專利名稱：開關(guān)裝置站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
及現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種開關(guān)裝置站，它包括至少一個開關(guān)裝置和至少一個變壓器/反應(yīng)器，其中變壓器/反應(yīng)器包括至少一個包括有至少一個導電體的繞組。
在所有電能的輸送和分配過程中，都要用到變壓器，它們的任務(wù)就是使電能在兩個或多個電力系統(tǒng)之間進行交換，為此，以眾所周知的方式來利用電磁感應(yīng)作用。主要用于本發(fā)明的變壓器屬于所謂的電源變壓器，其額定功率可從幾百kVA一直到高達1000MVA以上，其額定電壓從3-4KV直到高達很高的輸送電壓，400KV至800KV或者更高。
盡管以下描述主要針對電源變壓器，但本發(fā)明也適用于反應(yīng)器，包括單相和多相反應(yīng)器。至于絕緣和冷卻方式，實施方案大體上與變壓器相同。因此，可用的有空氣絕緣和油絕緣、自冷壓力油冷等各種反應(yīng)器。盡管反應(yīng)器(每相)有一個繞組，可以帶有或不帶磁心，對背景技術(shù)的描述很大程度上也與反應(yīng)器相關(guān)。
繞組在某些實施方案中可為無磁心繞組，但通常包括一個磁心和一個繞組，磁心由疊片式、垂直或取向的薄板或其它材料如無定形或粉末基材料構(gòu)成，或者進行其它作用以便得到交變通量。電路中通常包括某種類型的冷卻系統(tǒng)等。
為能將本發(fā)明的變壓器/反應(yīng)器置于適當?shù)纳舷挛闹袕亩軌蛎枋霰景l(fā)明所指的新方法及本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)所提供的優(yōu)點，在下文中首先對現(xiàn)有技術(shù)的電源變壓器以及在這些變壓器進行計算、設(shè)計、絕緣、接地、制造、使用、試驗、運輸?shù)葧r所存在的缺點和問題給出完整的描述。
傳統(tǒng)的電源變壓器包括一個變壓器鐵心、它在下文中稱作鐵心，通常由硅鐵材料的疊片式取向薄板制成。鐵心包括多個通過軛相連的鐵心柱，它們一起形成一個或多個鐵心窗。帶有這種鐵心的變壓器通常被稱作鐵心變壓器。環(huán)繞著鐵心柱有多個繞組，通常被稱作初級、次級和控制繞組。就電源變壓器而言，這些繞組實際上總是沿鐵心柱的長度上同軸地排列分布、鐵心變壓器通常具有環(huán)形線圈以及一個錐形鐵心柱截面，以便盡可能緊湊地填充線圈。
已知的還有其它型式的鐵心結(jié)構(gòu)，例如所謂的鐵殼型變壓器中包括的鐵心結(jié)構(gòu)。它們通常設(shè)計為矩形線圈和矩形鐵心柱截面。
傳統(tǒng)的電源變壓器在上述功率范圍的較低部分中，有時會采用氣冷來散去不可避免的固有損耗。為防止接觸，并且可能減小變壓器的外部磁場，通常變壓器會帶有一個帶通風孔的外殼。
然而大多數(shù)傳統(tǒng)的電源變壓器都采用油冷。其原因之一是油另外還具有作為絕緣介質(zhì)的非常重要的作用，因此油冷油絕緣的電源變壓器由一個外箱所包圍，通過以下描述可以看出對外箱具有很高的要求。
以下部分的描述中大部分針對的是充油式電源變壓器。
變壓器的繞組由一個或若干串聯(lián)的線圈構(gòu)成，線圈由多個串聯(lián)的匝構(gòu)成。此外，線圈帶有專門的裝置以便可在螺紋接頭的幫助下，或者更為常見的是，在可在外箱附近操作的專用轉(zhuǎn)換開關(guān)的幫助下進行開關(guān)操作。如果可對帶壓變壓器進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換開關(guān)被稱作帶載抽頭轉(zhuǎn)換開關(guān)，而否則就會被稱作斷載抽頭轉(zhuǎn)換開關(guān)。
關(guān)于較高功率范圍的油冷、油絕緣式電源變壓器，帶載抽頭轉(zhuǎn)換開關(guān)的切斷元件被置于與變壓器箱直接相連的專門的充油容器中。切斷元件通過一個電動機驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸進行純機械式操作，并且可以在觸點打開時的開關(guān)動作期間快速運動，而在觸點閉合時較慢地運動。然而這種帶載抽頭轉(zhuǎn)換開關(guān)被置于實際的變壓器箱中。在操作過程中，會發(fā)生起弧和放火花。這會導致容器中的油老化。為減少起弧因而同時減少煙灰的形成和觸點的磨損，帶載抽頭轉(zhuǎn)換開關(guān)通常與變壓器的高壓端相連。這是由于在高壓端切斷和連通各自所需的電流要比帶載抽頭轉(zhuǎn)換開關(guān)與低壓端相連時更小。傳統(tǒng)的充油式電源變壓器的故障統(tǒng)計表明產(chǎn)生故障的通常是帶載抽頭轉(zhuǎn)換開關(guān)。
在較低功率范圍的油冷、油絕緣式電源變壓器中，帶載抽頭轉(zhuǎn)換開關(guān)及其切斷元件都置于外箱中，這就意味著因工作時起弧等而引起的上述油的老化問題會影響整個油路系統(tǒng)。
從外加或感應(yīng)電壓的觀點來看，概括地可以說固定地位于繞組兩端的電壓均等地分布于繞組的各匝上，也就是說所有各匝的匝電壓都相同。
然而從電位的觀點來看，情況就會完全不同。繞組的一端通常接地。然而這就是說，每匝的電位線性地增大，從與地電位最近的匝中的幾乎為零，一直到繞組另一端的匝中與外加電壓相一致的電位。這種電位分布決定了絕緣系統(tǒng)的組成，原因是在繞組的相鄰匝之間和每匝與地之間都需要充分絕緣。
單個線圈中的各匝通常合在一起構(gòu)成一個幾何耦合單元、在物理上與其它線圈隔開。線圈之間的距離也由可在線圈之間產(chǎn)生的電介質(zhì)應(yīng)力來決定。因此這就意味著線圈之間也需要保持一定的指定絕緣距離。根據(jù)上文，位于電場中的其它導電物體也需要與局部產(chǎn)生于線圈中的電位保持足夠的絕緣距離。
因此通過對單個線圈的以上描述可以看出，內(nèi)部物體上相鄰的導電元件之間的電壓差較低，而外部相對于其它金屬物體-其它包括在內(nèi)的線圈的電壓差可能較高。電壓差由通過磁感應(yīng)而感應(yīng)出的電壓及從變壓器的外部接頭上的所連外部電力系統(tǒng)產(chǎn)生的電容式分布電壓決定。除工作電壓之外，從外部進入的電壓類型包括雷電過電壓和操作過電壓。
在線圈的電線中，由于導體周圍的漏磁場會產(chǎn)生另外的損失。為了盡可能降低這些損耗，特別是對較高功率范圍的電源變壓器而言，導體通常被分成許多導電元件，通常被稱作絞合線，工作時它們并聯(lián)。這些絞合線必須根據(jù)某種型式交叉相接以便使每個絞合線中的感應(yīng)電壓盡可能相同，并且每對絞合線之間的感應(yīng)電壓的差值盡可能地小，從而將內(nèi)部環(huán)流分量控制于從損耗的觀點來看基本合理的水平。
在設(shè)計現(xiàn)有技術(shù)的變壓器時，一般的目標是在由所謂的變壓器面口所限定的給定區(qū)域內(nèi)盡可量地具有更多數(shù)量的導體材料，概括地描述為具有盡可能大的占空因數(shù)。可用的空間中除導體材料外，還要包括線圈相關(guān)的絕緣材料，絕緣材料部分在內(nèi)部位于線圈之間，部分位于與其它金屬組件包括磁心之間。
絕緣系統(tǒng)部分位于線圈/繞組內(nèi)部，部分位于線圈/繞組與其它金屬部件之間，它們通常設(shè)計成如下方式，最靠近各個導體元件外為固體纖維素或清漆基絕緣材料，其外側(cè)為固體纖維素或液體，也可為氣體絕緣材料。以這種方式帶有絕緣材料和可能帶有的支承構(gòu)件的繞組表現(xiàn)出將會承受較高的電場力的較大容量，電場力在變壓器的有效電磁部分內(nèi)部及周圍產(chǎn)生。為能預(yù)先確定在使擊穿的可能性降至最低的情況下達到一定大小的電介質(zhì)應(yīng)力，需要詳細了解絕緣材料的性能。使周圍環(huán)境不會或降低絕緣性能這一點也很重要。
現(xiàn)在高壓電源變壓器所用的主要的絕緣系統(tǒng)包括作為固體絕緣材料的纖維素材料和作為液體絕緣材料的變壓器油。變壓器油以所謂的礦物油為基礎(chǔ)。
由于除了絕緣作用之外，變壓器油能通過排放變壓器的熱損耗而有效地冷卻鐵心、繞組等，因而變壓器油具有雙重作用。油冷方式需要一個外部冷卻裝置、脹縮聯(lián)軸節(jié)等。
變壓器的外部接頭與直接相連的線圈/繞組之間的電連接被稱作套管，套管的作用是通過在充油式電源變壓器中包圍著實際的變壓器的外箱實際導電連接。套管通常為安裝于外箱上的獨立組件，它的設(shè)計符合外箱外部和內(nèi)部的絕緣要求，同時它應(yīng)當經(jīng)得起所產(chǎn)生的電流載荷及隨之產(chǎn)生的電流力。應(yīng)當指出與如上關(guān)于繞組所述相同的對絕緣系統(tǒng)的要求也適用于線圈之間、套管與線圈之間的必需的內(nèi)部接頭、不同類型的轉(zhuǎn)換開關(guān)和諸如此類的套管。
除載流導體之外，電源變壓器內(nèi)部的所有金屬組件通常都與指定地電位相連。這樣，就可以避免由于高電位電流引線與地之間的電容電壓分布而產(chǎn)生的不希望的、難以控制的電位升高。這種不希望的電位升高可能會產(chǎn)生局部放電，即所謂的電暈。電暈可能在正常的驗收試驗過程中出現(xiàn)，在試驗中局部會產(chǎn)生比額定值更大的電壓和頻率。電暈會在正常工作中造成損害。
變壓器中的單個線圈必須具有一定的機械尺寸以便使它們可以承受由于在短路期間的電流升高及相應(yīng)的電流力而產(chǎn)生的應(yīng)力。通常線圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計使得升高的力在各個線圈內(nèi)部吸收，這又可能意味著線圈不能具有與在其正常工作期間正常發(fā)揮作用相應(yīng)的尺寸。
在較窄的電壓和功率范圍內(nèi)的充油式電源變壓器中，繞組被設(shè)計成所謂的扁線繞組。這就意味著上述單個導體被薄扁線所取代。扁線繞組式電源變壓器所用于的電壓可高達20-30KV，功率可達20-30MW。
較高功率范圍的電源變壓器的絕緣系統(tǒng)除了需要較為復雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計之外，還需要專門的制造方法以便以最佳方式利用絕緣系統(tǒng)的性能。為獲得良好的絕緣，絕緣系統(tǒng)應(yīng)當具有低含水量，絕緣材料的固體部分應(yīng)良好地浸漬于周圍的油中，并且固體部分中留有“氣”泡的可能性必須降至最低。為保證如此，在放入槽內(nèi)之前，在帶有繞組的整個鐵心上進行專門的干燥和浸漬處理。在完成這種干燥和浸漬處理之后，變壓器被放入槽中，然后將槽密封。在注油之前，浸有變壓器的槽必須清空所有的空氣。這通過一種專門的真空處理來完成。當完成這種處理后，注油就可以進行。
為能達到期望的使用壽命，等等，要求利用真空處理抽成幾乎絕對真空。這樣這就要求預(yù)先假定包圍著變壓器的槽設(shè)計用于完全真空，這就需要可觀的材料耗用和制造周期。如果在充油式電源變壓器中發(fā)生放電，或者如果變壓器的任一部分會出現(xiàn)局部溫度顯著升高、油就會老化，油中的氣體產(chǎn)物就會分解。因此變壓器通常帶有監(jiān)測裝置來檢測油中分解的氣體。
由于重量的原因，大型電源變壓器都在無油情況下運輸。在用戶的變壓器安裝現(xiàn)場就需要重新進行真空處理。此外，這一過程在每次槽因需要進行某種操作或檢測而打開時都要重復進行。
顯然，這些過程既耗費時間又消耗費用，構(gòu)成了整個制造和修理周期的很大的一部分，同時又需要利用大量的資源。
傳統(tǒng)的電源變壓器中的絕緣材料構(gòu)成了變壓器整個體積的一個很大部分。對于較高功率范圍的電源變壓器。油的數(shù)量的值可能達到成百立方米變壓器油的數(shù)量級。油在某些方面與柴油相似，為稀薄流體、具有較低的閃燃點。因此顯而易見的是在意外受熱的情況下，如內(nèi)部跳火且導致溢油的情況下，油與纖維素一起構(gòu)成了不容忽視的火災(zāi)問題。
另外，顯然還存在較大的運輸問題，特別是對于充油式電源變壓器。一臺較高功率范圍的這種電源變壓器總重量可高達30-40噸。已經(jīng)認識到變壓器的外部設(shè)計有時必須與現(xiàn)有的運輸型式相適應(yīng)，也就是說要能通過橋梁、隧道等。
下文是對充油式電源變壓器的現(xiàn)有技術(shù)的以及可描述為其缺點和問題方面的內(nèi)容的簡要總結(jié)充油式電源變壓器--包括一個用于安放變壓器的外槽、用于絕緣和冷卻的油、各種機械支承裝置等，其中變壓器包括一個帶有線圈的變壓器鐵心。由于槽內(nèi)無油但有變壓器時要能進行真空處理以形成實際的完全真空，因而對槽提出了很高的機械要求。槽需要非常廣泛的制造和試驗方法，并且槽的大型外部尺寸通常也會帶來顯著的運輸問題--對于較大功率范圍來說，包括所謂的壓力油冷系統(tǒng)，這種冷卻方法要求提供油泵、外部冷卻裝置。膨脹容器和脹縮聯(lián)軸節(jié)等；--包括一個位于變壓器的外部接頭和直接相連的線圈/繞組之間的電接頭，為安裝于槽上的套管的形式。套管的設(shè)計符合對于槽的外部和內(nèi)部提出的所有絕緣要求，--包括線圈/繞組、線圈/繞組的導體被分成許多導體元件，即絞合線，它們必須以一定方式交叉連接以便使每個絞合線上感應(yīng)的電壓盡可能相同并使每對絞合線之間的感應(yīng)電壓差值盡可能地?。?-包括一個絕緣系統(tǒng)，部分位于線圈/繞組內(nèi)部，部分位于線圈/繞組與其它金屬部件之間，它被設(shè)計成以下方式，最靠近各個導體元件處為固體纖維素基或清漆基絕緣材料，而在此外側(cè)為固體纖維素或液體、也可為氣體絕緣材料。此外，特別重要的是使絕緣系統(tǒng)具有很低的含水量；--作為一體式構(gòu)件包括一個帶載抽頭轉(zhuǎn)換開關(guān)，其周圍為油，通常與電壓控制所用的變壓器的高壓繞組相連；--包括油，它可能會帶來與內(nèi)部局部放電，即所謂的電暈、帶載抽頭轉(zhuǎn)換開關(guān)放火花或其它故障條件有關(guān)的不容忽視的火災(zāi)問題；--通常包括一個用于監(jiān)測油中分解出的氣體的監(jiān)測裝置，在其中放電或局部溫度升高時會發(fā)生分解；--包括油，一旦發(fā)生損壞或事故，可能會發(fā)生漏油從而造成巨大的環(huán)境破壞。
因此，以上敘述說明，由于變壓器/反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計、現(xiàn)有的開關(guān)裝置站留下了許多有待改進的方面。還應(yīng)當指出至少某些實施方案中，就其開關(guān)裝置而論，開關(guān)裝置站體積龐大，相應(yīng)也費用昂貴。
應(yīng)當指出開關(guān)裝置站一詞此處是指一個站，它設(shè)計用于電能的收集和/或分配，為此，包括a.o開關(guān)和監(jiān)控所用的所需設(shè)備。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的首先是提供一種開關(guān)裝置站，其中至少一個或某些上述對現(xiàn)有技術(shù)造成損害的缺點已被消除。
本發(fā)明的主要目的通過一種由在所附權(quán)利要求，首先是權(quán)利要求1中所確定的類型的裝置來實現(xiàn)。
廣義地講，已經(jīng)確定的是，由于本發(fā)明使得可以基本上將由于所述導電體而產(chǎn)生的電場封閉于絕緣系統(tǒng)內(nèi)，本發(fā)明的方案設(shè)計因而降低了所發(fā)生的損耗，從而使裝置能更高效地工作、損耗的降低又會導致設(shè)備中的溫度更低，這就減輕了對冷卻的需要因而可以使得所用的冷卻裝置能以比沒有本發(fā)明時更簡單的方式設(shè)計。
本發(fā)明的導體/絕緣系統(tǒng)可以軟性電纜的形式實現(xiàn)，這就意味著與時至今天傳統(tǒng)的預(yù)制、剛性繞組相比，在生產(chǎn)和安裝方面具有顯著的優(yōu)點。本發(fā)明所用的絕緣系統(tǒng)不帶有氣體或液體絕緣材料。
關(guān)于本發(fā)明作為電源變壓器/反應(yīng)器的方面，本發(fā)明首先消除了電源變壓器注油的需要并且消除了與這一點相關(guān)的問題和缺點。
繞組沿其長度方向的至少一部分上包括由固體絕緣材料構(gòu)成的絕緣層、絕緣層內(nèi)部的內(nèi)層和絕緣層外部的外層，內(nèi)層和外層均由半導體材料構(gòu)成，繞組的這種結(jié)構(gòu)設(shè)計使得它可以將整個裝置中的電場封閉于繞組內(nèi)部。本文中用到的“固體絕緣材料”一詞是指繞組不用液體或氣體絕緣，例如油的形式。相反，所用的絕緣材料要由聚合材料構(gòu)成。同樣內(nèi)層和外層也由聚合材料構(gòu)成，盡管是半導體聚合材料。
內(nèi)層和固體絕緣層沿基本上整個界面牢固地互相連接在一起。外層和固體絕緣層也沿其間的基本上整個界面牢固地互相連在一起。由于內(nèi)層具有半導體性能，因而內(nèi)層可以平衡電位，從而平衡內(nèi)層外側(cè)的電場。外層也要由半導體材料構(gòu)成，它的導電性至少要高于絕緣層以便使外層能通過接地或與較低電位相連接而起到平衡電位的作用，并且基本上將由于外層內(nèi)的所述導電體而產(chǎn)生的電場封閉起來。另一方面，外層應(yīng)當具有足夠的電阻以便使所述外層中的電損耗降至最低。
絕緣材料與內(nèi)、外半導體層之間的牢固互連應(yīng)當沿基本上整個界面保持均勻一致，以便不會有空腔、孔或類似東西存在。由于本發(fā)明的高電壓水平，可能會升高的電載荷和熱載荷會對絕緣材料提出特別要求。已經(jīng)知道局部放電即PD，對于高壓裝置中的絕緣材料來說通常構(gòu)成嚴重的問題。如果在高電壓下產(chǎn)生空腔、孔或類似物，內(nèi)部電暈放電就會發(fā)生，從而會使絕緣材料逐漸退化而結(jié)果會導致電擊穿絕緣層。這可能會造成電磁裝置被嚴重擊穿。因此，絕緣層應(yīng)當均勻。
絕緣層內(nèi)側(cè)的內(nèi)層的導電性應(yīng)當?shù)陀趯щ婓w，但足以使內(nèi)層起到平衡電勢從而平衡內(nèi)層外部的電場的作用。這點與內(nèi)層和絕緣層沿基本整個界面的牢固互連即不存在空腔之類這一點，意味著可在內(nèi)層外部產(chǎn)生基本均勻的電場并且使局部放電的可能性降至最低。
優(yōu)選的是內(nèi)層和固體絕緣層由熱膨脹系數(shù)基本相等的材料構(gòu)成。就外層和固體絕緣層而言也優(yōu)選如此。這就意味著內(nèi)、外層和固體絕緣層構(gòu)成的絕緣系統(tǒng)象單個零件一樣隨溫度改變而均勻一致地膨脹或收縮，溫度變化不會對界面造成任何破壞或分裂影響。這樣，內(nèi)、外層與固體絕緣層之間的接觸面的緊密性就得以保證并且得以在長期工作期間創(chuàng)造保持這種緊密性的條件。
此外，應(yīng)當指出內(nèi)、外層和固體絕緣層的材料必需具有較高彈性，以便使材料能夠經(jīng)受電纜彎曲和電纜工作期間遭受熱應(yīng)變時所產(chǎn)生的應(yīng)變。如果內(nèi)、外層和固體絕緣層中的材料的熱膨脹系數(shù)不是大致相等，固體絕緣層與內(nèi)、外層之間的牢固粘合和內(nèi)、外層及固體絕緣層各自的高彈性就特別需要。此外，優(yōu)先的是內(nèi)、外層與固體絕緣層中的材料具有大致相等的彈性(彈性模量)，這將會消除內(nèi)、外層和固體絕緣層之間的較寬區(qū)域內(nèi)的剪應(yīng)力。優(yōu)先的是內(nèi)、外層和固體絕緣層中的材料的彈性模量低于500MPA，優(yōu)選低于200MPA。為能夠利用電纜來形成繞組，必需要求它們有良好的柔性。優(yōu)選的是電纜能夠承受曲率半徑為電纜直徑20倍或更低，以為電纜直徑的15倍或更低為宜的彎曲，而不會對功能造成負面影響。優(yōu)選的是電纜應(yīng)當可以彎曲至曲率半徑為電纜直徑的四或五倍甚至更低。
絕緣系統(tǒng)的電載荷得以下降，原因是絕緣層周圍的半導體材料內(nèi)、外層易于形成基本等電位的表面，這樣絕緣層中的電場就會正確地沿絕緣層的厚度比較均勻地分布。
已經(jīng)知道用于輸送電能的高壓電纜可由帶由周體絕緣材料絕緣層和半導體材料內(nèi)、外層的導體構(gòu)成。在輸送電能時，很早以前就已認識到絕緣層應(yīng)當不會發(fā)生故障。然而，在輸電用的高壓電纜中，不僅沿電纜的長度電位不會變化，而且電位基本處于相同的水平。然而，同樣在輸電用的高壓電纜中，可能會因瞬時現(xiàn)象如雷電而產(chǎn)生瞬時電位差。根據(jù)本發(fā)明，利用所附權(quán)利要求的軟性電纜來作電磁裝置中的繞組。
另一項改進通過由更小的所謂的絞合線來構(gòu)成繞組中的導電體來實現(xiàn)，其中至少部分絞合線之間相互絕緣。通過使這些絞合線具有較小的橫截面，優(yōu)選近似為圓形的橫截面，穿過絞合線的磁場就會具有場的恒定幾何特性，因而使出現(xiàn)渦流的概率降至最低。
因此，根據(jù)本發(fā)明，繞組優(yōu)選地以包括導電體和前述絕緣系統(tǒng)的電纜的形式制成，其中絕緣系統(tǒng)的內(nèi)層包圍著導體。該內(nèi)半導體層的外側(cè)為固體絕緣材料形式的主絕緣層。
根據(jù)本發(fā)明，外半導體層應(yīng)具有的電學性能應(yīng)該可以保證沿導體上電位相等。然而，外層可以不具有這種導電性能從而使得會沿表面流過一個感應(yīng)電流，這就會產(chǎn)生損耗，損耗又會產(chǎn)生不希望的熱載荷。對于內(nèi)層和外層而言，在權(quán)利要求5中所確定的電阻說明(20℃時)是有效的。對于內(nèi)半導體層，它必須具有足夠的導電性以保證電場電位相等，并且同時該層必須具有足夠的電阻以保證電場得以封閉。
內(nèi)層與固體絕緣層的界面處具有較高表面光潔度因而使內(nèi)層能使導體表面的不一致平衡并形成一個等電勢表面這一點非常重要。內(nèi)層的厚度可以變化，但是為保證與導體和固體絕緣層形成平滑的表面，適宜的厚度為0.5至1mm之間。
根據(jù)本發(fā)明用于其電磁裝置中的這種軟性繞組電纜是對本身就用于輸電的XLPE(交聯(lián)型聚乙烯)電纜或帶有EP(乙烯丙烯)橡膠絕緣層的電纜的改進。其中，改進之處包括以下兩點，新設(shè)計的導體絞合線以及新設(shè)計的電纜至少在某些實施方案中不再帶有起到對電纜進行機械保證作用的外殼。然而，根據(jù)本發(fā)明，外半導體層的外側(cè)可以具有一個導電的金屬保護皮和一個外殼。這樣金屬保護皮就具有外側(cè)機械及電子保護裝置的特征，例如防止雷電的危害。優(yōu)選的是內(nèi)半導體層的電位由導電體電位決定。為此，至少一根導電體的絞合線未被絕緣并且與內(nèi)半導體層保持良好的電接觸。另外，也可以使不同的絞合線交替與內(nèi)半導體層保持電接觸。制造由以上軟性電纜構(gòu)成的變壓器或反應(yīng)器繞組使傳統(tǒng)電源變壓器/反應(yīng)器與本發(fā)明的電源變壓器/反應(yīng)器之間的電場分布存在很大差異。本發(fā)明的電纜制繞組的決定性的優(yōu)點是，電場被封閉于繞組中因而在外半導體層外側(cè)不存在電場。載流導體所產(chǎn)生的電場只產(chǎn)生于固體主絕緣層以內(nèi)。從設(shè)計觀點和制造觀點來看，這意味著顯著的優(yōu)點--形成變壓器繞組時可以無須考慮電場分布情況，并且背景技術(shù)中所提到的絞合線的交叉也無須進行；--形成變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)設(shè)計時可以無須考慮電場分布情況；--無需用油來實現(xiàn)繞組的電絕緣，也就是說，繞組周圍的介質(zhì)可以是空氣；--由于與傳統(tǒng)的設(shè)備相反；電接頭集成在繞組中，因而變壓器的外接頭與直接相連的線圈/繞組之間的電連接無需專門的接頭；--本發(fā)明的電源變壓器所需的制造和試驗技術(shù)要比傳統(tǒng)的電源變壓器/反應(yīng)器簡單得多，因為已經(jīng)無需背景技術(shù)中所述的浸漬、干燥和真空處理。
在上文中已經(jīng)提到繞組電纜的外半導體層要與地電位相連接。這樣做的目的是使該層沿繞組電纜的整個長度上基本保持于地電位上?？梢酝ㄟ^切斷外半導體層而將其分成沿繞組電纜長度方向上分布的許多部分，每個獨立的部分可直接與地電位相連。這樣，就可以沿繞組電纜的長度方向上更好地達到均勻一致。
上文中曾經(jīng)提到固體絕緣層和內(nèi)、外層可通過如擠壓加工來完成。然而其它方法同樣也可以很好地完成，例如分別通過噴射所述的材料而形成內(nèi)、外層和絕緣層。
優(yōu)選的是繞組電纜具有圓形橫截面。然而如果需要達到更高的封裝密度，也可以使用其它橫截面。
附圖簡述參照附圖，下文是對本發(fā)明的實施方案更為具體的描述。
圖中

圖1示出了傳統(tǒng)電源變壓器/反應(yīng)器的繞組周圍的電場分布；圖2是一個部分切掉的視圖，示出了所討論的改進型標準電纜中所包括的部分；圖3是一個透視圖，示出了本發(fā)明的電源變壓器的一個實施方案；圖4是開關(guān)裝置的俯視圖；圖5是圖4的開關(guān)裝置的側(cè)視圖；圖6是剖開側(cè)視圖，示出了現(xiàn)有技術(shù)的充油式電源變壓器；圖7是一個側(cè)視圖，示出了本發(fā)明的電源變壓器；圖8是一個俯視圖，示出了在一個建筑物中的開關(guān)裝置的絕緣情況；
圖9是該建筑物的截面圖；圖10是與圖8相似的俯視圖，但示出的是根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的變壓器的另一種可能方案；圖11的建筑物的垂直截面圖；圖12是包括有設(shè)計為氣體絕緣的開關(guān)裝置站的建筑物的俯視圖；圖13和圖14分別是一個正視圖和側(cè)視圖，示出了開關(guān)裝置中包括的開關(guān)設(shè)備；圖15是一個透視簡圖，示出了多個盒狀金屬殼配合調(diào)整以形成開關(guān)裝置站的方式；圖16是一個部分剖視圖，示出了通過電絕緣層所覆蓋的導電體；而圖17是一個簡圖，以截面形式示出了繞組置于變壓器鐵心窗中的方式。
優(yōu)選實施方案描述能夠制造本發(fā)明的磁路的一個重要條件是，所用的用于構(gòu)成繞組的導體電纜帶有一個固體電絕緣層，帶有位于絕緣層內(nèi)側(cè)在絕緣層和一根或多根導電體之間的內(nèi)半導體層，并且具有位于絕緣層外側(cè)的外半導體層。此類電纜可以利用用于其它電力工程領(lǐng)域即電力輸送的標準電纜。為能夠?qū)Ρ景l(fā)明進行描述，首先將對標準電纜進行描述。內(nèi)載流導體包括許多絞合線。包圍著絞合線的是半導體內(nèi)層。包圍著該半導體內(nèi)層的是固體絕緣材料構(gòu)成的絕緣層。固體絕緣層由聚合材料制成，具有低電損耗和高穿透強度。具體的實例可以包括聚乙烯(PE)以及特別是交聯(lián)型聚乙烯(XLPE)和乙烯丙烯(EP)。在外半導體層的周圍可以帶有一層金屬保護皮和一層絕緣外殼。半導體層由帶有導電組分，如導電煙灰或炭黑的聚合材料如乙烯共聚物構(gòu)成。在下文中這種電纜將被稱作電源電纜。
為繞組所設(shè)計的電纜的一個優(yōu)選實施方案如圖2所示、在圖中電纜1包括載流導體2，導體2包括交叉的未絕緣的和絕緣的絞合線。也可以使用電子機械式交叉的、固體絕緣的絞合線。這些絞合線可以在多層中絞合/交叉。導體的周圍是內(nèi)半導體層3，它的周圍又是固體絕緣材料所構(gòu)成的同質(zhì)層4。絕緣層4完全不含液體或氣體型絕緣材料。絕緣層4的周圍環(huán)繞著外半導體層5。在本優(yōu)選實施方案中作為繞組使用的電纜可以帶有金屬保護皮和外殼，但不一定如此。為防止外半導體層5中產(chǎn)生感應(yīng)電流及相關(guān)損耗，該層優(yōu)選地在線圈端部即從扁線束過渡到端部繞組的過渡段處被切斷。切斷使得外半導體層5被分成沿電纜分布的。相互之間在電學上完全或部分分開的若干部分。然后每個切斷部分都與地相接，從而使得外半導體層5在整個電纜長度上保持或接近地電位。這就意味著在線圈端部固體絕緣的繞組周圍，接觸表面以及使用一段時間后變臟的表面與地之間的電位差可以忽略，因而它們產(chǎn)生的電場也可以忽略。
在另一個實施方案中，用作繞組的電纜可為如上所述的傳統(tǒng)的電源電纜。而外半導體層的接地可以通過在適當位置處剝開金屬保護皮和電纜外殼而進行。
圖1示出了一個傳統(tǒng)的電源變壓器/反應(yīng)器的繞組周圍電場分布的簡化的基本視圖，其中17是繞組，18是鐵心，而19則示出了等位線，也就是電場具有相同大小的線。假定繞組的下部處于地電位。
由于需要在繞組的相鄰匝和每匝與地之間具有充分的絕緣，因而電位分布決定著絕緣系統(tǒng)的組成。因此如圖中所示，繞組的上部受到最高的絕緣載荷。這樣，繞組的結(jié)構(gòu)設(shè)計相對于鐵心的位置就基本由鐵心窗中的電場分布所確定。
本發(fā)明的干式電源變壓器/反應(yīng)器中包括的繞組中所可以使用的電纜已經(jīng)借助于圖2進行了描述。如前所述，電纜可以帶有另加的外層以用于其它目的，例如用于防止變壓器/反應(yīng)器的其它區(qū)域上過大的電應(yīng)變。從幾何尺寸來看，所述的電纜通常具有導體面積在2至3000mm2之間，而電纜外徑在20至250mm之間。
由本發(fā)明的公開內(nèi)容中所述的電纜制造的電源變壓器/反應(yīng)器的繞組可以用于單相、三相和多相變壓器/反應(yīng)器而不必管鐵心為何形狀。圖3中示出了一個實施方案，圖3中示出的是三相疊片鐵心變壓器。鐵心按傳統(tǒng)的方式包括三個鐵心柱20、21、22和剩下的軛23和24。在所示的實施方案中，鐵心柱和軛都是錐形橫截面。
由電纜構(gòu)成的繞組同軸地環(huán)繞著鐵心柱?？梢郧宄吹?，圖3中所示的實施方案具有三個同軸繞組匝25、26和27。最內(nèi)側(cè)的繞組匝25可代表初級繞組而另兩個繞組匝26和27可代表次級繞組。為了不使該圖承擔過多細節(jié)，繞組的連接并未示出，另外如圖所示，在所示出的實施方案中，具有若干不同功能的間隔條28和29位于繞組周圍的一定位置處。間隔條可由絕緣材料構(gòu)成，以便在同軸繞組匝之間為冷卻、支承等提供一定空間。它們也可由導電材料構(gòu)成，以便構(gòu)成繞組的接地系統(tǒng)的一部分。
圖4和5中示出了一種傳統(tǒng)的空氣絕緣式開關(guān)裝置站。它包括一個高壓開關(guān)裝置22(它采用空氣絕緣)、兩個變壓器43和一個建于建筑物45中的中壓開關(guān)裝置44。
變壓器43為油絕緣式。如上文中已經(jīng)述及，變壓器的油絕緣會帶來發(fā)生火災(zāi)和破壞環(huán)境很大危險性。此外，變壓器要比根據(jù)本發(fā)明在繞組由具有固體絕緣的軟性電纜構(gòu)成的情況中可以得到的變壓器更為笨重、龐大。尤其是，充油式變壓器在變壓器周圍需要有混凝土壁46。此外，在變壓器下方必須有一個比較昂貴的油收集坑以防漏油。
圖6更加清楚地示出，變壓器需要有一個昂貴的地基47，變壓器43和前述防火墻要放在地基中。從圖6中可以看出，在變壓器下方有一個油收集空間以防發(fā)生變壓器漏油。油穿過一個明顯的如由裝滿石頭的筐構(gòu)成的層向下流入空間48中。
圖7示出了本發(fā)明的變壓器49。這種變壓器的繞組利用所述的軟性電纜構(gòu)成。因此，變壓器不會充油因而其下方就無需油收集空間。本發(fā)明的變壓器重量要輕得多，并且通過輸出電纜50可以更簡便地連接，因為這些電纜不需要穿過油所用的密封裝置之類。因此，在圖4和圖5中所示類型的開關(guān)裝置站中，用本發(fā)明的變壓器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的充油式變壓器可以獲得顯著的優(yōu)點。
圖8和9以俯視圖和側(cè)視圖的形式示出了置入概括地標為51的建筑物內(nèi)部中的開關(guān)裝置站。建筑物51包括裝有中壓開關(guān)裝置和控制器的第一部分52、裝有高壓開關(guān)裝置的第二部分53和位于它們之間，裝有開關(guān)站的變壓器部分，此處為兩個變壓器55形式的第三部分54。不同部分通過防火墻56相互隔開。兩個變壓器也利用防火墻隔開。
設(shè)計用于裝入建筑物中的圖8和9的開關(guān)裝置站與通過圖4和5所示的開關(guān)站相比，具有顯著的優(yōu)點。首先圖4和5中的空氣絕緣式開關(guān)站從外觀來看并不好。此類開關(guān)站不能良好地適于位于人口聚集的地區(qū)。相反，圖8和9中所示的開關(guān)站由于開關(guān)站整體封閉，可以適宜地位于已建滿建筑物的地區(qū)而不須預(yù)防干擾。即使圖8和9的開關(guān)裝置站密封住，它也被設(shè)計成空氣絕緣。這種開關(guān)站本身也可以使其設(shè)備封裝于密封容器中，其組件由SF6氣體所包圍。這種氣體使得電阻顯著增大，因而對不同電壓水平的組件之間的安全距離的要求就可以降低，從而可以使得結(jié)構(gòu)更為緊湊。然而，這種封閉方式成本昂貴，并且需要精確地監(jiān)控泄露情況的發(fā)生。
在圖8和9中的開關(guān)站中使用傳統(tǒng)的充油式變壓器在漏油和發(fā)生火災(zāi)方面具有所述的實際缺點。此外，實際工作時所涉及到的缺點還有變壓器的位置這一方面，除了它自身可能要為鄰近的高壓和低壓開關(guān)裝置提供帶有電纜套管的傳統(tǒng)充油式變壓器外，由于電纜終端和變壓器的油不能相互混合，因而此類電纜套管結(jié)構(gòu)復雜、成本昂貴、因此在充油式變壓器中，人們通常在變壓器上和作為與高壓開關(guān)裝置的連接的壁式套管中選擇傳統(tǒng)的瓷套管。由于高壓開關(guān)裝置部分的頂板中的出口很容易漏水，因此減壓通道必須從變壓器空間中的頂板下方通過。這與變壓器上的瓷套管及變壓器下方的油容器共同導致建筑物中的變壓器部分具有很高的高度，從圖9中清楚可見。由于希望在變壓器和高壓中壓開關(guān)裝置之間分別具有最小的距離，因此變壓器被置于這兩個開關(guān)裝置之間。當多于兩個變壓器排成一行時，就會產(chǎn)生中間的變壓器不能由合理規(guī)格的移動式起重機提起的問題。換句話說，正常的程序是分別將各變壓器通過建筑物的屋頂放入或取出建筑物。用圖7中所示的本發(fā)明的變壓器來代替圖8和9中的傳統(tǒng)充油式變壓器，就可以得到已經(jīng)陳明了的優(yōu)點，包括更加簡便地控制提升操作。
此外，本發(fā)明的變壓器包括更多的開關(guān)裝置站設(shè)計方面的靈活性，這些借助于圖10和11進行說明。同樣，高壓開關(guān)裝置標為53而中壓開關(guān)裝置標為54。顯然，變壓器部分此處被置于建筑物的一側(cè)從而相應(yīng)地使中壓部分位于高壓部分和變壓器部分之間。如果變壓器需要進行更換或運走以便進行修理，這就可以非常簡便地夠得到變壓器49。圖10中的變壓器49可以放于位于建筑物一側(cè)的部分中而不存在明顯不利之處的原因是因為以下情況，變壓器中的繞組通過軟性電纜50構(gòu)成，并且可以使在變壓器與此處的高壓開關(guān)裝置之間具有較大距離而不存在值得一提的不利之處；電纜可以用最適宜的方式從變壓器之間抽入高壓開關(guān)裝置中。
比較圖8、9和圖10、11時可以看出，利用電纜技術(shù)根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計的變壓器則意味著建筑物體積可以顯著減小。特別是，中間的中壓部分可以更低，這就可以簡化高壓開關(guān)裝置的減壓裝置。屋頂高度可以更低是由于采用電纜技術(shù)的變壓器通常更小、更輕并且通過電纜與開關(guān)裝置的連接更為方便。
圖12在俯視圖中示出了采用氣體絕緣型式的開關(guān)裝置站。例如氣體可以為SF6。由于利用氣體改進了絕緣情況，此類開關(guān)裝置站結(jié)構(gòu)可以非常緊湊。變壓器占據(jù)了這些開關(guān)站的一大部分空間。由于這個原因，考慮到開關(guān)站設(shè)計緊湊并且無需油所產(chǎn)生的需要額外空間的措施，因而本發(fā)明的變壓器可以非常良好地裝入開關(guān)裝置站中。在圖12中，55表示的是中壓開關(guān)裝置和控制、電源系統(tǒng)的部分，部分66表示的是繼電控制室。氣體絕緣式高壓開關(guān)裝置置于部分57中。在這個部分兩側(cè)是兩個變壓器所處的部分58。如果這些變壓器不是傳統(tǒng)的充油式變壓器，而是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成，所需的建筑物的空間和投資、漏油空間等就要小得多。
圖13和14示出了一種設(shè)計用于以直線方式操作的開關(guān)裝置站的開關(guān)設(shè)備的各部分。更準確地說，開關(guān)裝置站中所包括的兩個或多個開關(guān)元件，例如兩個斷路開關(guān)59和兩個斷路器60位于單個共同的柱狀托架61上，托架61具有單個支在墊層上的支點，其高度低于位于其上方的開關(guān)設(shè)備的水平長度。從圖14中可以看出，斷路器60可以具有例如縮放儀結(jié)構(gòu)的特征。
按所述的方式在同一個托架上安裝著12個開關(guān)元件與現(xiàn)有技術(shù)相比占用的地面面積顯著減小，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)利用多個單獨的支承結(jié)構(gòu)來支承所述的這種開關(guān)元件。通過將這種緊湊型支承結(jié)構(gòu)與根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的同樣結(jié)構(gòu)緊湊的變壓器組合起來，就可以從整體上實現(xiàn)對開關(guān)裝置站的優(yōu)化。
圖15概略地示出了一種開關(guān)裝置站，它的基本想法是將開關(guān)裝置站的電子裝置置于采用空氣絕緣方式并且接地的金屬殼62中。每個這種殼基本地都具有盒子的特征，并且各個金屬殼可以使得一個開關(guān)裝置站可以整體地通過一組多個如圖15中所示并排疊放的此類金屬殼而構(gòu)成。更準確地說，示出的有三層互相疊放起來的金屬殼。將開關(guān)裝置設(shè)備封裝于這種接地金屬殼中這一原理由于減小了對絕緣距離的需要因而提供了一種更為緊湊的結(jié)構(gòu)方式。使得采用本發(fā)明的電纜技術(shù)的變壓器有利于這種緊湊性。如果采用利用其它氣體如SF6而非空氣的絕緣方式，可以進一步提高緊湊性。
圖16示出了另一個實施方案，它的目標是減小絕緣距離從而提高開關(guān)裝置中的緊湊性。更準確地說，圖16中示出了分支點75中的導電體63分叉至另一個導體64的方法。65表示的是高壓裝置。為了改進導體63、64的絕緣情況，它們涂有電絕緣涂層65。涂層的厚度和材料使其能夠經(jīng)受大小至少為加在兩個導體或一個導體與另一個導電部分如開關(guān)裝置中的地之間的間隙上整個額定電壓的30％的電壓的電擊穿作用。這樣，絕緣情況顯著提供，因而可以使開關(guān)裝置中的開關(guān)裝置設(shè)備結(jié)構(gòu)更為緊湊。
如圖16所示，還存在形式為屏罩66的裝置，以防止蠕變載荷的傳播。這些屏罩或者與絕緣涂層65合為一體，或者與涂層保持接觸。
圖17概略地示出了一個變壓器，其鐵心表示為71。鐵心中的繞組剖視示出。繞組利用前述類型的軟性電纜構(gòu)成。變壓器包括至少一個高壓繞組和至少一個低壓繞組。兩層高壓繞組表示為72。在這兩層之間，實例中為一層低壓繞組。由于構(gòu)成繞組的軟性電纜具有絕緣系統(tǒng)能保證基本上將電纜的導體周圍的電場封閉于電纜中因而不會對鄰近的繞組匝造成干擾，所以在本發(fā)明的變壓器中，可以將高壓繞組與低壓繞組混合。因此，在本發(fā)明的變壓器中所產(chǎn)生的損耗顯著減小。此外，繞組可以易于調(diào)整結(jié)構(gòu)以便使電流感應(yīng)的力至少能部分相互平衡。
本身已經(jīng)知道，可以將變壓器和反應(yīng)器的繞組鑄造于樹脂中。然而，這會產(chǎn)生因樹脂的低導熱性而帶來的問題。根據(jù)本發(fā)明提出將變壓器/反應(yīng)器的繞組嵌入一種基本為無機物的材料中。嵌入操作通常通過鑄造正確進行。所述的材料以混凝土為宜。這種材料的優(yōu)點是價格便宜且易于處理。此外，與先前用于這種用途的材料相比，它具有更高的導熱性以及更高的比熱容，這對于過載情況特別重要。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，包括一種能提高混凝土導熱性的材料的組分被混入混凝土中。例如，所述的材料可以為任意一種金屬粉末，如鋁粉。
可能的改動顯然，本發(fā)明不僅僅限于上文中所示的實施方案。因此，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會認識到，當已經(jīng)了解基本的發(fā)明思想時可以進行許多細節(jié)改動，而不會因此偏離如所附權(quán)利要求中所確定的本發(fā)明的思想。例如，應(yīng)當指出本發(fā)明不限于上文中舉例所用的對材料的具體選擇。因此相反也可以使用功能相同的材料。對于本發(fā)明的絕緣系統(tǒng)的制造，應(yīng)當指出，只要能達到不同層之間的緊密性要求，也可以采用其它方法而非擠壓或噴射加工。此外，應(yīng)當指出，可以帶有更多的等電位層。例如，在上文中稱為“內(nèi)層”和“外層”的兩層之間的絕緣層中可以帶有一層或多層半導體材料等電位層。盡管以上示出了一些具體的開關(guān)裝置站，但應(yīng)當強調(diào)本發(fā)明不應(yīng)被認為限于所述的任一種實施方案。相反，本發(fā)明的思想通用于開關(guān)裝置站。
權(quán)利要求
1．一種開關(guān)裝置站，它包括至少一個開關(guān)裝置(42、44、52、53)和至少一個變壓器/反應(yīng)器(49)，變壓器/反應(yīng)器(49)包括至少一個包括有至少一個導電體(2)的繞組(1)，其特征在于導體(1)具有一個絕緣系統(tǒng)，絕緣系統(tǒng)包括一個由固體絕緣材料構(gòu)成的絕緣層(4)和位于絕緣層內(nèi)側(cè)的一個內(nèi)層(3)，內(nèi)層的導電性低于導電體的導電性但足以使內(nèi)層起到平衡電位從而平衡內(nèi)層外側(cè)的電場的作用。
2．權(quán)利要求1的開關(guān)站，其特征在于絕緣系統(tǒng)包括一個位于絕緣層外側(cè)的外層(5)、外層的導電性要高于絕緣層以便使外層能通過接地或與較低電位相連接而起到平衡電位的作用，并且基本上將由于外層(5)內(nèi)側(cè)的所述導電體(2)而產(chǎn)生的電場封閉起來。
3．權(quán)利要求1或2的開關(guān)站，其特征在于所述至少一個導體(2)構(gòu)成至少一個感應(yīng)匝。
4．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于內(nèi)層和/或外層(3、5)包括半導體材料。
5．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于內(nèi)層(3)和/或外層(5)的電阻系數(shù)位于10-6Ωcm至100kΩcm的范圍之間，以10-3至1000Ωcm為宜，優(yōu)選1至500Ωcm，特別是10至200Ωcm。
6．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于內(nèi)層(3)和/或外層(5)每米導體/絕緣系統(tǒng)的長度所具有的電阻為50μΩ至5MΩ之間。
7．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于固體絕緣層(4)、內(nèi)層(3)和/或外層(5)由聚合材料構(gòu)成。
8．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于內(nèi)層(3)和/或外層(5)以及固體絕緣層(4)基本上沿整個界面牢固地互相連接在一起，以便在溫度變化或?qū)w和其絕緣系統(tǒng)發(fā)生彎曲時保持各層之間的粘合。
9．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于內(nèi)層(3)、外層(5)和固體絕緣層(4)由熱膨脹系數(shù)基本相等的材料構(gòu)成。
10．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于內(nèi)層(3)和外層(5)與固體絕緣層(4)的擠壓成形同時通過擠壓成形制成。
11．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于導體(2)及其絕緣系統(tǒng)構(gòu)成了由軟性電纜(1)所構(gòu)成的繞組。
12．權(quán)利要求2-11中任一權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于內(nèi)層(3)與至少一個導電體(2)保持電接觸。
13．權(quán)利要求12的開關(guān)站，其特征在于所述至少一個導電體(2)包括許多絞合線并且導電體(2)的至少一根絞合線至少局部未絕緣并與內(nèi)層(3)保持電接觸。
14．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于構(gòu)成內(nèi)、外層(3、5)和絕緣層(4)的材料具有的彈性使得工作期間不管溫度如何變化，各層都能保持粘合于固體絕緣層上。
15．權(quán)利要求14的開關(guān)站，其特征在于內(nèi)、外層和固體絕緣層中的材料的彈性模量低于500MPA，優(yōu)選低于200MPA。
16．權(quán)利要求14或15中任一權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于，各層與絕緣層之間的粘合力至少與材料最薄弱處處于同一數(shù)量級。
17．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于導體(2)及其絕緣系統(tǒng)設(shè)計用于高電壓，以超過10KV的高電壓為宜，特別是超過36KV的電壓，優(yōu)選高于72.5KV的電壓。
18．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于外層(5)被分成許多部分，各部分單獨與地或其它低電位相連接。
19．權(quán)利要求18的開關(guān)站，其特征在于它包括一個磁心。
20．權(quán)利要求1-18中任一權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于它是無鐵心型，因而不具有磁心。
21．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，它包括至少兩個電流上分離的繞組，其特征在于繞組(25-27)同軸纏繞。
22．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于開關(guān)裝置(42)為以空氣絕緣方式戶外使用而設(shè)計。
23．權(quán)利要求1-21中任一權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于開關(guān)裝置(44、52、53、55、57)位于一個建筑物中。
24．權(quán)利要求23的開關(guān)站，其特征在于變壓器(49、55)也是位于一個建筑物中。
25．權(quán)利要求2或24的開關(guān)站，其特征在于開關(guān)裝置包括至少一個高壓開關(guān)裝置(53)、至少一個變壓器(49、55)和至少一個中壓開關(guān)裝置(52)。
26．權(quán)利要求25的開關(guān)站，其特征在于這些開關(guān)裝置和變壓器位于一個具有不同部分的共用建筑物中。
27．權(quán)利要求25的開關(guān)站，其特征在于中壓開關(guān)裝置(53)位于處于高壓開關(guān)裝置和變壓器所處的部分(53、54)之間的部分中。
28．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于變壓器為干式變壓器，也就是說不需要用油來進行絕緣和/或冷卻。
29．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于全部或部分開關(guān)裝置站的設(shè)備被封裝于氣體中以便提高防止放火花的能力。
30．輸電線路中所用的任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于開關(guān)站中包括的兩個或多個開關(guān)元件、特別是至少一個斷路開關(guān)(59)和至少一個斷路器(60)，位于一個共同的柱狀托架(61)上。
31．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，包括多個電力設(shè)備，其特征在于至少一個電力裝置位于空氣絕緣的、接地的金屬殼(62)中。
32．權(quán)利要求31的開關(guān)站，其特征在于電力裝置被分裝在多個金屬殼(62)中，它們相互鄰近排列。
33．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，包括導體(63、64)導體連接站(75)和與導體相連的高壓設(shè)備(76)，其特征在于導體(63、64)被電絕緣層(65)所覆蓋，電絕緣層能夠承受大小至少為加在兩個導體或一個導體與另一個導電部分如地之間的間隙上的總額定電壓的30％的電壓的電擊穿作用。
34．權(quán)利要求33的開關(guān)站，其特征在于導體(63、64)包括形式為屏罩(66)的裝置以防止蠕變載荷的傳播。
35．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，變壓器具有至少一個低壓繞組和至少一個高壓繞組，其特征在于低壓和高壓繞組相互混合。
36．權(quán)利要求35的開關(guān)站，其特征在于繞組(72、73)的結(jié)構(gòu)使得電流感應(yīng)的力至少能部分相互平衡。
37．任一前述權(quán)利要求的開關(guān)站，其特征在于變壓器/反應(yīng)器的繞組嵌入一種基本為無機物的材料中。
38．權(quán)利要求37的開關(guān)站，其特征在于這種無機材料為混凝土。
39．權(quán)利要求38的開關(guān)站，其特征在于混凝土包含能提高導熱性的組分。
全文摘要
一種開關(guān)裝置站包括至少一個開關(guān)裝置和至少一個變壓器/反應(yīng)器;變壓器/反應(yīng)器包括至少一個包括有至少一個導電體(2)的繞組(1)。導體具有一個絕緣系統(tǒng),絕緣系統(tǒng)包括一個由固體絕緣材料構(gòu)成的絕緣層(4)和一個位于絕緣層內(nèi)側(cè)的內(nèi)層(3),內(nèi)層的導電性低于導電體的導電性但足以使內(nèi)層起到平衡電位從而平衡內(nèi)層外側(cè)的電場的作用。
文檔編號H01F27/28GK1279813SQ9881150
公開日2001年1月10日 申請日期1998年11月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月28日
發(fā)明者M·萊永, L·瓦爾夫里德松 申請人:Abb股份有限公司