力変圧器の絶縁系には、比較的複雑な設計に加えて、絶縁 系の利点を最大限用するために特殊な製造手段が必要である。良質な絶縁物を確 保するためには、絶縁系の湿気は低く、絶縁物の固体部分は周囲の油に十分含浸 され、固体部分に「気体（gas）」ポケットを残す危険を最小にしなければなら ない。これを確保するためには、コアがタンクに下ろされる前に、巻線作業が完 了したコアに対して、特殊な乾燥および含浸過程が実行される。この乾燥および 含浸過程の後で、変圧器はタンクに下ろされて、密封される。油を充填する前に 、含浸した変圧器の入ったタンクから空気をすべて除かなければならない。これ は特殊な真空処理に関して実行される。これが実行されると、油が充填される。 耐用寿命などを保証できるように、真空処理に関連して、ほとんど絶対真空ま でのポンプによるくみ出しが必要となる。したがって、変圧器を囲むタンクは完 全な真空用に設計されていることが前提とされている。このことは必然的に材料 と製造時間をかなり消費しなければならなくなる。 電気放電が油充填電力変圧器に発生される場合または変圧器の任意の部分の温 度が局所でかなり増加する場合、油が分解し、気相生成物が油に溶けることにな る。したがって、変圧器は通常、油に溶けたガスを検出する監視装置を備えてい る。 重量が重くなるので、大電力変圧器は油なしで輸送される。変圧器を使用者の 場所に配置するには、新規の真空処理が必要になる。さらに、これは、タンクが 動作や検査のために開かれる度にさらに繰り返す必要のある処理である。 明らかに、こうした処理には極めて時間と費用がかかり、莫大なリソースが必 要とされ、製造と修理をするのに総時間のかなりの時間が占められる。 従来の電力変圧器の絶縁材料は変圧器の総容量の大部分を構成する。高い電力 範囲における電力変圧器では、数百立方メーターのオーダーの油の量が変圧器に 必要とされる。ジーゼル油との類似性を示す油は希薄な流体であり、引火点は比 較的低い。したがって、明らかなことに、繊維と一緒の油は、たとえば、内部の フラッシュオーバーとその結果としての油のこぼれなど、意図しない加熱の場合 の無視できない火事を引き起こす可能性がある。 さらに、特に油充填電力変圧器では、輸送問題は極めて深刻であることは明ら かである。上方電力範囲におけるこうした電力変圧器の総重量は最高１０００ト ンにもなる。変圧器の外部設計に関しては、しばしば最新の輸送事情、すなわち 、橋やトンネルなどを通過することを考慮しなければならないことは明らかであ る。 油充填電力変圧器に関して従来技術の短い要約を以下に示す。これは制限とそ の問題領域として説明される。 油充填された従来の電力変圧器は、 −変圧器を内部に入れる外部タンクを含み、変圧器はコイルと、絶縁および冷 却用の油と、様々な種類の機構的補強装置などを含む。タンクには機構上極めて 多くの要件がある、というのは油なしで変圧器を用いて、タンクは、実際的に完 全に真空になるように真空処理可能でなければならないからである。タンクには 極めて広範な製造および検査処理が必要であり、タンクの外寸法がおおきくなる と通常、必然的にかなりの輸送問題が発生することになる。 −通常、所謂圧力油冷却を含む。この冷却方法には油ポンプと、外部冷却要素 と、膨張容器と、膨張結合などを備えなければならない。 −変圧器の外部接続部とタンクの固定されたブッシュの形態の直接接続された コイル／巻線の間の電気接続を含む。ブッシュは、タンクの内部と外部に関する 絶縁要件に耐えるように設計されている。 −導体が多数の導体要素と、ストランドとに分割されるコイル／巻線を含む。 これらの導体要素やストランドは、各ストランドで誘導された電圧ができるだけ 同じになるように、さらに、ストランドの各対は誘導電圧の差ができるだけ小さ くなるように配置しなければならない。 −一部がコイル／巻線内にあり一部がコイル／巻線と他の金属部分の間の絶縁 系を含む。この絶縁系は、個々の導体要素に最も近い固体繊維またはワニスを基 剤にした絶縁物として、この外では、固定繊維と液体、もしくは気体の絶縁物と される。さらに、絶縁系の湿度が低いことが極めて重要である。 −統合部分として、油に囲まれて、電圧調整のために変圧器の高電圧巻線に通 常は接続されている負荷時タップ切換え器を含む。 −外部の部分放電、所謂コロナ放電、負荷時タップ切換え器の火花、他の障害 状態に関して無視できない火事の危険性を必然的に伴う油を含む。 −通常は油に溶けた気体を監視する監視装置を含む。この溶融は放電の場合ま たは温度の局所上昇の場合に発生する。 −損傷や事故の場合には、広範な環境損傷につながる油のもれが発生すること になる油を含む。 発明の要約 本発明の目的は主に電磁気装置を提供することにある。この装置では上記に説 明し従来技術に損傷を与える欠点の少なくとも１つまたはいくつかが除去されて いる。さらに、第２に、本発明は、電力目的のために電磁気装置の電界調整方法 と回転電気機械の磁気回路を製造する方法を提供せんとする。 主目的は、以下に示す請求項、なかんずく、請求項１ないし５の任意の項の特 徴付けられた部分で限定された装置により達成される。 広義には、本発明による設計は発生損失を抑えて、装置の動作効率が一層高く なることが分かっている、というのは本発明が絶縁系の導電体が発生させる電界 をほぼ囲むことがでできるからである。損失を低減した結果、装置の温度が低く なり、冷却の必要性が低下し、冷却装置を本発明を用いないものよりも単純な方 法で設計できる。 本発明による導体／絶縁系は柔軟なケーブルとして実現される。このことは、 これまで従来技術であった予め製造された剛巻線と比較して、製造と取付けに関 する利点があることを意味する。本発明で使用された絶縁系は、気体および液体 絶縁材料がなくなることになる。 回転電気機械としての本発明の態様に関すると、したがって、上記のΔ／Ｙ− 接続ステップアップ変圧器を除けるような高電圧で機械を作動させることができ る。すなわち、電力網に直接接続できるように、機械は最新技術による機械より かなり高い電圧で動作可能である。これは、回転電気機械を備えたシステムへの 投資コストがかなり下げられることを意味しており、システムの総効率は増加可 能である。本発明では、巻線のいくつかの箇所で、従来技術では必要であった磁 界調整手段など特定の調整手段の必要性がなくなる。他の利点は、電圧と電流の 相を互いにずらすことによって、リアクタンス効果（reactive effects）を下げ るための過小磁化や過剰磁化を得るのが一層単純になることである。 電力変圧器／リアクトルとしての本発明の態様に関しては、とりわけ、本発明 は電力変圧器への油を充填する必要性と、それに関連する問題点や欠点がなくな ることである。 巻線の設計は、長手方向の少なくとも一部に沿って、固体絶縁材料により形成 された絶縁材料と、この絶縁材料の内方の内層と、外方にある外層とは、半導電 性材料から形成されており、巻線内の装置全体に電界を囲むことが可能になる。 本明細書で使用されている用語「固体絶縁材料」とは、巻線が、たとえば油の形 態のような液体または気体絶縁材料を含んでないことを意味している。代りに、 絶縁材料は高分子材料により形成されることを意図されている。さらに、内外層 は、半導電性材料である高分子材料により形成されている。 内層と固体絶縁物はほぼ境界面全体で互いにリジッド（rigid：堅牢）に接合 されている。外層と固体絶縁物は、その間のほぼ境界面全体で互いにリジッドに 接合されている。内層は、その半導電性特性が故に、電位に関して等価になるよ うに動作し、したがって、内層の外側の電界に関して等価になるように動作する 。 外層は、半導電性材料から形成されるよう意図されており、絶縁材料のそれよ り少なくとも高い導電性をもち、接地接続または比較的低電位により、電位に関 して等価になるよう機能し、外層の内側の導電体により発生された電界をほぼ囲 む。他方で、外層の抵抗は、前記外層の電気損失を最小にするのに十分である。 絶縁材料と内外の半導電性層の間のリジッドな相互接続は、境界面のほぼ全体 にわたって均一であるのが好ましく、空隙、穴などが発生してはならない。本発 明による高電圧レベルでは、発生する電気および熱負荷が極端な要請を絶縁材料 に求める。所謂部分放電すなわちＰＤは、一般に高電圧設備における絶縁材料の 深刻な問題を生ずることが知られている。空隙、穴などが絶縁層で発生する場合 、内部コロナ放電が高電圧で発生し、絶縁材料は徐々に劣化し、その結果は絶縁 材料を介して電気的に崩壊することになる。これは電磁気装置の深刻な故障につ ながる。したがって、絶縁物は同種性（homogenous）であるのが好ましい。 絶縁物の内方の内層の導電性は、導電体のそれよりも低いが、内層が電位に関 して等価になるよう機能し、したがって、内層の外部の電界に関して等価になる よう機能するのに十分である。境界面のほぼ全体に亘って内層と電気絶縁物のリ ジッドな、すなわち空隙などがない相互接合と相まって、これは、内層の外部に おいてほぼ均一な電界を生じ、ＰＤの危険性を最小にすることを意味する。 内層と固体電気絶縁物とは、ほぼ同じ熱膨張率をもつ複数の材料により形成さ れるのが好ましい。外層と固体絶縁物に関するかぎり同じものが好ましい。これ が意味することは、内外層と固体電気絶縁物が絶縁系を形成することになり、温 度変化が境界面の破壊や崩壊を引き起こすことがないように、温度変化に基づい て、この絶縁系はモノリシック部分として均一に膨張し、均一に縮小する。した がって、内外層と固体絶縁物の間の接触面の親密性が確保され、長い動作期間中 にこの親密性を維持するような条件が整う。 絶縁系の電気負荷が減少するのは、絶縁物の周囲の半導電性材料の内外層がほ ぼ等位の表面を形成する傾向があり、この方法で、絶縁特性の電界は絶縁物の厚 みにわたってほぼ均一に崩壊されることになるからである。 高電圧と電気エネルギの送信用の送信ケーブルに関連して、半導電性材料の内 外層をもつ固体絶縁材料の絶縁物を持つように導体を設計することは周知である 。電気エネルギの送信では、絶縁物から欠点がなくなることは以前より実現され ている。しかし、送信用の高電圧ケーブルでは、電位はケーブルの長手方向に沿 って変化することはなく、基本的に同じレベルである。しかし、送信目的の高電 圧 ケーブルにおいても、雷のような一過性のできごとのために瞬時の電位差が発生 することがある。本発明によると、同封請求項による柔軟ケーブルは電磁気装置 の巻線として使用される。 少なくともいくつかが互いに絶縁されている所謂小型ストランドによって巻線 の導電体を構成することで他の改良点が達成できる。これらのストランドを比較 的小さな横断面にすることにより、好ましくはほぼ円形の、ストランドの周囲の 磁界は、磁界に関して一定の幾何形態を示すことになり、渦巻き電流の発生を最 小に抑えられる。 本発明によると、したがって、単数または複数の巻線が、少なくとも１つの導 体と前述の絶縁系を含むケーブルの形に形成されるのが好ましい。ケーブルの内 層は、導体のストランドの周囲に延在している。この半導電性内層の外側には、 固体絶縁材料の形態のケーブルの主絶縁物がある。 本発明による半導電性外層は、導体に沿って電位等価が確保されるような電気 特性を示している。しかし、外層は、誘導電流が表面に沿って流れるような導電 特性を示さない場合がある。このことは損失を引き起こして、次いで、不本意な 熱負荷を生み出す場合がある。内外層では、同封請求項８と９で限定された抵抗 の値（２０℃における）は有効である。半導電性の内層に関して、電界に対して 電位の等価を確保するほど十分な電気導電性をもつ必要があるが、同時に、この 層は電界による包囲が確保されるような抵抗をもたなければならない。内層は導 体の表面のでこぼこを均一化し、等電位表面を形成し、固体絶縁物との境界面を 高度表面仕上げすることが重要である。内層の厚みは変化するよう形成されるが 、導体および固体絶縁部に関して平坦な表面を確保するように、厚みは０．５と １ｍｍの間であるのが適切である。 電磁装置において本発明により使用されるこうした柔軟な巻線ケーブルはＸＬ ＰＥ（架橋ポリエチレン）ケーブルまたはＥＰ（エチレン−プロピレン）ゴム絶 縁物またはシリコーンなどの他のゴムを備えたケーブルの改良物である。改良物 は、なかんずく、導体のストランドに関して新しい設計を含む。少なくともいく つかの実施例では、ケーブルを機構面から保護するために外方ケースは備えてい ない。しかし、本発明によると、導電金属シールドと、半導電性外層の外部マン テルとを構成することが可能である。次いで、金属シールドは、たとえば雷に対 して外部の機構上および電気面からの保護特性を備えている。半導電性内層は導 電体の電位にあるのが好ましい。この目的のためには、導電体の複数のストラン ドの少なくとも１つは絶縁されておらず、半導電性内層への良好な電気接触が確 保されるよう構成される。代りに、様々なストランドは半導電性内層と電気接触 することができる。 上記のケーブルの製造変圧器またはリアクトルの巻線は、従来の電力変圧器／ リアクトルと本発明の電力変圧器／リアクトルとの間の電界分配に関する飛躍的 な差異を必然的に生ずる。本発明によるケーブル形成巻線を備えた決定的な利点 は、電界が巻線に囲まれており、半導電性外層の外の電界がなくなることである 。電流が流れる導体により達成された電界は、固体主絶縁物でしか発生しない。 設計の視点と製造の視点からは、このことはかなりの数の利点をもたらす。 −変圧器の巻線は、電界分配を考慮することなく形成可能であり、背景技術に 基づいて述べられたとストランドの交叉（transposition)を除ける。 −変圧器のコア設計は、任意の電界分配を考慮する必要なく形成できる。 −巻線の電気絶縁のためには油は不必要である。すくなとも、巻線の周りの媒 体は空気の場合もある。 −変圧器の外部接続部と、直接接続されたコイル／巻線の間の電気接続には特 殊な接続部は不必要である、というのは、従来の工場施設とは異なり、電気接続 は巻線と統合されているからである。 −本発明による電力変圧器に必要となる製造および検査技術は、従来の電力変 圧器／リアクトルの技術よりもかなり単純である、というのは背景技術の説明に 基づいて説明された含浸、乾燥および真空処理は不必要なためである。このため かなり製造時間は短くなる。 −本発明による絶縁技術を用いることで、従来技術で与えられた変圧器の磁気 部分を発展させるのにかなりの可能性が提供される。 回転電気機械として本発明を適用する場合、固定子への熱負荷はほぼ減少する 。したがって、機械の一時的な過重負荷はそれほど重要ではなく、損傷が発生す る危険なく一層長い時間間隔で過重負荷で機械を駆動することが可能になる。動 作障害の場合に、法により要求される配送要件を確保するために他の機器に迅速 に切換えるよう今日要請されている電力発電施設の所有者にはかなりの利点をも たらすことになる。 本発明による回転電気機器では、保守のコストをかなり抑えることができる、 というのは機器を電力網に接続するために、変圧器と回路遮断器をシステムに備 える必要はなくなる。 巻線ケーブルの半導電性外層は接地電位に接続されるように意図されているこ とを上記にすでに説明した。その目的は、巻線ケーブルの全長にわたって層をほ ぼ接地電極に保持することである。半導電性外層を巻線ケーブルの長手方向に沿 って複数の部分に切断して、個々の層部分が直接接地電極に接続可能にすること で半導電性外層を分割することが可能である。この様にして、巻線ケーブルの長 手方向に沿って一層高度な均一性が達成される。 固体絶縁物と内外層は、たとえば、押出し成型などにより達成可能なことは上 記に述べられている。しかし、他の技術も十分に可能である。たとえば、こうし た内外層と絶縁物を材料を塗布することにより導体／巻線に形成することが可能 である。 巻線ケーブルは円形横断面をもつよう設計されることが好ましい。しかし、よ り良い密封密度を達成するのが好ましい場合には他の横断面を使用することがで きる。 回転電気機械の電圧を確立するためには、磁芯のスロットの複数の連続する回 にケーブルを配置する。コイル端交叉の数を減らすように、巻線は多層同心ケー ブル巻線として設計可能である。一層上手に磁芯を利用できるようにケーブルは テーパー状絶縁物で形成される。この場合にはスロットの形状は巻線のテーパー 状の絶縁物に適応可能である。 本発明による回転電気機械の顕著な利点は、電界は外方半導電性体の外部のコ イル端領域においてゼロ付近にあることと、外方ケースを接地電極におくと、電 界を調整する必要はないことである。このことは、シート内、コイル端部領域ま たはその間の遷移部において電界は集中しないことを意味している。 本発明は、同封請求項４０の電力目的用の電磁気装置における電界調整方法に も関する。 本発明は同封請求項４１による磁気回路、すなわち柔軟性ケーブルを製造する 方法にも関する。このケーブルは巻線として使用されている回転電気機械の磁芯 の複数のスロットの複数の開口部にねじ込まれる。ケーブルは柔軟なので、折り 曲げられ、ケーブル長はコイルの複数回にわたる。コイル端部はケーブルの複数 の折曲げ帯から構成されることになる。ケーブルの特性がケーブル長にわたって 一定になるようにケーブルも結合可能である。この方法は、最新技術と比較して も、かなりの単純化を必然的に伴う。所謂ロエベル（Roebel）棒は、柔軟ではな いにもかかわらず、望ましい形状に形成する必要がある。コイルの含浸も、今日 の回転電気機械の製造時には、過度に複雑で極めて複雑で高価な技術である。 要約するために、本発明の回転電気機械は、対応する従来技術の機械に関連し てかなりの数の重要な利点を意味している。第１に、回転電気機械はあらゆる種 類の高電圧で電力網に直接接続可能である。本明細書で、高電圧とは、１０ｋＶ および電力網に対して発生する最高電圧レベルを越える電圧を意味する。他の重 要な利点は、たとえば接地電位のような選択電位が巻線全体に沿って一貫して導 通されていることである。このことは、コイル端部領域が緊密になっており、コ イル端部領域の補強手段を実際面での接地電位または他の任意の選択電位にでき ることを意味している。他の重要な利点は、油を基剤とした絶縁系と冷却システ ムは、電力変圧器／リアクトルに関して上記に指摘されたように、回転電気機械 には備えられてないことである。このことは、密封問題は発生しないし、前述の 誘電リングは不必要なことを意味する。さらなる利点は、あらゆる強勢冷却が接 地電位になることである。 図面の簡単な説明 同封図面を参照しながら、本発明の実施例の一層具体的な説明が以下に続く。 図面では、 図１は、現修正標準ケーブルに含まれた部分を示す部分的な断面である。 図２は、本発明による磁気回路の扇型／電極ピッチの軸方向の端面図である。 図３は、従来の電力変圧器／リアクトルの巻線の周りの電界分配を示す図であ る。 図４は、本発明による電力変圧器の実施例を示す透視図である。 図５は、図１に関して変形され複数の電気導体を備えたケーブル構造を示す横 断面図である。 図６は、複数の電気導体を含むが図５のそれとは異なる構成の他のケーブル構 造の横断面図である。 本発明の望ましい実施の形態の説明 図１と図２による回転電気機械 本発明の説明に応じて磁気回路を製造することができる重要な条件は、絶縁物 とその内方に配置された１つまたは複数の電気導体の間の半導電性内層またはケ ースと絶縁物の外に配置された半導電性外層またはケースを備えた固体電気絶縁 物をもつ導体ケーブルを巻線に使用することである。こうしたケーブルは他の電 力技術分野、すなわち、送電用に標準ケーブルとして使用可能である。実施例を 記載するために、最初に、標準ケーブルを簡単に説明する。内方の電流伝達導体 は複数の非絶縁ストランドを含む。ストランドの周囲には半導電性内層（semico nducting inner layer）がある。この半導電性内層の周りには、固体絶縁物の絶 縁層がある。固体絶縁物は電気損失が低く強度が飛躍的に高い重合材料により形 成される。具体的な例としては、ポリエチレン（ＰＥ）、特に架橋結合ポリエチ レン（ＸＬＰＥ）やエチレン−ポリプロピレン（ＥＰ）が挙げられる。半導電性 外層の周りに、金属シールと外方絶縁ケースが備えれらている。半導電性層は、 たとえば導電性煤またはカーボンブラックなどの導電性構成要素を含むエチレン −共重合体などの重合材料から構成される。こうしたケーブルは以下に電力ケー ブルと呼ばれる。 回転電気機械の巻線用のケーブルの好ましい実施例が図１に示されている。ケ ーブル１は、交差された（transposed）非絶縁および絶縁ストランドを含む電流 伝送導体２を含むものとして図面に説明されている。電磁気的に交差され、押出 し成型された絶縁ストランドも可能である。これらのストランドは複数の層に並 べられたり交差配置されている。導体の周囲に、固体絶縁材料の同質性の層によ り囲まれる半導電性体の内層３がある。絶縁物４には、液体または気体の絶縁材 料は全く使われてない。この層４は半導電性外層５により囲まれている。好まし い実施例の巻線として使用されたケーブルには金属シールドと外部さやを備えて いるが、必ずしも備える必要はない。半導電性外層５における誘導電流とそれに 関連した損失を回避するために、これは、好ましくはコイル端部において、すな わち、シート積重ねから端部巻線への遷移部分において切り取られる。切取りは 、外部半導電性層５が複数の部分に分けられて、これらの部分はケーブルに沿っ て分配され互いに電気的に完全にまたは部分的に分離されるように切取りが実行 される。次いで、各切取り部分が接地され、外方半導電性層５が、ケーブル長全 体で接地電極またはその付近に維持される。このことは、コイル端部の固体絶縁 巻線の周りで、接触可能表面と、しばらく使用した後で汚くなる表面が接地に対 して無視できる程度の電位を保持するにすぎず、発生する電界も無視しうるもの である。 回転電気機械を最適化するために、スロットと歯それぞれに関する磁気回路の 設計は決定的に重要である。上記のように、スロットはできるだけ緊密にコイル 辺のケースに接続されるのが好ましい。歯は放射基準ではできるだけ広くするの が好ましい。これは、機械の損失、磁化要件などを最小にするのに重要である。 上記のケーブルなどの巻線の導体についてみると、様々な視点から磁芯を最適 化する可能性が高いことがわかる。以下に述べるように、回転電気機械の固定子 の磁気回路が参照される。図２は本発明による機械の扇型／電極ピッチ６の軸方 向の端面の実施例を示す。回転子電極を備えた回転子は７で示されている。従来 の方式では、固定子は、扇型シートから連続して構成された複数の電気シートの 積層コアから構成されている。放射方向最外端に配置されたコアの後部８から、 多数の歯９は回転子にむけて放射方向内側に延在している。歯の間には、対応す る数のスロット１０がある。他のものの中で上記によるケーブル１１を使用する と、高電圧機械のスロットの深さは最新技術により可能なものより大きくなる。 スロットの横断面は回転子方向にテーパー状になっている、というのはケーブル 絶縁の必要性が各巻線層当りに空気間隙に向かうにつれて低くなるからである。 図面から明らかなように、スロットは巻線の各層の周囲の円形横断面１２から構 成され、層間の腰部１３は狭くなっている。いくぶん調整すると、こうしたスロ ットの横断面は「サイクル連鎖スロット」と呼ぶことができる。図２に示す実施 例では、３つの異なる寸法のケーブル絶縁物をもつケーブルが使用され、３つの 対応する寸法の区分１４、１５および１６に並べられ、すなわち、実際には、修 正サイクル連鎖スロットが確保されることになる。図面はさらに、回転子の歯は スロット全体の深さ方向の実際上一定の放射方向の幅をもつように整形可能であ ることを示している。 他の実施例では、巻線として使用されるケーブルは上記のような従来の電力ケ ーブルである。外方の半導電性シールドの接地は、適切な位置の金属シールドと ケーブルのさやをはぎ取ることで行われる。 本発明はその範囲内に、絶縁物と外方半導電性層などに関するかぎりは利用可 能なケーブル寸法に応じて、多数の代替実施例を包括している。さらに、所謂サ イクル連鎖スロットを備えた実施例は、本明細書に記載されたより多く修正可能 である。 上記のように、磁気回路は回転電気機械の回転子および／または回転子に配置 可能である。しかし、磁気回路の設計はおおまかには、磁気回路が固定子および ／または回転子に配置されていようがいまいが、上記の説明に対応している。 巻線として、多層の同心状ケーブル巻線として記載可能な巻線を使用するのが 好ましい。こうした巻線は、放射方向に互いから外側にすべてのコイルを同じグ ループ内に配置することでコイル端における交叉部の数が最小になることを意味 している。これにより、様々なスロットにおける固定子巻線の製造と巻装の方法 が単純になる。本発明で使用されたケーブルは比較的容易に柔軟になるので、巻 線は比較的単純な巻装動作により獲得でき、柔軟ケーブルはスロット１０にある 開口部１２に巻装される。 電力変圧器／リアクトル（図３と図４） 図３は、従来の電力変圧器／リアクトルの巻線の周りの電界分配の単純化基本 図をしめす。ここで、１７は巻線で、１８は磁芯で、１９は等電位線、すなわち 、同じ大きさの電界をもつ線を示す。巻線の下方部分は接地電位にあると仮定さ れている。 電位分配は絶縁系の構成を判定する、というのは巻線の隣接ターンの間と各タ ーンと接地の間を十分に絶縁する必要があるからである。したがって、図面は、 巻線の上方部分は最高の絶縁負荷を被っていることを示している。磁芯に対する 巻線の設計と位置は、実質的には磁芯の窓の電界分配により上記の方法で判定さ れる。 本発明による乾燥電力変圧器／リアクトルに含まれた巻線に使用可能なケーブ ルが図１を参照して説明されてきた。上記のように、変圧器／リアクトルの他の 領域の過剰な電気ひずみを防ぐためなどの特殊な目的のために、ケーブルは他の 追加外層を備えることが可能である。設計寸法の視点から、該当のケーブルの導 体面積は２から３０００mm²であり、外方ケーブル寸法は２０ないし２５０mmで ある。 本発明の要約に基づいて説明されたケーブルから製造された電力変圧／リアク トルの巻線は、磁芯が整形される方法から独立して、単層、３層、多層変圧器／ リアクトルに使用できる。１つの実施例は図４に示されている。図４は３層積層 コア変圧器を示す。磁芯は、従来のように、３つのコア翼２０、２１および２２ と保持ヨーク２３と２４から構成される。図示の実施例では、コア翼とヨークの 断面はテーパー状である。 コア翼の周囲に同心円状に、ケーブルと共に形成されている複数の巻線が配置 されている。明らかなことであるが、図４の実施例は３つの同心状の巻線ターン ２５、２６および２７を備えている。最内巻線ターン２５は主巻線を表し、他の ２つの巻線ターン２６と２７は２次巻線を表す。あまりに多くの細部を図面に描 きすぎないようにするために、巻線の接続部は図示されてない。そうでない場合 には、図示の実施例では、異なる機能をもつ隔置棒２８と２９は巻線の周囲のい くつかの点に配置される。間隔棒は、冷却や補強などのために同心円状の巻線タ ーン間に空間を確保するよう意図された絶縁材料から形成可能である。これらの 間隔棒２はさらに、巻線の接地系の一部を形成するために導電材料からも形成で きる。 代替ケーブルの設計 図５に示すケーブルの変形例では、前述と同じ参照番号が使用されており、た だし、実施例を特徴づけるよう文字ａが追加されている。本実施例では、ケーブ ルは、絶縁物４ａにより互いに分離されている複数の導電体２ａを含む。言い換 えると、絶縁物４ａは個々の隣接する導電体２ａ間とその導電体と周囲の間の両 方の絶縁物として作用する。様々な導電体２ａが異なる方式で配置可能であり、 ケーブルの横断面形状は可変である。図５に示す実施例では、導体２ａが直線上 に配置されるように図示されている。ケーブルの横断面形状は比較的平坦である 。このことから、ケーブルの横断面形状は広い範囲内で変化可能であると結論を 下せる。 図５では、隣接する導電体間に、位相電圧より小さい電圧があると考えられて いる。具体的には、図５の導電体２ａは、巻線の様々な回転により形成されてい ると考えられる。このことは、こうした隣接する導体の間の電圧が比較的低いこ とを意味している。 前述のように、半導電性の外層５ａは固体電気絶縁材料物による絶縁物４ａの 外にある。半導電性材料の内層３ａは前記導電体２ａのそれぞれの周囲に配置さ れている。すなわち、これらの導体それぞれはそれ自体の周囲の半導電性内層３ ａを備えている。したがって、個々の導電体に関する限りこの層３ａは電位が同 じようになるよう動作する。 図６の変形例は以前と同じ参照番号を使用している、ただし、実施例を特徴づ ける文字ｂが追加されている。さらにこの場合には、複数、具体的には３つの導 電体２ｂがある。位相電圧はこれらの導電体間にあるように想定されている。す なわち、この電圧は、図５の実施例の導電体２ａの間に発生する電圧より高い。 図６では、半導電性の内層３ｂがあり、その内側に導電体２ｂが配列されている 。しかし、導電体２ｂのそれぞれはそれ自体の他の層３０により囲まれている。 その層の特性は内層３ｂに関して上記に説明した特性に相当する。各他の層３０ とその周囲に配置された層３ｂの間に、絶縁材料がある。したがって、層３ｂは 、導電体に属している半導電性材料の他の層３０の外の電位等価層として現れて いる。前記の他の層３０は導体と同じ電位に配置されるよう各導電体２ｂに接続 される。 実現可能な変更 本発明が上記の実施例に限られているだけではないことは明らかである。した がって、本技術に習熟した人なら、本発明の基本概念はこの概念から逸脱しない 限りは、多くの詳細な変更が同封の請求項に限定されているように可能であるこ とが十分に理解できるであろう。例として、本発明は上記に例示された特定の選 択された材料に制限されるだけではないことが指摘される。本発明による絶縁系 の製造に関する限り、様々な層間に類似性があれば押出し成型や吹付け以外の他 の技術が可能であることが指摘されている。さらに、他の等電位層も並べられる ことが指摘されている。たとえば、半導電性材料の１つまたは複数の等電位層を 、上記の「内」および「外」として指定された層の間の絶縁物に配置することが 可能になる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１０月６日（１９９８．１０．６） 【補正内容】 請求の範囲 １． 絶縁系を有する少なくとも１つの導電体を含んだ磁界生成電気回路を備 えた電磁気装置であって、 前記絶縁系は、固体絶縁系により形成された電気絶縁物（４）と、前記絶縁物 の外側に、前記絶縁物のよりも高い導電性をもつ外層（５）を含み、接地電位ま たは比較的低い電位に接続することで、外層を、等電位になるように作用させて 、さらに前記外層（５）の内方の前記導電体（２）により発生する電界をほぼ囲 むように作用させることができ、 前記絶縁系は、前記絶縁物（４）の内側に、内層（３）を含み、前記少なくと も１つの導電体（２）は前記内層（３）の内側に配置され、 前記内層の導電性は前記導電体のそれよりも低いが、前記内層が電位を等価さ せるよう作用し、したがって、前記内層（３）の外側の電界について等価にさせ るように作用させるのに十分であることを特徴とする前記電磁気装置。 ２． 絶縁系を有する少なくとも１つの導電体（２）を含んだ電磁気装置であ って、 前記絶縁系は少なくとも２つの電位層（３，５）と、それらの層の間に、固体 絶縁材料から構成される電気絶縁物（４）を含み、前記電位層と前記固体絶縁物 とはほぼ同じ熱特性を示すことを特徴とする電磁気装置。 ３． 前記少なくとも１つの導体（２）は少なくとも１つの誘導ターンを形成 することを特徴とする請求項１または２記載の装置。 ４． 前記内層および／または外層（３、５）は半導電性材料を含むことを特 徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置。 ５． 前記内層（３）および／または前記外層（５）の抵抗値は１０^-6Ωｃｍ から１００ｋΩｃｍであり、好適には１０^-3から１０００Ωｃｍであり、望まし くは１−５００Ωｃｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記 載の装置。 ６． 前記内層（３）および／または前記外層（５）は、層のメータ当りの抵 抗が５０μΩから５ＭΩの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれ か１つに記載の装置。 ７． 前記固体絶縁物（４）と前記内層（３）および／または前記外層（５） は、重合体材料により形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つ に記載の装置。 ８． 前記内層（３）および／または前記外層（５）および前記固体絶縁物（ ４）は、境界のほぼ全面を介して互いにリジッドに接続されていることを特徴と する請求項１〜７のいずれか１つに記載の装置。 ９． 前記内層（３）および／または前記外層（５）および前記固体絶縁物（ ４）は、ほぼ同じ熱膨張率を示す材料により形成されていることを特徴とする請 求項１から８のいずれか１つに記載の装置。 １０． 前記固体絶縁物（４）は、押出し成型により得られることを特徴とす る請求項１〜９のいずれか１つに記載の装置。 １１． 前記内層（３）および／または前記外層（５）は、前記固体絶縁物（ ４）の押出し成型と同時に押出し成型により形成されることを特徴とする請求項 １０記載の装置。 １２． 前記導体（２）とその絶縁系は、柔軟なケーブル（１）により形成さ れた巻線を構成することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の装 置。 １３． 前記ケーブルの前記少なくとも１つの導電体の面積は２０００ないし ３０００ｍｍ²であり、前記ケーブルの外径は２０ないし２５０ｍｍであること を特徴とする請求項１２に記載の装置。 １４． 前記内層（３）および／または前記外層（５）は導電性の構成要素を 含む重合体材料から成ることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載 の装置。 １５． 前記内層（３）は、前記少なくとも１つの導電体（２）に電気的に接 触していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の装置。 １６． 前記少なくとも１つの導電体（２）は、複数のストランドを含み、前 記導電体の少なくとも１つのストランドは、少なくとも部分的には絶縁されてお らず、前記外層（３）と電気的に接触するよう並べられていることを特徴とする 請求項１５記載の装置。 １７． 前記内層（３ｂ）の内側に、互いに絶縁された複数の導電体（２ｂ） が設けられていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載の装置 。 １８． 任意の前述の請求項による内層（３ａ）は、前記複数の導電体のそれ ぞれの周囲に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。 １９． 前記内層（３ｂ）の内側には、前記複数の導体（２ｂ）のそれぞれの 周囲に他の層が配置され、前記他の層（３０）は前記内層の特性に相当する特性 を有することを特徴とする請求項１７に記載の装置。 ２０． 前記導電体（２）とその絶縁系は、高電圧に対して設計され、その高 電圧は１０ｋＶより高いのが適切であり、さらに３６ｋＶより高いことが特に適 切であり、さらに７２．５ｋＶを越えるものであることが望ましいことを特徴と する請求項１〜１９のいずれか１つに記載の装置。 ２１． 前記外層（５）は、複数の部分に分割され、それら複数部分は個別に 接地電位または低電位に接続されていることを特徴とする請求項１〜２０のいず れか１つに記載の装置。 ２２． 回転電気機械から構成されることを特徴とする請求項１〜２１に記載 の装置。 ２３． 前記回転電気機械の磁界生成電気回路は、前記機械の固定子および／ または回転子に配置されていることを特徴とする請求項２２記載の装置。 ２４． 前記磁界生成回路は、巻線（１）用の複数のスロット（１０）をもつ １つまたは複数の磁芯（１８）を含むことを特徴とする請求項２２または２３に 記載の装置。 ２５． 前記外層（５）を接地電極に接続すると、前記外層の外の機械の電界 は前記スロット（１０）とコイル端領域の両方においてゼロ付近になることを特 徴とする請求項２２〜２４のいずれか１つに記載の装置。 ２６． 前記複数のスロット（１０）は、円筒形開口部の間の狭いくびれ部分 （１３）により分離された多数の円筒形開口部（１２）として形成されているこ とを特徴とする請求項２２〜２５のいずれか１つに記載の機械。 ２７． 前記スロット（１０）の開口部の横断面は、前記磁芯の後部（８）か らみて減少していることを特徴とする請求項２６記載の機械。 ２８． 前記スロット（１０）の横断面は、連続的または不連続的に減少する ことを特徴とする請求項２７記載の機械。 ２９． 発電機、モータまたは同期補償機から構成されていることを特徴とす る請求項２２〜２８のいずれか１つに記載の機械。 ３０． 前記発電機は、水力発電機またはターボ発電機であることを特徴とす る請求項２９記載の機械。 ３１． 中間変圧器なしに、高電圧、特に３６ｋＶ以上の電力網に直接接続さ れることを特徴とする請求項２２〜３０のいずれか１つに記載の機械。 ３２． 電力変圧器／リアクトルにより構成されることを特徴とする請求項１ 〜２１のいずれか１つに記載の装置。 ３３． 磁芯を含むことを特徴とする請求項３２記載の電力変圧器／リアクト ル。 ３４． 空巻式であり、磁芯なしで形成されていることを特徴とする請求項３ ２または３３に記載の電力変圧器／リアクトル。 ３５． 少なくとも２つの直流電気的に分離された巻線を含み、前記巻線（２ ５−２７）が同心円状に巻かれていることを特徴とする請求項３２〜３４のいず れか１つに記載の電力変圧器／リアクトル。 ３６． 請求項１〜３５のいずれかに記載の１つまたは複数の電磁気装置を備 えた高電圧発電施設または電力網。 ３７． 少なくとも１つの導電体（２）とその外側の電気絶縁物（４）とを有 する少なくとも１つの巻線（１）を含んだ磁界生成回路を備えた電磁気装置にお いて電界を調整する方法であって、 前記絶縁物（４）は固体絶縁材料により形成され、前記絶縁物の外側に外層（ ５）が設けられ、前記外層（５）は接地電位または比較的低い電位に接続され、 その導電性は前記絶縁物（４）のそれよりは高いが、前記導電体（２）のそれよ りは低く、電位を等価させるよう機能し、電界が前記外層（５）の内部の巻線に ほぼ囲まれ、内層（３）が前記固体絶縁物（４）の内側に設けられ、前記少なく とも１つの導電体（２）は前記内層（３）の内部に備えられており、前記内層（ ３）の導電性は前記導電体より低いが、前記内層を前記内層（３）の外側の電界 について等価するように作用させるのに十分であることを特徴とする前記方法。 ３８． 前記磁気回路は前記回転電気機械の固定子および／または固定子に配 置され、巻線用の複数のスロット（１０）をもつ磁芯（８）を含み、前記スロッ トが開口部（１２）で形成されている、回転電気機械の磁気回路を製造する方法 であって、 柔軟な高電圧ケーブル（１）が巻線として使用され、この高電圧ケーブルが開 口部（１２）に巻装されることを特徴とする前記方法。 ３９． 絶縁系を有する少なくとも１つの導電体（２）を含んだケーブルの使 用であって、前記絶縁系は少なくとも２つの電位層とこれらの層の間に設けられ た固体電気絶縁材料からつくられる絶縁物とを含み、前記電位層と前記固体絶縁 物はほぼ同じ熱特性を示す、ケーブルを、電磁気装置に磁界生成巻線を形成する ための使用。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，Ｙ Ｕ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 絶縁系をもつ少なくとも１つの導電体を備えた磁界生成電気回路を含む 電磁気装置であって、前記絶縁系は、固体絶縁系により形成された電気絶縁物（ ４）と、前記絶縁物の外側に、前記絶縁物のよりも高い導電性をもつ外層（５） を含み、接地電位または比較的低い電位に接続することで、外層を、等電位にな るように作用させて、さらに前記外層（５）の内方の前記導電体（２）により発 生する電界をほぼ囲むように作用させることができることを特徴とする前記電磁 気装置。 ２． 前記絶縁系は、前記絶縁物（４）の内部に、内層（３）を含み、前記少 なくとも１つの導電体（２）は内層の内部に配置され、前記内層の導電性は導電 体のそれより低いが、前記内層が電位を等しくするよう作用し、したがって、前 記内層（３）の外部の電界に関しても電位を等しくするよう作用するのに十分で あることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３． 絶縁系をもつ少なくとも１つの導電体を備えた磁界生成電気回路を含む 電磁気装置であって、前記絶縁系は、固体絶縁材料により形成された電気絶縁物 （４）と、その内側に、内層（３）を含み、前記少なくとも１つの導電体（２） が前記内層（３）の内側に備えられており、前記内層の導電性は導電体のそれよ り低いが前記内層が前記内層（３）の外部の電界に関して等電位化するよう作用 するのに十分であることを特徴とする前記電磁気装置。 ４． 前記絶縁物の外部の絶縁系は、外層（５）を含み、前記外層の導電性は 前記絶縁物のそのより高く、接地電位または比較的低い電位に接続することで、 前記外層を、電位を等しくさせるよう作用させて、さらに前記外層（５）の内方 で、前記導電体（２）により発生した電界をほぼ囲むよう作用させることを特徴 とする請求項３に記載の装置。 ５． 絶縁系をもつ少なくとも１つの導電体（２）を含む電磁気装置であって 、前記絶縁系は、少なくとも２つの電位層（３、５）と、これらの層の間で、固 体絶縁材料から構成される電気絶縁物（４）とを含み、前記電位層と固体絶縁物 はほぼ同様の熱特性を示すことを特徴とする前記電磁気装置。 ６． 前記少なくとも１つの導体（２）は少なくとも１つの誘導ターンを形成 することを特徴とする任意の前述の請求項による装置。 ７． 前記内層および／または外層（３、５）は半導電性材料を含むことを特 徴とする任意の前述の請求項による装置。 ８． 前記内層（３）および／または前記外層（５）の抵抗値は１０^-6Ωｃｍ から１００ｋΩｃｍであり、１０^-3から１０００Ωｃｍが適切で、１−５００Ω ｃｍが好ましいことを特徴とする任意の前述の請求項による装置。 ９． 前記内層（３）および／または前記外層（５）の抵抗は、層の長手方向 のメータ当り５０μΩないし５ＭΩであることを特徴とする任意の前述の請求項 による装置。 １０． 前記固体絶縁物（４）と前記内層（３）および／または前記外層（５ ）は重合体材料により形成されることを特徴とする任意の前述の請求項による装 置。 １１． 前記内層（３）および／または前記外層（５）および前記固体絶縁物 （４）は境界のほぼ全体を介して互いにリジッドに接続されていることを特徴と する任意の前述の請求項による装置。 １２． 前記内層（３）および／または前記外層（５）および前記固体絶縁物 （４）は、ほぼ同じ熱膨張率を示す材料により形成されていることを特徴とする 任意の前述の請求項による装置。 １３． 前記固体絶縁物（４）は押出し成型により得られることを特徴とする 任意の前述の請求項による装置。 １４． 前記内層（３）および／または前記外層（５）は、前記固体絶縁物 （４）の押出し成型と同時に押出し成型により形成されることを特徴とする請求 項１３に記載の装置。 １５． 前記導体（２）とその絶縁系は柔軟なケーブル（１）により形成され た巻線を構成することを特徴とする請求項１５に記載の装置。 １６． 前記ケーブルの少なくとも１つの導電体の面崎は２０００ないし３０ ００mm²であるが、前記ケーブルの外径は２０ないし２５０mmであることを特徴 とする請求項１５に記載の装置。 １７． 前記内層（３）および／または前記外層（５）は導電性の構成要素を 含む重合体材料から成ることを特徴とする任意の前述の請求項に記載の装置。 １８． 前記内層（３）は少なくとも１つの導電体（２）に電気的に接触して いることを特徴とする請求項２ないし１７の任意の項に記載の装置。 １９． 前記少なくとも１つの導電体（２）は多数のストランドを含み、前記 導電体の少なくとも１つのストランドは少なくとも部分的には絶縁されておらず 、前記外層（３）と電気的に接触するよう並べられていることを特徴とする請求 項１８に記載の装置。 ２０． 前記内層（３ｂ）の内部に、互いに絶縁された複数の導電体（２ｂ） があることを特徴とする請求項２ないし１９の任意の項による装置。 ２１． 任意の前述の請求項による内層（３ａ）は前記複数の導電体のそれぞ れの周囲に配置されていることを特徴とする請求項２０に記載の装置。 ２２． 前記内層（３ｂ）の内側には、前記複数の導体（２ｂ）のそれぞれの 周囲に複数の他の層が配置され、前記他の層（３０）の特性は前記内層の特性に 相当することを特徴とする請求項２０に記載の装置。 ２３． 前記導電体（２）とその絶縁系は、高電圧、１０ｋＶより高いのが適 切で、中でも３６ｋＶより高いのが特に適切で、７２．５ｋＶを越えるのが好ま しいことを特徴とする任意の前述の請求項に記載の装置。 ２４． 前記外層（５）は複数の部分に分割され、それら複数部分は個別に接 地電位または低電位に接続されていることを特徴とする請求項１ないし２および ４ないし２３の任意の項に記載の装置。 ２５． 回転電気機械から構成されることを特徴とする任意の前述の請求項に 記載の装置。 ２６． 前記回転電気機械の磁界生成電気回路は前記機械の固定子および／ま たは回転子に配置されていることを特徴とする請求項２５に記載の装置。 ２７． 前記磁界生成回路は前記巻線（１）用の複数のスロット（１０）をも つ１つまたは複数の磁芯（１８）を含むことを特徴とする請求項２５ないし２６ の任意の項に記載の装置。 ２８． 前記外層（５）を接地電極に接続すると、前記外層の外の機械の電界 は前記スロット（１０）とコイル端領域の両方においてゼロ付近になることを特 徴とする請求項２５ないし２７に記載の装置。 ２９． 前記複数のスロット（１０）は、円筒形開口部の間の狭いくびれ部分 （１３）により分離された多数の円筒形開口部（１２）として形成されているこ とを特徴とする請求項２５ないし２８の任意の項に記載の機械。 ３０． 前記スロット（１０）の開口部の横断面は、前記磁芯の後部（８）か ら考えると、減少していることを特徴とする請求項２９に記載の機械。 ３１． 前記スロット（１０）の横断面は連続的または不連続的に減少するこ とを特徴とする請求項３０に記載の機械。 ３２． 発電機、モータまたは同期補償機から構成されていることを特徴とす る請求項２５ないし３１の任意の項に記載の機械。 ３３． 前記発電機は水力発電機またはターボ発電機であることを特徴とする 請求項３２に記載の機械。 ３４． 中間変圧器なしに、高電圧、特に３６ｋＶ以上の電力網に直接接続さ れることを特徴とする請求項２５ないし３３の任意の項に記載の機械。 ３５． 電力変圧器／リアクトルにより構成されることを特徴とする請求項１ ないし２４の任意の項に記載の装置。 ３６． 磁芯を含むことを特徴とする請求項３５に記載の電力変圧器／リアク トル。 ３７． 空巻なので、磁芯なしで形成されている請求項３５または３６に記載 の電力変圧器／リアクトル。 ３８． 少なくとも２つの直流電気式に分離された巻線を含み、前記巻線（２ ５−２７）が同心円状に巻かれていることを特徴とする請求項３５ないし３７の 任意の項に記載の電力変圧器／リアクトル。 ３９． 請求項１ないし３８の任意の項に記載の１つまたは複数の電磁気装置 を含む高電圧発電施設または電力網。 ４０． 少なくとも１つの導電体（２）とその外部の電気絶縁物（４）を備え た少なくとも１つの巻線（１）をもつ磁界生成回路を含む電磁気装置において電 界を調整する方法であって、前記絶縁物（４）は固体絶縁材料により形成され、 外層（５）は前記絶縁物の外部に備えられており、前記外層（５）は接地電位ま たは比較的低い電位に接続され、その導電性は前記絶縁物（４）のそれより高い が、前記導電体（２）のそれより低く、電位を等価させるよう機能し、電界が前 記外層（５）の内部の巻線にほぼ囲まれることを特徴とする前記方法。 ４１． 回転電気機械の磁気回路を製造し、前記磁気回路は前記回転電気機械 の固定子および／または固定子に配置され、巻線用の複数のスロット（１０）を もつ磁芯（８）を含み、前記スロットが開口部（１２）で形成されている方法で あって、柔軟なケーブル（１）は巻線として使用され、このケーブルが開口部（ １２）に巻装されることを特徴とする前記方法。 ４２． 少なくとも２つの電位層を含む絶縁系と、これらの層の間に、固体電 気絶縁材料からつくられる絶縁物を備えた少なくとも１つの導電性（２）を含み 、前記電位層と前記固体絶縁物がほぼ同じ熱特性を示し、電磁気装置に磁界生成 巻線を形成するケーブルの使用。