JP2001527373A

JP2001527373A - 変電所

Info

Publication number: JP2001527373A
Application number: JP2000525896A
Authority: JP
Inventors: マッツ、レイヨン; ラルス、ウォルフリッドソン
Original assignee: エービービーエービー
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2001-12-25
Also published as: WO1999033074A3; WO1999033074A2; AU1515599A; CN1279813A; NO20002704D0; SE9704455L; CA2311748A1; EP1034547A2; NO20002704L; SE512105C2; SE9704455D0

Abstract

(57)【要約】この変電所は、少なくとも１つの開閉装置と、少なくとも１つの電気導体（２）を含む少なくとも１つの巻線（１）を有する少なくとも１台の変圧器またはリアクトルとを備えている。電気導体は絶縁系を有する。この絶縁系は、固体絶縁材料で形成された絶縁部（４）と、その絶縁部の内側に電気導体よりも低いが電位を均等化し、外部の電界を均等化するのに充分な導電率を有する内層（３）とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の分野および先行技術本発明は、少なくとも１つの開閉装置と、少なくとも１つの電気導体を含む少
なくとも１つの巻線を備えた少なくとも１つの変圧器またはリアクトルとを具備
した変電所に関する。

【０００２】電気エネルギーの伝送および分配用に変圧器が用いられ、その役目は２つ以上
の電力系統間で電気エネルギーを授受することであり、このために電磁誘導理論
が周知の方法で利用される。本発明が主として意図する変圧器は、３〜４ｋＶか
ら４００ｋＶ〜８００ｋＶ以上の非常に高い送電電圧までの定格電圧で数百ｋＶ
Ａから１０００ＭＶＡ以上までの定格電力を有する、いわゆる電力変圧器に属す
る。

【０００３】以下の説明では主として電力変圧器に言及するが、本発明は単相および多相の
両方のリアクトルにも適用可能なものである。絶縁および冷却に関しては、原理
的に変圧器用と同様の具体例がある。そこで、空気絶縁式、油絶縁式、自己冷却
式、圧油冷却式等のリアクトルが適用可能である。リアクトルは、（相ごとに）
１つの巻線を有しており、鉄心を有する場合と有しない場合の両方で設計可能で
あるが、背景技術の説明は、広い意味でリアクトルにも関係するものである。

【０００４】上述の巻線は、幾つかの具体例の場合、空心で巻回されるが、一般的には、成
層された、通常型または方向性のシートまたは他のもの、例えばアモルファスま
たは粉末系材料、または交番磁束を目的とする他の作用物と、巻線とからなる。
回路は或る種の冷却系等を含むことがしばしばある。

【０００５】本発明による電力変圧器やリアクトルすなわち静止誘導電器を適切に説明する
ことができるように、従って本発明が意図する新しい技術並びに先行技術に関係
付けて本発明によって与えられる利点を説明することができるように、これらの
変圧器の見積もり、設計、絶縁、接地、製造、使用、試験、輸送等に関わる限界
点および問題点と共に、現在設計されている電力変圧器を最初に比較的詳細に以
下に説明する。

【０００６】従来の電力変圧器は、通常、けい素鋼板の、しばしば成層した方向性シートの
変圧器鉄心（以下、鉄心と称する）を含む。この鉄心はヨークにより結合された
複数の鉄心脚を含み、ヨークと一緒になって１つ以上の鉄心窓を形成する。この
ような鉄心を有する変圧器は、内鉄形変圧器と称されることがしばしばある。鉄
心脚の周りには、通常、一次巻線、二次巻線および制御巻線と称される多数の巻
線が存在する。電力変圧器に関する限り、これらの巻線は事実上ほとんど同心状
に配置され、鉄心脚の長さ方向に沿って分布している。内鉄形変圧器は、コイル
をできるだけ緊密に充填するために、通常、リングコイル並びにテーパ付き鉄心
脚部を有する。

【０００７】また、他の型の鉄心形態も知られており、例えば、いわゆる外鉄形変圧器の分
類に含まれるものがある。これらはしばしば方形コイルおよび方形鉄心脚断面に
よって形成される。

【０００８】従来の電力変圧器は、上記電力範囲の低い部分において、不可避の固有損失を
なくすために、空冷をもって設計される場合がある。接触に対する保護のために
、およびおそらく変圧器の外部磁界の減少のために、変圧器は通気開口を設けた
外部ケーシングを備えることがしばしばある。

【０００９】しかしながら、従来の電力変圧器の大部分は油冷式である。その理由の１つは
、油が絶縁媒体としての非常に重要な付加的機能を有しているからである。それ
故、油冷式で油絶縁型の電力変圧器は、下記の説明から明らかになるように、非
常に高い要求が課せられる外部タンクにより包囲されている。

【００１０】次の説明の大部分では、油入電力変圧器に言及する。

【００１１】変圧器の巻線は、多数の直列接続ターンによって構成される１つ若しくは数個
の直列接続コイルから形成される。更に、コイルは、ネジ結合、或いは、よりし
ばしば、タンクの近傍で操作される特別の切換開閉器の助けによる切換を可能と
する特別の装置を備える。切換が電圧下で変圧器に起こる場合、切換スイッチは
負荷時タップ切換器と称され、一方、そうでない場合、それは無電圧タップ切換
器と称される。

【００１２】高い方の電力範囲における油冷却型で油絶縁型の電力変圧器に関しては、負荷
時タップ切換器の遮断部が、特別の油充填容器内に、変圧器タンクに直接結合さ
れて置かれる。遮断部は、モーター駆動回転軸を介して純粋に機械的に操作され
、接点を開放する時の切換え中には高速動作を行い、接点を投入すべき時にはよ
り低速の動作を行うように配置されている。しかしながら、このような負荷時タ
ップ切換器は、実際の変圧器タンク内に置かれる。動作の間、アークおよびスパ
ークが起こる。これは、容器内の油の劣化を招く。アークを少なくし、従ってま
た、すすの形成を少なくし、接点の磨耗を少なくすべく、負荷時タップ切換器は
、通常、変圧器の高電圧側に接続される。これは、投入と遮断にそれぞれ必要な
電流が、高電圧側の方が、負荷時タップ切換器を低電圧側に接続した場合よりも
小さいという事実による。従来の油入電力変圧器の故障統計は、故障を起こすの
が、しばしば、負荷時タップ切換器であることを示している。

【００１３】油冷却型で油絶縁型の電力変圧器の低電力範囲において、負荷時タップ切換器
とその遮断部は、共にタンクの内側に置かれる。これは、運転中のアークによる
油の劣化等の上述の問題が全油系に及ぶことを意味する。

【００１４】印加電圧または誘導電圧の観点からは、巻線にかかる静的な電圧が、巻線の各
ターンに等しく分布する、即ち、ターン電圧は全てのターンにおいて等しいこと
が大まかに言える。

【００１５】しかしながら、電位の観点からは、状況は全く異なる。巻線の一方の端は、通
常、アースに接続される。しかしながら、これは、各ターンの電位が、接地電位
に最も近いターンの事実上零から、巻線の他方の端のターンの、印加電圧に相当
する電位まで直線的に増加することを意味する。この電位分布が絶縁系の構成を
決定する。何故なら、巻線の隣接ターン間と各ターンとアースとの間の両方にお
いて充分な絶縁が必要だからである。

【００１６】個々のコイルにおけるターンは、通常、他のコイルから物理的に区画された、
幾何学的に密着した１つのユニットに構成されている。コイル間の距離は、また
、コイル間に発生するであろう電界ストレスにより決定される。従って、これは
、或る与えられた絶縁距離がまたコイル間に要求されることを意味する。上記に
応じ、充分な絶縁距離が、また、コイル内に局所的に発生する電位からの電界内
に在る他の電気導体に必要である。

【００１７】従って、上記の説明から、個々のコイルに対し、物理的に近接した導体素子間
の内部的電圧差は比較的低く、一方、他の金属物体（他のコイルも含まれる）に
対する外部的電圧差は比較的高いかも知れないことが明らかである。電圧差は、
磁気誘導により誘導された電圧、並びに、変圧器の外部接続上、接続された外部
電力系統から発生するであろう容量性分布電圧により決定される。外部から侵入
されるであろう電圧タイプは、動作電圧に加え、雷過電圧および開閉過電圧から
なる。

【００１８】コイルの電流リードにおいて、付加的な損失が導体の周りの漏洩磁界の結果と
して生じる。これらの損失をできるだけ低く保つべく、特に上部電力範囲におけ
る電力変圧器のために、導体は、通常、動作中並列接続され、しばしば、導体素
線と称される多数の導体素子に分割される。これらの導体素線は、各導体素線に
おける誘導電圧ができるだけ同一であって、かつ、導体素線の各対間の誘導電圧
の差が、内部循環電流成分が損失の観点から妥当なレベルに降下維持されるよう
に、できるだけ小さくなるようなパターンに従って転位されなければならない。

【００１９】先行技術に従って変圧器を設計する時、一般的な目標は、いわゆる、変圧器窓
によって制限される与えられた空間内にできるだけ多量の導体材料を収納するこ
とであり、これは、一般的には、できるだけ高い充填率を持つことと説明される
。使用できる空間は、導体材料に加えて、また部分的に、コイル間で内部的に、
および部分的に、鉄心を含む他の金属成分に対し、コイルと組み合わされた絶縁
材料からなる。

【００２０】部分的にコイルや巻線内で、部分的にコイルや巻線と他の金属部との間での絶
縁部は、通常、個々の導体素子に最も近い固体セルロース絶縁またはワニスベー
ス絶縁として、これの外側では、固体セルロースおよび液体絶縁またはガス絶縁
として設計される。絶縁および可能な支持部品を持った巻線は、変圧器の活性電
磁部品内および周りに生じる高電界に晒されるであろう大容積のものになる。絶
縁破壊の最小リスクをもったサイズ設計を生じ且つ遂行する電界ストレスを決定
できるように、絶縁材料の諸特性の深い知識が要求される。また、絶縁特性を変
化または劣化させないような周囲環境を達成することも重要である。

【００２１】高圧電力変圧器用の現在支配的な絶縁システムは、固体絶縁としてセルロース
材料、および液体絶縁として変圧器油からなる。変圧器油は、いわゆる、鉱油に
基づく。

【００２２】変圧器油は、絶縁機能に加え、それが変圧器の損失熱の除去によって鉄心や巻
線等の冷却に積極的に寄与するという二重の機能を持つ。油冷却は、外部冷却器
や伸縮結合等を必要とする。

【００２３】変圧器の外部接続と、直に結線されたコイルや巻線との間の電気接続は、油入
電力変圧器の場合、実際の変圧器を取囲むタンクを介しての導体接続のためにブ
ッシングが用いられる。ブッシングは、しばしばタンクに固定された別部品であ
り、タンクの外側と内側の両方においてなされる絶縁要求に耐え、同時に発生す
る電流負荷、およびそれによる電磁力に耐えるように設計される。巻線に関して
上述した絶縁系に対する同じ要求が、コイル間、ブッシングとコイル、異なる型
の切換スイッチ、および、そのようなブッシング間の必要な内部結線にも当ては
まることは指摘されるべきである。

【００２４】電力変圧器の内部に存在する金属の構成要素の全ては、通常、電流伝送導体を
例外として、所定の接地電位に接続される。このようにして、高電位の電流リー
ドとアースとの間の容量性電圧分布の結果である、望まれない、そして、制御困
難な電位上昇のリスクが回避される。このような望まれない電位上昇は、部分放
電いわゆるコロナ放電を生じさせる。コロナは、定格データと比較して、上昇し
た電圧および周波数で部分的に発生する、通常の受け入れ試験中に現われ得る。
コロナは、通常動作時にも損傷を生じさせ得る。

【００２５】変圧器内の個々のコイルは、短絡事故時に発生する電流およびそれによって生
じる電磁力の結果として生じる如何なる応力にも耐えるような機械的な設計がな
されなければならない。通常、コイルは、発生する力が各個のコイル内で吸収さ
れるように設計され、それはまた、コイルが、通常動作時、その通常機能に最適
には設計できないことを意味する。

【００２６】油入電力変圧器の狭い電圧および電力範囲内で、巻線は、いわゆるシート巻線
として設計される。これは、上に述べた個々の導体が薄いシートにより置き換え
られることを意味する。シート巻線電力変圧器は、２０〜３０ｋＶまでの電圧お
よび２０〜３０ＭＷまでの電力用に製造される。

【００２７】上部電力範囲内の電力変圧器の絶縁系は、比較的複雑な設計に加えて、最良の
やり方における絶縁系の特性を利用すべく特別の製造方法を必要とする。得るべ
き良好な絶縁のために、絶縁系は水分含有量を低くすべきであり、絶縁の固体部
分は作動油を良く含浸すべきであり、固体部分における残留「ガス」ポケットの
リスクは最小でなければならない。このことを保証すべく、特別な乾燥および含
浸過程が、完成された鉄心に対しそれをタンク内に沈める前に実行される。この
乾燥および含浸過程の後、変圧器はタンク内に沈められ、そして密封される。油
を充填する前に、沈められた変圧器を収納したタンクは全ての空気を空にされな
ければならない。これは、特別な真空処理で行われる。これが実行されたら、油
の充填が行われる。

【００２８】約束された耐用年数等が得られるように、ほとんど絶対的な真空まで吸引する
ことが真空処理に関連して必要である。従って、これは変圧器を取囲むタンクが
材料と製造時間の相当な消費を必然的に伴う完全真空用に設計されていることを
前提としている。

【００２９】放電が油入電力変圧器内で起こるか、変圧器のどの部分でも温度の局所的な相
当な上昇が起こると、油が分解し、ガス状生成物が油内に溶解する。それ故、変
圧器は、通常、油内に溶解したガス検出用の監視装置を備える。

【００３０】重量上の理由から、大電力変圧器は油無しで輸送される。顧客における変圧器
の現場据付は、また新たな真空処理を必要とする。またこれは或る操作または検
査のためにタンクを開ける度に更に繰り返さなければならない過程である。

【００３１】これらの過程が、大きな時間を消費し、大きなコストを要求するものであり、
それらは製造や修理のための全時間の相当な部分を占め、同時に余分な資源への
アクセスを必要とすることは明らかである。

【００３２】従来の電力変圧器における絶縁材料は、変圧器の全体積の大きな部分を占める
。上部電力範囲における電力変圧器にとっては、百立方メートルのオーダーの変
圧器油量が必要になる。ディーゼル油に対し或る類似性を示す油は流動性に乏し
く、比較的低い引火点を示す。従って、セルロースと一緒の油は意図的でない加
熱、例えば内部フラッシュオーバーや、結果としての油流出の場合に無視できな
い火災の危険性を構成することは明らかである。

【００３３】また、特に油入電力変圧器において、非常に大きな輸送の問題があることも明
らかである。上部電力範囲におけるそのような電力変圧器は、３０〜４０トンに
至る総重量を持つ場合がある。変圧器の外形デザインは、しばしば現状の輸送制
限、即ち橋やトンネル等の可能な輸送可能外形に適合されなければならないこと
が認識される。

【００３４】ここに、油入電力変圧器に関する先行技術とそのための限界および問題領域と
して何が説明され得るかという短い要約を記載する。

【００３５】油入電力変圧器は、以下のような種々の部品または材料を備えている。

【００３６】・コイルを有する変圧器鉄心や、絶縁および冷却のための油、様々な種類の機
械的部品等を備えた変圧器を収容する外部タンク。油無しで、しかし、変圧器と
共に実際上完全真空まで真空処理されるべきであるが故に、非常に大きな機械的
要求がタンクに課せられる。タンクは、非常に多くの製造および試験の過程を必
要とし、タンクの大きな外形寸法は、また相当な輸送上の問題を引き起こす。

【００３７】・大電力用に、いわゆる圧油冷却装置。この冷却方法は、油ポンプや、外部冷
却装置、膨張容器、伸縮カップリング等の設置を必要とする。

【００３８】・変圧器の外部回路と、タンクに固定されたブッシングの形で直に接続された
コイルないし巻線との間の電気接続部。ブッシングは、タンクの外部および内部
の両方に関してなされる如何なる絶縁的要求にも耐えるように設計される。

【００３９】・コイルないし巻線。それらを構成する導体は多数のより線に分割される。よ
り線は、各より線に誘導される電圧ができるだけ同一になり、かつ、各対のより
線の誘導電圧の差ができるだけ小さくなるように転位されなければならない。

【００４０】・絶縁システム。それは部分的にはコイルや巻線の内部に、部分的にはコイル
や巻線と他の金属部品との間に、個々の導体素線の最も近くに固体セルロースま
たはワニスベース絶縁として、この外側では、固体セルロースおよび液体、おそ
らくまたガス状絶縁部として設計される。また、絶縁システムは非常に低い水分
含有量を示すことが非常に重要である。

【００４１】・集積部品としての負荷時タップ切換器。それは油により包囲され、通常、電
圧制御のために変圧器の高圧巻線に接続される。

【００４２】・油。それは内部の部分放電、いわゆるコロナ、負荷時タップ切換器における
スパーク、および他の欠陥状態に関連した無視できない火災の危険を伴うかも知
れない。

【００４３】・油内に溶解したガスをモニターするための監視装置。溶解ガスは油中で放電
が起った場合や温度の局部的上昇が生じた場合に生じる。

【００４４】・油。損傷や事故の発生時に、過度の環境破壊に導く油流出を引き起こしかね
ない。

【００４５】上記の説明は、従って、今日の変電所が、変圧器やリアクトル等の静止誘導電
器の設計の結果として望まれているものを多く残していることを示している。ま
た、開閉装置の設計に関しては、変電所は非常にかさ張り、従って、少なくとも
幾つかの実施形態では、コスト高であることが指摘される。

【００４６】ここで変電所という用語は、電気エネルギーの収集および分配の少なくとも一
方を意味し、その仕事のために、開閉および監視制御のために必要な機器を備え
るステーションという意味で用いられることが指摘される。

【００４７】発明の概要本発明の目的は、第１には、上で議論され且つ先行技術を損なう少なくとも１
つ若しくは幾つかの欠点が解消された変電所を提供することである。

【００４８】第１の目的は、特許請求の範囲、とりわけ請求項１に記載の装置によって達成
される。

【００４９】広い意味において、本発明による設計は、絶縁システムにおける電気導体のた
めに起こる電界を実質的に閉じ込めることを可能にするという事実の結果として
、装置がより高い効率でもって動作し得るように、発生損失を低減する。損失の
低減はまた装置内の温度をより低くする結果をもたらし、冷却の必要を低減し、
冷却装置を従来装置よりも簡単な方法で設計できるようにする。

【００５０】本発明による導体・絶縁系は可撓ケーブルとして実現することができる。それ
は、今日まで当たり前であった、前もって作られた堅くて曲がらない巻線に比べ
、製造および実装に関して大きな利点となることを意味する。本発明により用い
られる絶縁系は結果的にガス状および液体の絶縁材料が無いことを意味する。

【００５１】静止誘導電器としての発明の側面に関しては、本発明は何よりもまず電力変圧
器の油充填の必要性、並びに、それに伴う問題および不利を無くす。

【００５２】少なくともその長さ方向の一部に沿って固体絶縁材料によって形成された絶縁
部を備え、この絶縁部の内側に内層を、外側に外層を備え、しかもそれらの層が
半導電性材料で構成されたている巻線の設計は、巻線内部の全装置における電界
を包囲することを可能とする。ここで用いる用語「固体絶縁材料」は、巻線が液
体若しくはガス状の絶縁体、例えば油の形の絶縁体を備えていないことを意味す
る。その代わりに、絶縁体は重合体材料によって形成される。また、内層および
外層も半導電性ではあるが、重合体材料によって形成される。

【００５３】内層と固体絶縁部はほぼ全界面にわたって互いに堅固に結合されている。また
、外層と固体絶縁部も、それらの間のほぼ全界面にわたって互いに堅固に結合さ
れている。内層は、電位を均等化する方向に、従って、その半導電性の結果とし
て内層の外部への電界を均等化する方向に作用する。外層もまた半導電性材料で
構成され、それはアースまたは比較的低電位に接続されることによって、外層の
電位を均等化するように機能し、また外層の内部への電気導体により結果する電
界をほぼ包囲するように、少なくとも絶縁部のそれよりも高い導電性を有する。
他方、外層はその電気損失を最小にするのに充分な抵抗を有すべきである。

【００５４】絶縁材料と内外半導電性層との間の堅固な相互結合は、空洞や気孔等が生じな
いように、ほぼ全界面にわたって均一であるべきである。本発明により意図され
る高電圧レベルでもって生じ得る電気的および熱的な負荷は、絶縁材料に極端な
要求を課すことになる。いわゆる部分放電（ＰＤ）が、通常、高電圧設備におけ
る絶縁材料に対し深刻な問題を構成することが知られている。もし高電圧で空洞
や気孔等が生じれば、内部コロナ放電が起こるかも知れず、それによって絶縁材
料は徐々に劣化し、その結果、絶縁部を通じての電気破壊が生じることのなる。
これは電磁機器の深刻な破壊につながり得る。そこで絶縁部は等質であるべきで
ある。

【００５５】絶縁部の内側の内層は、電気導体の導電性よりは低いが、電位に関しては均等
に、従って内層の外部の電界に関して均等に機能するのには充分な導電性を持つ
べきである。ほぼ全界面にわたる内層と電気絶縁部との堅固な相互結合、即ち空
洞等の不存在との組み合わせにおいて、これは内層の外側でのほぼ均等な電界お
よびＰＤのリスクの最小化を意味する。

【００５６】内層および固体電気絶縁部はほぼ等しい熱膨張係数を持つ材料によって形成さ
れるのが好ましい。同様のことが、外層および固体絶縁部に関しても好ましいこ
とである。これは、内外層および固体電気絶縁部が、温度変化時、それらの温度
変化が界面における如何なる破壊または分裂をも生ぜしめることなく、一体の部
分として均等に膨張したり収縮したりする絶縁系を形成するであろうことを意味
する。それ故に、内外層と固体絶縁部との間の接触面における親密性が確保され
、延長された動作期間の間この親密性を維持すべく条件が設定される。

【００５７】更に、内外層および固体絶縁部の材料は、ケーブルが曲がった時および動作中
のケーブルが熱歪みを受けた時に発生する歪みに耐え得るような高い弾性を有す
ることが肝要である。固体絶縁部と内外層との間の良好な接着、および、これら
の層と固体絶縁部の高弾性はそれぞれ層と固体絶縁部の材料がほぼ等しい熱膨張
係数を持たない場合に特に重要なことである。更に、内外層および固体絶縁部の
材料は、層と固体絶縁部との間のより広い領域における剪断応力の発生を中和す
るであろう、ほぼ等しい弾性（Ｅ係数）を持つのが好ましい。内外層および固体
絶縁部の材料は、５００ＭＰＡより小さい、好ましくは２００ＭＰＡよりも小さ
いＥ係数を持つのが好ましい。ケーブルによって巻線を形成することが可能とな
るように、それの柔軟性が良いことが肝要である。ケーブルは、機能へのマイナ
スの影響無しに、ケーブル直径の２０倍以下、好適にはケーブル直径の１５倍以
下の曲率半径でもって曲げにさらされることが可能であるのが好ましい。ケーブ
ルは、ケーブル直径の４ないし５倍の曲率半径、若しくはそれ以下にさえ曲げる
ことが可能であるのが好ましい。

【００５８】絶縁系への電気負荷は、絶縁部の周りの半導電性材料の内外層がほぼ等電位面
を形成しがちであろうこと、および、このようにして適当に絶縁部内の電界が絶
縁部の厚みにわたって比較的均一に分布するであろう事実の結果として減少する
ことになる。

【００５９】電気エネルギーの伝達のための高電圧ケーブルが、半導電性材料の内外層を持
った固体絶縁材料の絶縁部を持った導体で構成され得ることが知られている。電
気エネルギーの伝達において、絶縁部が欠陥から無縁であるべきことが長い間、
認識されてきた。しかしながら、送配電用の高電圧ケーブルにおいて、電位はケ
ーブルの長さ方向に沿って変化するのではなく、基本的に同じレベルにある。し
かしながら、送配電用の高電圧ケーブルにおいても雷のような過度現象の発生の
ために瞬間的な電位差が発生し得る。本発明によれば、特許請求の範囲記載の可
撓性ケーブルが電磁機器内の巻線として用いられる。

【００６０】少なくとも一部が互いに絶縁された、より小さい、いわゆるより線から巻線内
の電気導体を構成することにより付加的な改良が達成され得る。これらのより線
に、好ましくはほぼ円形の比較的小さい断面を持たせることにより、より線を横
切る磁界は場に対して一定のジオメトリーを示し、渦電流の発生は最小になる。

【００６１】従って本発明によれば、巻線は、電気導体および内層が導体の周りに延びる先
に説明した絶縁系を備えたケーブルの形に作られるのが好ましい。この内側半導
電性層の外側は、固体絶縁材料の形の主絶縁部である。

【００６２】外側半導電性層は、本発明によれば、導体に沿った電位等化が保証されるよう
な電気特性を示す。しかしながら、外層は、望ましくない熱負荷を作るかも知れ
ない損失を生じ得る誘導電流が表面に沿って流すような導電特性を示さない。内
外層のために、請求項５および６に係る抵抗（２０℃における）に関する記載が
妥当なものである。内側半導電性層に関しては、それは電界調整のために電位の
均等化を確保するのに充分な導電性を持たなければならないが、同時に、この層
は電界の包囲が確保されるような抵抗性を持たなければならない。

【００６３】内層は、導体の表面における不規則性を均等化し、固体絶縁部との界面におけ
る高表面仕上げをもって等電位面を形成することが重要である。内層は変化する
厚みをもって形成され得るが、導体と固体絶縁部に関して均等な表面を確保すべ
く、その厚みは０．５ｍｍと１ｍｍの間が好ましい。

【００６４】本発明に従い電磁装置内で用いられる、このような可撓性巻線ケーブルは、そ
れ自体電力伝送用に用いられるＸＬＰＥ（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）ゴム絶縁体を備えたケーブルの改良である。この
改良は、中でも、導体およびケーブルのより線に関する新しい設計にある。少な
くとも幾つかの実施形態においては、ケーブルの機械的保護のための外部ケーシ
ングを持っていない。しかしながら、本発明によれば、外側半導電性層の外部に
導電性金属シールドおよび外側外殻を配置することが可能である。その場合、金
属シールドは例えば雷に対する外側の機械的および電気的な保護のための特性を
持つのがよい。内側半導電性層が電気導体の電位上にあるのが好ましい。この目
的のために、電気導体のより線の少なくとも１つは絶縁されず、内側半導電性層
との良好な電気接触が得られるように配置される。或いは、異なるより線が、交
互に内側半導電性層に対し電気接触させられる。上記に従う可撓性ケーブルの静
止誘導電器巻線を製造することは、従来の静止誘導電器と本発明による静止誘導
電器との間に、電界分布に関して大きな差異を伴う。本発明によるケーブル形巻
線に伴う決定的な利点は、電界が巻線中に閉じこめられることであり、それ故、
外側半導電性層の外側には電界が存在しないことである。電流搬送導体によって
生じさせられる電界は、固体主絶縁部内にしか生じない。設計の観点および製造
の観点の両方から、これは以下に記載するような相当な利点をもらすことを意味
する。

【００６５】・変圧器の巻線は如何なる電界分布も考慮する必要なく形成することができ、
背景技術の項で述べた、より線の転位を省略することができる。

【００６６】・変圧器の鉄心設計は、如何なる電界分布も考慮する必要なく形成することが
できる。

【００６７】・巻線の電気絶縁のために油は必要がなく、従って巻線を取巻く媒体は空気で
よい。

【００６８】・電気接続部が、従来の設備とは対照的に、巻線と一体化されているので、変
圧器の外部接続、および直に接続されたコイルないし巻線との間の電気接続のた
めに特別な接続部の必要がない。

【００６９】・本発明による電力変圧器のために必要な製造および試験の技術は、背景技術
の説明の欄で説明した含浸、乾燥、および真空の処理が必要ないので、従来の静
止誘導電器のためよりも相当に簡単である。

【００７０】巻線ケーブルの外側半導電性層は接地電位に接続されることを既に説明した。
その目的は、外側半導電性層により巻線ケーブルの全長に沿ってほぼ接地電位に
維持することである。外側半導電性層を適宜切断することによって、巻線ケーブ
ルの長さ方向に沿って分布した多数の外側半導電性層部分に分割することが可能
である。その場合、個々の半導電性層部分は、接地電位に直接接続され得る。こ
のようにして、巻線ケーブルの長さ方向に沿った、より良い均一性が達成される
。

【００７１】固体絶縁部および内外層を例えば押し出しによって形成できることは既に述べ
た。しかしながら、他の技術もまた可能であり、例えば、これらの内外層および
絶縁部をそれぞれの材料の射出による成形である。

【００７２】巻線ケーブルは、円形断面を持った設計とするのが好ましい。しかしながら、
他の断面形状も、より良い充填密度を達成することが望まれる場合に用い得る。

【００７３】（好ましい実施形態の説明）次に、添付の図面に従って本発明の実施の形態をより詳細に説明する。

【００７４】本発明による磁気回路を製造できるための重要な条件は、絶縁部と、それの内
側に配される１つ以上の電気導体との間の内側半導電性層、および、絶縁部の外
側に配される外側半導電性層を有する固体電気絶縁部を有する導体ケーブルを巻
線のために用いることである。このようなケーブルは、使用、即ち、電力伝送の
他の電力工学分野のための標準ケーブルとして入手可能である。実施の形態を説
明に先だって、まず標準ケーブルについて短的に説明する。内側の電流搬送導体
は多数のより線からなっている。より線の周りには、半導電性内層またはケーシ
ングが存在する。この半導電性内層の周りには、固体絶縁部の絶縁層が存在する
。固体絶縁部は、低い電気損失と高い貫通絶縁破壊強度を持った重合体材料によ
って形成される。具体的な例としては、ポリエチレン（ＰＥ）、特に架橋ポリエ
チレン（ＸＬＰＥ）、および、エチレン・プロピレン（ＥＰ）が挙げられる。外
側半導電性層の周りには、金属シールドおよび外側絶縁ケーシングを設けること
ができる。半導電性層は、導電構造、例えば導電スートやカーボンブラックを含
んだ重合体材料、例えばエチレン共重合体から構成される。このようなケーブル
は、以下の記載において電力ケーブルと称することにする。

【００７５】巻線のために意図されたケーブルの好ましい実施の形態が図２に示されている
。ケーブル１は、図において、転位された非絶縁より線および絶縁より線の両方
を備えた電流搬送導体２を備えたものとして説明される。電気機械的に転位され
、固体絶縁されたより線もまた可能である。これらのより線は、複数の層内でよ
られ／転位される。導体の周りには、固体絶縁材料の均質絶縁層４に囲まれた内
側半導電性層３が存在する。絶縁層４は、液体またはガス状の絶縁材料を全く持
たない。この絶縁層４は外側半導電性層５により囲まれている。実施の形態にお
いて巻線として用いられるケーブルは、金属シールドと外装を備えることもでき
るが、そうでなければならないことはない。外側半導電性層５における誘導電流
、および、それに伴う損失を避けるために、好ましくはコイル端、即ち、端部巻
線に配置されたシートからの転移部でカットオフされる。このカットオフは、外
側半導電性層５がケーブルに沿って分布し、且つ、互いに電気的に全部または部
分的に分離された数個の部分に分割されるように実行される。その場合、各カッ
トオフ部分はアースに接続され、それによって、外側半導電性層５は全ケーブル
長において接地電位に、または、それに近い電位に維持される。これは、コイル
端で固体絶縁された巻線の周りで接触可能な表面、および、或る時間の使用後に
汚い表面がアースに対し無視できる電位しか持たず、それらが、また無視できる
電界しか生じないことを意味する。

【００７６】別の実施形態では、巻線として用いられるケーブルは、前述した従来の電力ケ
ーブルでよい。その場合、外側半導電性層の接地は金属シールドおよびケーブル
の外装を適当な位置で剥ぎとることにより行われる。

【００７７】図１は、従来の静止誘導電器の巻線周りの電界分布を単純化した概念図を示し
、ここにおいて、１７は巻線、１８は鉄心であり、１９は等電位線、即ち電界強
度の等しい線を示している。巻線の下部は接地電位にあると仮定する。

【００７８】巻線の隣接ターン間および各ターンとアース間の両方で充分な絶縁が必要であ
るので、電位分布は絶縁系の構成を決定する。従って図は巻線の上部が最も高い
絶縁負荷にさらされることを示している。鉄心に対する巻線の設計および配置は
、ほぼ鉄心窓における電界分布によって決定される。

【００７９】本発明による乾式静止誘導電器に含まれる巻線に用いられ得るケーブルが、図
２の助けをもって説明されてきた。ケーブルは、前に述べたように、特別な目的
、例えば静止誘導電器の他の領域の過大な電気ストレスを防止するために、他の
付加的な外層を備えてもよい。幾何学的寸法の観点からは、当該ケーブルは概し
て２ｍｍ_２と３０００ｍｍ_２の間の導体面積、および、２０ｍｍと２５０ｍｍの
間の外側ケーブル直径を持つ。

【００８０】本発明の開示において説明されたケーブルから製造された静止誘導電器の巻線
は、鉄心が如何に整形されているかによらず、単相、３相、および多相の静止誘
導電器の両方に用いられる。１つの実施の形態が、３相の成層形内鉄形変圧器を
示す図３で説明される。鉄心は、従来技術のものと同様に、３つの鉄心脚２０，
２１，２２と、ヨーク２３，２４を備えている。図示の実施形態においては、鉄
心脚とヨークの両方は、テーパー状の横断面を有している。

【００８１】鉄心脚の周りに同心状に、ケーブルでもって形成された巻線が配置されている
。明らかなように、図３に示されている実施形態は、３つの同心配置の巻線ター
ン２５，２６，２７を有している。最も内側の巻線ターン２５は１次巻線であっ
てよく、他の２つの巻線ターン２６，２７は２次巻線であってもよい。図が複雑
化するのを避けるために、巻線の接続部は示されていない。他の点では、図示の
実施形態においては、数種の異なる機能を持ったスペーサーバー２８，２９が巻
線の周りの所定位置に配置されていることが示されている。スペーサーバーは、
冷却や支柱等のために同心巻線ターン間に所定の空間を提供することを意図した
絶縁材料から構成された部材である。それらはまた、巻線の接地系の一部を形成
するように、導電材料で形成されても良い。

【００８２】従来の空気絶縁型変電所が、図４および図５に例示されている。それは、（空
気絶縁された）高電圧開閉装置４２、２台の変圧器４３、および、ビル４５に建
造された中間電圧開閉装置４４を備えている。７は、単に、当該領域の周りの囲
いを示している。

【００８３】変圧器４３は油絶縁形のものである。既に議論したように、変圧器の油絶縁は
火災および環境に対して相当なリスクを内包している。また変圧器は、本発明に
より、巻線が固体絶縁部を持った可撓性ケーブルによって形成された場合に可能
なものよりも重く且つ嵩張るものになる。即ち、油入変圧器はその周りにコンク
リート壁４６を必要とする。更に、漏洩があり得る場合、変圧器の下に比較的コ
スト高の油収集ピットを設けなければならない。

【００８４】図６は、変圧器４３を据え付け、かつ、前に述べた防火壁が設置されたコスト
高の基部４７を必要とする変圧器がを、より明瞭に示している。図６から明らか
なように、変圧器油漏れが起こり得る場合、変圧器の下にも油用の収集スペース
が存在する。油は、例えば石で満たされたバスケットからなる濾過層を通って空
間４８に流下する。

【００８５】図７は、本発明による変圧器４９を例示するものである。この変圧器は、既に
説明した可撓性ケーブルによって構成された巻線を有している。その結果として
、変圧器は油で満たされてはおらず、従ってそれは、その下に油収集スペースを
全く必要としない。本発明による変圧器は、相当に軽量であり、また、そのケー
ブルは油用の如何なる密封装置をも通過させる必要がないので、出力ケーブル５
０によってより容易に接続される。このようにして、図４および図５に例示され
た種類の変電所において、従来の油入変圧器を、本発明による変圧器で置き換え
ることによって相当な利点が得られる。

【００８６】図８および図９は、５１で概ね示されるビル内に建造された変電所の平面図お
よび側面図である。ビル５１は、中間電圧開閉装置と制御装置を包囲する第１の
セクション５２と、高電圧開閉装置を包囲する第２のセクション５３と、それら
の間に配置されて、２台の変圧器５５の形の変電所の変圧器部分を包囲する第３
のセクション５４とを備える。異なるセクションは、耐火壁５６によって互いに
分離されている。また、２台の変圧器も耐火壁によって分離されている。

【００８７】ビル内に建造されることが意図された図８および図９による変電所は、図４お
よび図５を参照して説明された変電所に対して実際的な利点を内包する。まず何
よりも、図４および図５における空気絶縁型変電所は、実現上の観点から見て否
定的である。そのような変電所は、居住区域に近く配置するのに適していないか
らである。反対に、図８および図９に例示された変電所は、予期される擾乱を引
き起こすことのない全閉形の変電所の結果として、ビル区域に近接して配置する
のに非常に適したものである。たとえ図８および図９による変電所が包囲される
としても、空気絶縁とされることが想定される。このような変電所は、それ自体
、またＳＦ_６ガスによって包囲された構成要素でもって気密容器に収容された装
置であり得る。このようなガスは、異なる電圧レベルにおける構成要素間の安全
距離のための要求が、よりコンパクトな建造容積のもとで、貫通絶縁破壊に対す
る抵抗を相当に増大させる。しかしながら、このような収容方式は非常にコスト
高であり、またガス漏れの危険性に関して厳重な監視が要求される。

【００８８】図８および図９による変電所において従来の油入変圧器を使用することは、油
漏れおよび火災の危険性に関して既に説明した実際的な不利を内包する。更に、
変圧器の配置位置に関して実際上の限界を内包している。また、従来の油入変圧
器に、隣接する高電圧および中間電圧の開閉装置に対するケーブルブッシングを
設けること自体は可能であるが、そのようなケーブルブッシングは、ケーブル終
端と変圧器の油が互いに混合されないので、非常に複雑かつ高価になることが知
られている。それ故、油入変圧器において或るものは、変圧器上の従来形の磁器
ブッシングおよび高電圧開閉装置への接続部として壁ブッシングを選択する。高
電圧開閉装置部の屋根部の出力端が水漏れの高い危険性を内包しているので、圧
力開放チャネル（方熱管）が変圧器スペース内の天井の下を通過しなければなら
ない。これは、変圧器上の磁器ブッシングおよび変圧器下の油容器との組み合わ
せにおいて、ビル内の変圧器部分の大きな高さ寸法を必要とすることになり、そ
れは図９から明らかに見てとれる。変圧器と高電圧および中間電圧開閉装置との
間の距離は夫々最小となるように望まれるので、変圧器は開閉装置間に配置され
る。３台以上の電力変圧器が１列に配置される場合、中間の変圧器は妥当な大き
さの自走クレーンによって持ち上げることができないという問題が生じる。即ち
、それは屋根を通して変圧器をビルの中に収納したり、ビルの外に引き出したり
するための通常の手順である。図８および図９内の従来の油入変圧器を、図７に
例示された本発明による変圧器でもって置き換えることにより、持ち上げたりす
ることに関する、より簡単な取り扱いを含む、既に説明された利点が得られる。

【００８９】更に本発明による変圧器は、変電所の設計に関して、より多大な自由度を内包
している。このことは、図１０および図１１を参照して説明される。高電圧開閉
装置は再び５３で示され、一方、中間電圧開閉装置は５２で示されている。変圧
器セクションは５４で示されている。明らかなように、変圧器セクションは、こ
こでは、ビルの一方の側に置かれ、従って、中間電圧セクションは高電圧セクシ
ョンと変圧器セクションの間に配置される。これは、それらのいずれかが点検の
ために置き換えられるか、または取り外されなければならない場合に、変圧器４
９への非常に容易な接近が可能であることを内包する。図１０による変圧器４９
が大した不利を伴うことなくビルの一方の側のセクションに配置できるであろう
理由は、変圧器内の巻線が可撓性ケーブル５０によって形成されて、変圧器と高
電圧開閉装置との間に大した不利を伴うことなく比較的大きな距離を持つ自由度
を提供するという事情による。ケーブルは、最も適当なやり方で、変圧器間を高
電圧開閉装置内に簡単に引き込むことができる。

【００９０】図８および図９を、図１０および図１１と比較すると、本発明によるケーブル
技術をもって設計された変圧器へのアプローチはビルの必要容積を相当に減少す
るであろうことを意味する。特に、中間の中間電圧セクションをより低くするこ
とができ、それは高電圧開閉装置の圧力開放機構を簡単にする。より低い天井高
さは、ケーブル技術による変圧器は、概して、より小さく、かつ、より軽くなり
、開閉装置への接続がケーブルによって、より便利になるという事実の結果であ
る。

【００９１】図１２は、ガス絶縁形であることが想定される変電所を平面図で示すものであ
る。ガスは、例えばＳＦ_６でガスでよい。ガスによる改良された絶縁の結果とし
て、そのようなガス絶縁形開閉装置は非常にコンパクトに構成することができる
。変圧器は、これらの変電所の大きな部分を占める。この理由で、本発明による
変圧器は、これらの変電所に、それらのコンパクトな設計、および油に起因する
方策を必要とする余分なスペースの必要性の無いことの観点から、非常に良く適
合する。図１２において、５５は、中間電圧開閉装置並びに制御系および電力系
のためのセクションを示す。セクション５６は、リレー室兼制御室を示す。ガス
絶縁形高電圧開閉装置はセクション５７内に置かれる。このセクションの両側に
、２台の変圧器用のセクション５８が存在する。もし、従来の油入変圧器の代わ
りにこれらの変圧器が本発明に従いより小さいスペースおよびビルの形の包囲体
で構成されると、油漏出スペース等が必要である。

【００９２】図１３および図１４は、空中配置を意図して構成された変電所用の開閉器装置
の部分を示すものである。より詳細には、変電所内に備えられる２個以上の開閉
器、例えば２個の回路遮断器５９および２個の断路器６０が、下層に対して単一
の支持点と、その上に配置された開閉器の水平延長部よりも低い高さを持つべく
意図された単一の共通円柱状支持体６１上に配置されている。図１４から明らか
なように、断路器６０は、例えばパンタグラフ構造の特徴を持つことができる。

【００９３】今述べたやり方の同じ支持体上への数個の開閉器を配置することは、個々の支
持構造でもって当該種類の開閉器を支持してきた先行技術と比較して、占有敷地
面積を相当に減少できることを意味する。このようなコンパクトな支持構造を、
本発明によるコンパクトなやり方で同様に設計された変圧器と組み合わせること
により、変電所の最適化を達成することができる。

【００９４】図１５は、変電所を図解的に示すものであり、その基本的なアイデアは、変電
所に属する電気装置を空気絶縁され接地された金属ケーシング６２内に設けるこ
とである。そのようなケーシングはそれぞれ基本的に箱の性格を持ち、多数のケ
ーシングを図１５に示されるように横方向に並置し上下方向に積層する形で組み
合わせることによって全体として１つの変電所を構築している。より詳細には、
互いに上下方向に積層された３層のケーシングが示されている。開閉装置をこの
ような接地された金属ケーシング内に収容することの原理は、絶縁距離を減少す
ることの必要性のために、よりコンパクトなビル空間を目指すものである。この
コンパクトさに対し、ケーブル技術を応用した本発明によるに変圧器の使用が貢
献する。コンパクトさは、空気とは別のガス、例えばＳＦ_６による絶縁方式にす
る場合、更に増大する。

【００９５】図１６は、絶縁距離を減少し、従って、変電所内のコンパクトさを創造し且つ
増大する方向に向かう更なる実施形態を示すものである。より詳細には、図１６
は分岐部７５において電気導体６３がいかにして更なる導体６４に分岐されるか
を示している。６５は高電圧装置を示す。導体６３，６４の絶縁を改良すべく、
これらは電気絶縁被覆６５により被覆されている。この被覆は、好ましくは２つ
の導体間、または１つの導体と他の導体部分、例えば開閉装置内のアースとの間
のギャップに印加される全定格電圧の少なくとも３０％に相当する電圧による絶
縁破壊に耐え得るような厚みを有し、かつ、材料からなるべきである。それ故に
、開閉機器を開閉装置に、より近く配置することの可能性をもって絶縁の相当な
増大が達成される。

【００９６】図１６はまた、シールド６６の形の手段がクリープ電荷の伝播を妨げるべく設
けることができることを示している。これらのシールドは、絶縁被覆６５と一体
に設けられるか、或いはその被覆と接触して配置されるかのいずれかとすればよ
い。

【００９７】図１７は変圧器を略示したものであり、その鉄心は７１で示されている。鉄心
内に存在する巻線は断面で示されている。巻線は、前に述べた種類の可撓性ケー
ブルによって構成されている。この変圧器は、少なくとも１つの高圧巻線と少な
くとも１つの低圧巻線とを備えている。２層の高圧巻線が設けられている。２層
の高圧巻線は７２で示されている。これらの２層の間に、図示の例では１層の低
圧巻線７３が存在している。高圧巻線および低圧巻線のこの混合配置は、本発明
による変圧器において、巻線を構成する可撓性ケーブルがケーブル導体の周りの
電界がほぼケーブル内に閉じこめられ、よって隣接巻線ターン上で擾乱を起こさ
せないように保証する絶縁系を持っている事実の結果として可能となる。この結
果、本発明による変圧器の損失は相当に小さくなる。更に、巻線は、誘導される
電流が少なくとも部分的に互いのバランスを強いるように容易に配置することが
できる。

【００９８】静止誘導電器の巻線を樹脂モールド形とすること自体は知られている。しかし
ながら、これは樹脂の低い熱伝導のために問題を生じる。本発明によれば、静止
誘導電器の巻線をほぼ無機材料中に埋設することが提案される。本来の埋設は概
してモールドにより起こる。問題の材料は、好適にはコンクリートである。この
材料は、それが高価でなく、かつ、取り扱いが容易であるという利点を持ってい
る。またそれは、この目的のために以前に使われていた材料よりも高い熱伝導性
を有し、更に、より高い比熱を有している。これは過負荷状態に関して重要なこ
とである。特に好ましい実施形態によれば、コンクリートの熱伝導性を増大させ
る材料からなる成分がそのコンクリートに混合される。問題の材料は、例えば任
意の金属粉末、例えばアルミニウム粉末である。

【００９９】可能な変形例本発明が上述された実施形態のみに限定されるものでないことは明らかである
。当業者は本発明の基本的な概念に関する知識が請求項に記載された発明の概念
から逸脱することなしに得られた時に、多くの具体的な変形が可能であることを
認識するであろう。一例として指摘するならば、本発明は上に例示された材料の
特定の選択に限定されることはない。機能的に等価な材料を代わりに用いること
ができる。本発明による絶縁系の製造に関しては、押し出しおよび射出以外の技
術も、異なる層間の親密さが達成される限りにおいて可能である。更に、より多
くの等電位層が配置できるであろうことを指摘することができる。例えば、半導
電性材料の１つ以上の等電位層を、「内側」および「外側」として示した層間の
絶縁部内に設けることができる。幾つかの特定の変電所を例示してきたが、本発
明は必ずしも今説明した実施形態のいずれかに限定されて考慮されるべきでない
ことを強調しておかなければならない。本発明による考えは変電所に一般的に適
用可能なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の静止誘導電器の巻線周りの電界分布を示す図である。

【図２】変形された標準ケーブルの一部を示す一部破断斜視図である。

【図３】本発明による電力変圧器の実施形態を示す斜視図である。

【図４】開閉装置の平面図である。

【図５】図４の開閉装置の側面図である。

【図６】従来技術による油入電力変圧器を示す側断面図である。

【図７】本発明による電力変圧器を示す側面図である。

【図８】ビル内の開閉装置の絶縁部を示す平面図である。

【図９】ビルを通る部分の断面説明図である。

【図１０】図８の開閉装置と同様のもの平面図であるが、本発明により設計された変圧器
の別の可能性を説明するものである。

【図１１】ビルを通る部分の縦断面図である。

【図１２】ガス絶縁を想定した変電所を含むビルの平面図である。

【図１３】開閉装置内に備えられた開閉器を示す正面図である。

【図１４】図１３の開閉器の側面図である。

【図１５】変電所の形成のために複数の箱状金属ケーシングがいかに組み合わされるかを
図解的に示す斜視図である。

【図１６】電気的絶縁層によって覆われている電気導体を示す一部破断図である。

【図１７】変圧器の鉄心窓内に巻線がいかに配置されるかを示す断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷＦターム(参考） 5E043 AA02 AB01 5E044 CA01 CB02 DA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つの開閉装置（４２，４４，５２，５３）と、少なくとも１つの
電気導体（２）を含む少なくとも１つの巻線（１）を備える少なくとも１つの静
止誘導電器（４９）とを具備した変電所において、前記導体（１）は絶縁系を有
し、この絶縁系は固体絶縁材料で形成された絶縁部（４）と、その絶縁部の内部
において、前記電気導体の導電率よりは低いが、電位を均等等化し外側の電界を
均等化するのに充分な導電率を有する内層（３）とを含むことを特徴とする変電
所。
【請求項２】前記絶縁系は前記絶縁部の外側に外層（５）を含み、この外層は前記絶縁部の
導電率よりも高い導電率を有し、前記外層はアースまたは比較的低い電位と接続
することによって、電位を均等化し且つその外層（５）の内側の電気導体（２）
によって生じる電界をほぼ包囲することが可能であることを特徴とする、請求項
１に記載の変電所。
【請求項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に記載の変電所。
【請求項４】前記内側層および外側層（３，５）の少なくとも一方は半導電性材料からなっ
ていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項５】前記内側層（３）および外側層（５）の少なくとも一方は、１０^−６Ωｃｍ〜
１００ｋΩｃｍ、好適には１０^−３〜１０００Ωｃｍ、好ましくは１〜５００Ω
ｃｍ、特に１０〜２００Ωｃｍの範囲内の抵抗を有することを特徴とする、請求
項１ないし４のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項６】前記内側層（３）および外側層（５）の少なくとも一方は、導体・絶縁系のメ
ートル長さ当たり５０μΩ〜５ＭΩの範囲内の抵抗を有することを特徴とする、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項７】前記固体絶縁部（４）と前記内側層（３）および外側層（５）の少なくとも一
方とは、重合体材料によって形成されていることを特徴とする、請求項１ないし
６のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項８】前記内側層（３）および外側層（５）の少なくとも一方と、前記固体絶縁部（
４）とは、ほぼ全界面にわたって互いに堅固に結合され、温度変化時および導体
とその絶縁系の屈曲時に各層と固体絶縁部との間の結合を維持することを特徴と
する、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項９】前記内側層（３）、外側層（５）および固体絶縁部（４）は、ほぼ等しい熱膨
張係数を有する材料によって形成されていることを特徴とする、請求項１ないし
８のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項１０】前記内側層（３）および外側層（５）は、前記固体絶縁部（４）の押し出しと
同時に押し出されて提供されるものであることを特徴とする、請求項１ないし９
のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項１１】前記電気導体（２）およびその絶縁系は、可撓性ケーブルによって形成された
巻線からなっていることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか１項に記
載の変電所。
【請求項１２】前記内側層（３）は、少なくとも１つの電気導体（２）と電気的に接触してい
ることを特徴とする、請求項２〜１１のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項１３】前記少なくとも１つの電気導体（２）は多数のより線からなり、かつ前記電気
導体（２）の少なくとも１つのより線は少なくとも部分的に絶縁されておらず、
前記内側層（３）と電気的に接触して配置されていることを特徴とする、請求項
１２に記載の変電所。
【請求項１４】前記内層および外層（３，５）並びに絶縁部（４）は、動作中に生じる温度変
動にも関わらず、前記層が固体絶縁部に対する結合を維持するような弾性を有す
る材料からなっていることを特徴とする、請求項１ないし１３のいずれか１項に
記載の変電所。
【請求項１５】前記各層および固体絶縁部の材料は、５００ＭＰＡより小さく、好ましくは２
００ＭＰＡより小さい弾性係数を有することを特徴とする、請求項１４に記載の
変電所。
【請求項１６】前記各層と絶縁部との間の結合は、前記材料の最も弱い値と少なくとも同じで
あることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の変電所。
【請求項１７】前記導体（２）およびその絶縁系は、好適には１０ｋＶ以上、特に３６ｋＶ以
上、好ましくは７２．５ｋＶより高い高電圧用に設計されていることを特徴とす
る、請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項１８】前記外側層（５）は多数の部分に分割され、それら多数の部分はアースまたは
低電位に別々に接続されたていることを特徴とする、請求項１ないし１７のいず
れか１項に記載の変電所。
【請求項１９】鉄心を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の変電所。
【請求項２０】空心巻線として巻回され、従って鉄心なしに形成されていることを特徴とする
、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項２１】電気的に分離された少なくとも２つの巻線を含み、前記巻線（２５〜２７）は
同心的に巻装されていることを特徴とする、請求項１ないし２０のいずれか１項
に記載の変電所。
【請求項２２】前記開閉装置（４２）は、空気絶縁状態で用いられる戸外用途用に設計されて
いることを特徴とする、請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項２３】前記開閉装置（４４，５２，５３，５５，５７）はビル内に配置されているこ
とを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項２４】前記変圧器（４９，５５）もまたビル内に配置されていることを特徴とする、
請求項２３に記載の変電所。
【請求項２５】前記開閉装置は、少なくとも１つの高電圧開閉装置（５３）と、少なくとも１
つの変圧器（４９，５５）と、少なくとも１つの中間電圧開閉装置（５２）とを
具備していることを特徴とする、請求項２または２４に記載の変電所。
【請求項２６】前記開閉装置および変圧器は、異なるセクションを持った共通のビル内に配置
されていることを特徴とする、請求項２５に記載の変電所。
【請求項２７】前記中間電圧開閉装置（５３）は、前記高電圧開閉装置および変圧器が配置さ
れている各セクション（５３，５４）間のセクション内に配置されていることを
特徴とする、請求項２５に記載の変電所。
【請求項２８】前記変圧器は乾式形であり、絶縁および冷却の少なくとも一方のために油を必
要としないものであることを特徴とする、請求項１ないし２７のいずれか１項に
記載の変電所。
【請求項２９】変電所の設備全体または各機器が、スパーク抵抗を増加させるガス内に収納さ
れていることを特徴とする、請求項１ないし２８のいずれか１項に記載の変電所
。
【請求項３０】電力ラインで使用される変電所であって、変電所に含まれる２つ以上の開閉器
、特に少なくとも１つの遮断器（５９）および少なくとも１つの断路器（６０）
が、共通の円柱状支持体（６１）上に配置されていることを特徴とする、請求項
１ないし２９のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項３１】複数の電気装置を含む変電所であって、前記電気装置の少なくとも１つは、空
気絶縁され且つ接地された金属ケーシング（６２）内に配置されていることを特
徴とする、請求項１ないし３０のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項３２】前記電気装置は、互いに隣接して配置されている複数のケーシング（６２）内
に分割して配置されていることを特徴とする、請求項３１に記載の変電所。
【請求項３３】導体（６３，６４）、導体接続点（７５）および前記導体に接続される高電圧
設備（７６）を具備した変電所であって、前記導体（６３，６４）は、２つの導
体間または１つの導体と別の導体部分、例えばアースとの間のギャップに印加さ
れる総公称電圧の少なくとも３０％に相当する電圧に対する絶縁破壊に対抗し得
る電気絶縁層（６５）によって覆われていることを特徴とする、請求項１ないし
３２のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項３４】前記導体（６３，６４）は、クリープ電荷の伝播を防止するために例えばシー
ルド（６６）の形のクリープ防止手段を含むことを特徴とする、請求項３３に記
載の変電所。
【請求項３５】前記変圧器は少なくとも１つの低圧巻線と、少なくとも１つの高圧巻線とを有
し、前記低圧巻線および高圧巻線は互いに混在していることを特徴とする、請求
項１ないし３４のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項３６】前記巻線（７２，７３）は、誘導された電流が少なくとも部分的に互いにバラ
ンスさせられるように配置されていることを特徴とする、請求項３５に記載の変
電所。
【請求項３７】前記静止誘導電器の巻線は、ほぼ無機材料中に埋設されていることを特徴とす
る、請求項１ないし３６のいずれか１項に記載の変電所。
【請求項３８】前記無機材料はコンクリートであることを特徴とする、請求項３７に記載の変
電所。
【請求項３９】前記コンクリートは熱伝導を促進する成分を含んでいることを特徴とする、請
求項３８に記載の変電所。