KR20010032376A - A power transformer - Google Patents
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Abstract
전기도전수단들 (13-15), 상기 전기도전수단들의 도전성을 향상시키기 위해 이들을 냉각시키는 냉각수단들, 및 이를 둘러싸는 전기절연수단들 (20-22) 을 구비한 적어도 하나의 전기권선을 갖는 전력변압기 (1) 로서, 상기 전기절연수단들은 상기 전기도전수단과 전기접촉된 반도전성 재료의 내부층 (20), 그 길이를 따라 제어된 전기전위를 갖는 반도전성 재료의 외부층 (21) 및 상기 내부층과 외부층 (20, 21) 사이의 전기절연재료의 중간층 (22) 을 갖는다.Having at least one electric winding with electrically conductive means 13-15, cooling means for cooling them to improve conductivity of the electrically conductive means, and electrically insulating means 20-22 surrounding them. As a power transformer (1), said electrically insulating means comprise an inner layer (20) of semiconductive material in electrical contact with said electrically conductive means, an outer layer (21) of semiconductive material having a controlled electrical potential along its length, and And an intermediate layer 22 of electrically insulating material between the inner and outer layers 20, 21.
Description
기술 분야Technical field
본 발명은 전기도전수단, 이 전기도전수단의 전기도전성을 향상시키기 위해 이들을 냉각시키는 냉각수단, 및 이를 둘러싸는 전기절연수단을 구비한 일 이상의 전기 권선부를 갖는 전력변압기에 관한 것이다. 특히, 상기 도전수단은 초전도성을 가지며, 본 발명은 수백 kVA 에서 1000 MVA 까지의 출력전력, 및 3-4 kV 에서 400 kV 내지 800 kV 와 같은 매우 높은 전송전압까지의 전압을 갖는 초전도성 전력변압기에 관한 것이다. 비록 본 발명은 주로 코어형의 변압기에 관한 것이지만, 본 발명이 쉘 형태의 변압기, 및 에어 코어와 같은 코어리스 (coreless) 변압기와 같은 다른 형태의 변압기에 관한 것일 수도 있다.The present invention relates to a power transformer having one or more electrical windings having electrical conductive means, cooling means for cooling them to improve the electrical conductivity of the electrical conductive means, and electrical insulating means surrounding them. In particular, the conductive means has a superconductivity, and the present invention relates to a superconducting power transformer having an output power from several hundred kVA to 1000 MVA, and a voltage from 3-4 kV to a very high transmission voltage such as 400 kV to 800 kV. will be. Although the present invention mainly relates to a core type transformer, the present invention may also be related to a shell type transformer and another type of transformer such as a coreless transformer such as an air core.
발명의 배경Background of the Invention
타입 Ⅱ 초전도체 (예를 들면, 니오븀 티타늄, NbTi) 는, 외부의 자기장이 커지게 되면 초전도 상태로부터 저항성의 정상 상태까지 점차적으로로 변하는 성질이 있다. 정상 상태로 곧바로 이동하기 보다, 이들 물질은 보텍스 (vortex) 또는 혼합 상태라고 하는 제 2 상태로 되는데, 이 상태에서 일부의 자기 유도 (B) 는 플럭스선들의 형태로 물질을 관통하며, 직류가 흐를 때 약간의 손실이 발생된다. 인가 자기장이 증대되면, Hc2라고 하는 소정의 장에서 초전도체가 포화되어 정상으로 될 때까지 점점 더 많은 자기유도가 물질을 관통한다. 타입 Ⅱ 초전도체의 물리적 성질은 도 1 에 도시된 바와 같이 온도, 자기장 및 전류밀도의 그래프로 요약될 수 있다. 전력 부분에 관련된 모든 공지의 초전도체들은 혼합 상태에서 동작하는 타입 Ⅱ 의 초전도체들이다.Type II superconductors (for example, niobium titanium and NbTi) have a property of gradually changing from a superconducting state to a steady state of resistance when an external magnetic field increases. Rather than moving directly to a steady state, these materials are brought into a second state, called a vortex or mixed state, in which some magnetic induction (B) penetrates the material in the form of flux lines and direct current flows. When some loss occurs. As the applied magnetic field increases, more and more magnetic induction penetrates the material until the superconductor saturates and becomes normal in a given field called H c2 . The physical properties of type II superconductors can be summarized in graphs of temperature, magnetic field and current density as shown in FIG. All known superconductors related to the power portion are type II superconductors operating in a mixed state.
초전도체에서의 열역학적 평형은, 자기유도가 균일하게 분포되어 있을 경우에, 즉, 전류가 초전도체를 통과할 때에는 일어날 수 없는 상태에서 이루어진다. 자기유도가 변하고 전류가 흐를 때에는, 전력 애플리케이션에 바람직하지 않은 측정가능한 에너지 손실이 발생된다. 자기장이 변하고 평형에 쉽게 도달하는 물질은 ″reversible″ 또는 ″soft″ 라고 알려져 있다 자기장이 변하지 않는 (자기장이 ″고정(pinned)″ 되어 있다고 함) 물질은 ″irreversible″ 또는 ″hard″ 타입 Ⅱ 초전도체라고 한다.Thermodynamic equilibrium in a superconductor is achieved when magnetic induction is uniformly distributed, i.e., when a current passes through the superconductor. As the magnetic induction changes and current flows, undesirable measurable energy losses occur in power applications. Substances whose magnetic fields change and reach equilibrium are known as ″ reversible ″ or ″ soft ″. Substances whose magnetic fields do not change (referred to as ″ pinned ″ magnetic fields) are called ″ irreversible ″ or ″ hard ″ type II superconductors. do.
전류가 자기장 내의 초전도체를 통과할 경우, 로렌쯔력 (F; 전류밀도 (J) 와 자기유도 (B) 의 곱) 은 플럭스선들을 바깥쪽으로 밀어내려고 한다. 전류밀도 및/또는 자기유도가 증가함에 따라, 로렌쯔력은 고정력 (pinning force) 이 초과되고 플럭스선들이 움직이기 시작할 때까지 증대됨으로서, 에너지가 소모된다. 플럭스선들이 움직이기 시작하는 점을 임계 전류밀도 (Jc) 라고 하는데, 이는 도 1 에 도시된 바와 같이 자기유도와 온도에 의존한다. 통상적으로, Tc는 제로 인가 자기장 및 제로 전류밀도에 대한 임계 온도 또는 천이 온도로 표시된다. 이와 유사하게, Hc를 제로 온도에 대한 임계 자기장 및 제로 전류밀도로 표시하는 것은 일반적이다. 그러나, Jc 는 통상적으로 1T 의 자장에서의 77 K 와 같은 실제 동작조건하에서의 임계 전류밀도를 나타낸다.When a current passes through a superconductor in a magnetic field, the Lorentz force (F; product of current density (J) and magnetic induction (B)) attempts to push the flux lines outward. As the current density and / or the magnetic induction increases, the Lorentz force is increased until the pinning force is exceeded and the flux lines begin to move, thereby consuming energy. The point at which the flux lines start to move is called the critical current density J c , which is dependent on magnetic induction and temperature as shown in FIG. 1. Typically, T c is expressed as a threshold temperature or transition temperature for a zero applied magnetic field and zero current density. Similarly, it is common to express H c as the critical magnetic field and zero current density for zero temperature. However, Jc typically represents a critical current density under actual operating conditions such as 77 K in a magnetic field of 1T.
종래의 절대 제로에 가까운 온도에서 동작하는 ″저온″ 타입 Ⅱ 초전도체가 수년동안 알려져 왔다. 그러나, 이 초전도체들에 대한 유용한 애플리케이션은, 이들 초전도체를 4K 이하로 유지하기 위해 값비싼 헬륨액체를 사용해야 하기 때문에 문제가 있었다. 특히 최근에는, 135K (또는 압력을 갖는 164K) 까지의 천이온도 또는 임계온도, 즉, 77K 에서 액체 질소의 비등점 이상을 갖는 고온의 타입 Ⅱ 초전도체 (이하, ″HTS″ 라고 함) 가 개발되어 왔다. HTS 의 발견 이후, 초전도성 전력변압기의 설계가 가능해지게 되었다.Conventional ″ low temperature ″ type II superconductors operating at temperatures near absolute zero have been known for many years. However, a useful application for these superconductors has been problematic because they require the use of expensive helium liquids to keep these superconductors below 4K. In particular, in recent years, high-temperature Type II superconductors (hereinafter referred to as ″ HTS ″) having a transition temperature or critical temperature of up to 135K (or 164K with pressure), that is, at or above the boiling point of liquid nitrogen at 77K have been developed. Since the discovery of HTS, the design of superconducting power transformers has become possible.
종래의 오일로 채워진 변압기에 비해 초전도성 전력변압기의 여러 이점들은, 크기 및 무게의 감소, 옴 손실의 감소, 변압기 오일의 제거, 및 초전도성 전력변압기의 제조 비용의 감소이다. 공지의 초전도성 전력변압기 및 종래의 오일로 채워진 변압기들에 대한 이와 같은 초전도성 전력변압기들의 이점에 대해서는, 1997년 7월호 ″IEEE Spectrum″ 에서 Sam P Mehta, NIcola Aversa 및 Michael S Walker 에 의한 ″Transforming Transformers″ 에 개시되어 있다.Several advantages of superconducting power transformers over conventional oil filled transformers are reduced size and weight, reduced ohmic losses, removal of transformer oil, and reduced manufacturing costs of superconducting power transformers. For the benefits of such superconducting power transformers over known superconducting power transformers and conventional oil filled transformers, see ″ Transforming Transformers ″ by Sam P Mehta, NIcola Aversa, and Michael S Walker in the July 1997 issue of IEEE Spectrum. Is disclosed.
공지의 초전도성 전력변압기가 EP-A-0740315 에 개시되어 있다. 이 공지의 전력변압기에서, 제 1 코일 및 제 2 코일은 에폭시 또는 플라스틱 재료로 매립된 HTS 로 구성되어 있다. 이 코일들은 냉각제, 통상적으로는, 유전성 절연체의 역할도 하는 액체 질소에 담겨진다. 만일 초전도체의 전기장에 의해 유발된 전기 스트레스가 이 액체 질소의 유전강도를 초과할 경우에는, 방전이 일어나며, 특히 액체 질소에 버블이 형성될 경우에는, HTS 권선들이 매립된 에폭시 또는 플라스틱 재료에서 부분적인 방전이 발생될 수도 있다. 예를 들면, 온도를 초전도를 위해 극저온으로 낮출 경우, 이 재료들이 수축된다. 이들의 구성비율에 따라, 재료들이 서로 다른 비율로 수출됨으로서, 도전체와 에폭시 재료와 같은 재료들간의 보이드 형성 가능성이 증대된다. 방전을 방지하기 위해, 도전체 및 에폭시 재료가 동일한 열팽창계수를 가져야 하지만, 이는 포함된 재료가 동일한 경우에만 가능하다.A known superconducting power transformer is disclosed in EP-A-0740315. In this known power transformer, the first coil and the second coil are composed of HTS embedded in epoxy or plastic material. These coils are contained in coolant, typically liquid nitrogen, which also acts as a dielectric insulator. If the electrical stress caused by the electric field of the superconductor exceeds the dielectric strength of this liquid nitrogen, a discharge occurs, especially when bubbles are formed in the liquid nitrogen, where the HTS windings are partially embedded in the epoxy or plastic material in which the HTS windings are embedded. Discharge may occur. For example, when the temperature is reduced to cryogenic temperature for superconductivity, these materials shrink. Depending on their composition ratio, the materials are exported at different rates, thereby increasing the possibility of void formation between materials such as conductors and epoxy materials. In order to prevent discharge, the conductor and the epoxy material should have the same coefficient of thermal expansion, but this is only possible if the materials included are the same.
발명의 개요Summary of the Invention
본 발명의 목적은, 코로나 방전이 발생되기 쉽지 않도록 전기적으로 절연된, 고온의 초전도체와 같은 초전도체의 냉각 권선을 갖는 개선된 전력변압기를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved power transformer having a cooling winding of a superconductor, such as a high temperature superconductor, electrically insulated such that corona discharge is unlikely to occur.
본 발명에 따른 전력변압기는, 전기절연수단이 전기도전수단과 전기적으로 접촉된 반도체 재료의 내부층, 그 길이를 따라 제어 전기전위에서의 반도전성 재료의 외부층, 및 상기 내부층과 외부층 사이의 전기절연재료의 중간층을 구비하는 것을 특징으로 한다.The power transformer according to the present invention includes an inner layer of semiconductor material in which electrical insulating means is in electrical contact with the electrically conductive means, an outer layer of semiconductive material at a controlled electrical potential along its length, and between the inner and outer layers. And an intermediate layer of electrical insulating material.
이 명세서에서, ″반도전성 재료″ 란 용어는 전기 도전체보다 상당히 더 낮은 도전율을 가지면서도 전기절연체만큼의 낮은 도전율을 갖지는 않는 재료를 뜻한다. 여기서, 반도전성 재료는 1 내지 105Ωcm, 더 바람직하게는 10 내지 500 Ωcm, 가장 바람직하게는 10 내지 100 Ωcm 의 체적 저항률을 가져야 하며, 통상적으로는 20 Ωcm 이다.In this specification, the term " semiconductive material " refers to a material that has a significantly lower conductivity than an electrical conductor but does not have as low a conductivity as an electrical insulator. Here, the semiconducting material should have a volume resistivity of 1 to 10 5 Ωcm, more preferably 10 to 500 Ωcm, most preferably 10 to 100 Ωcm, typically 20 Ωcm.
전기절연은 기계적 접촉, 또는, 더 바람직하게는 예를 들면 압출 성형에 의해 결합된 층들을 갖는 단일 형태인 것이 실질적으로 편리하다. 이 층들은 적어도 주위의 동작 온도에서 탄성을 갖는 플라스틱 재료로 형성되는 것이 편리하다. 이에 의해, 케이블이 권선을 플렉시블하고 바람직한 권선 형태로 형성할 수 있게 된다. 이러한 층들에 몇 개만으로 제조가능한 재료만을 사용함으로서, 유사한 열적 특성, 절연체 내의 열적 부하 및 전기 부하를 감소시킬 수 있게 된다. 특히, 층간절연막, 반도전성 내부층 및 외부층은, 이 층들이 가열되거나 냉각될경우에 서로 다른 열팽창에 의한 결함이 발생되지 않도록 하기 위하여 적어도 실질적으로 동일한 열팽창계수 (α) 를 가져야 한다.It is substantially convenient for the electrical insulation to be of a single type with layers joined by mechanical contact, or more preferably by extrusion, for example. These layers are conveniently formed of a plastic material which is elastic at least at ambient operating temperature. This allows the cable to form the winding in the form of a flexible and desirable winding. By using only a few manufacturable materials for these layers, it is possible to reduce similar thermal properties, thermal loads and electrical loads in the insulator. In particular, the interlayer insulating film, the semiconductive inner layer and the outer layer should have at least substantially the same coefficient of thermal expansion (α) so that defects due to different thermal expansions do not occur when these layers are heated or cooled.
종래의 층간전기절연막은, 저밀도 또는 고밀도의 폴리에틸렌 (LDPE 또는 HDPE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리부틸렌 (PB), 폴리메틸펜틴 (PMP) 과 같은 솔리드 열가소성 재료, 에틸렌 (ethyl) 아크릴레이트 공중합체, 교차결합 폴리에틸렌 (XLPE) 와 같은 교차결합 재료, 또는 에틸렌 프로필렌 고무 (EPR) 또는 실리콘 고무와 같은 고무 절연체를 구비한다. 상기의 반도전성 내부층 및 외부층은 중간층과 유사한 재료를 구비할 수도 있다. 통상, EPR 과 같은 특수한 절연재료들은, 탄소 입자를 일부 함유하거나 전혀 함유하지 않을 경우에 유사한 기계적 특성을 갖는 것을 발견하였다. 중간층은 반도전성 재료의 1 이상의 추가 중간층들로 세분될 수도 있다.Conventional interlayer dielectrics include low or high density polyethylene (LDPE or HDPE), polypropylene (PP), polybutylene (PB), solid thermoplastic materials such as polymethylpentine (PMP), ethylene (ethyl) acrylate air Coalescing, crosslinking materials such as crosslinked polyethylene (XLPE), or rubber insulators such as ethylene propylene rubber (EPR) or silicone rubber. The semiconductive inner layer and outer layer may comprise a material similar to the intermediate layer. Typically, special insulating materials such as EPR have been found to have similar mechanical properties when they contain some or no carbon particles. The intermediate layer may be subdivided into one or more additional intermediate layers of semiconductive material.
반도전성 내부층 및 외부층의 스크린은, 동심의 반도전성 절연층의 경우에 전기장이 실질적으로 방사성이고 중간층내에 제한되도록 하기 위해, 층간절연층의 내부 및 외부상에 실질적으로 동일전위면을 형성한다. 특히, 반도전성 내부층은 그것이 둘러싸는 도전수단과 전기접촉이 되고 그 도전수단과 동일한 전위가 되도록 배치된다. 반도전성 외부층은 유도전압에 의해 유발된 손실을 방지하기 위해 스크린으로서 동작하도록 설계된다. 외부층내의 유도전압은 외부층의 저항을 증가시킴으로서 감소될 수 있다. 이 저항은 외부층의 두께를 감소시킴으로서 증대되나, 이 두께는 소정의 최소 두께 이하로는 축소될 수 없다. 또한, 이 저항은 더 큰 저항을 갖는 층을 위한 재료를 선택함으로서 증대될 수도 있다. 한편, 반도전성 외부층의 저항이 너무 클 경우, 인접한 이격된 점들간의 전위가 너무 커져 코로나 방전이 발생될 위험성이 증대된다. 따라서, 반도전성 외부층은 낮은 저항값의 도전체와 높은 유도전압손실간의 절충이지만, 제어 전위, 통상적으로 어스 또는 접지 전위에 쉽게 접속된다. 따라서, 반도전성 외부층의 저항률 (ρs) 는 범위 ρmin〈ρs〈 ρmax내에 있어야만 하는데, 이 때, ρmin는 와전류 손실로 인한 허용가능한 전력손실과 자기 플럭스에 의해 유도된 전압에 의한 저항손실에 의해 결정되며, ρmax는 코로나 또는 글로우 방전이 전혀 없는 조건에 의해 결정된다.The screens of the semiconductive inner and outer layers form substantially the same potential surface on the inside and outside of the interlayer insulating layer so that in the case of the concentric semiconductive insulating layer the electric field is substantially radiant and confined within the interlayer. . In particular, the semiconductive inner layer is arranged to be in electrical contact with the conductive means it encloses and to have the same potential as the conductive means. The semiconductive outer layer is designed to act as a screen to prevent losses caused by induced voltages. The induced voltage in the outer layer can be reduced by increasing the resistance of the outer layer. This resistance is increased by reducing the thickness of the outer layer, but this thickness cannot be reduced below a predetermined minimum thickness. In addition, this resistance may be increased by selecting a material for the layer with a higher resistance. On the other hand, if the resistance of the semiconductive outer layer is too large, the potential between adjacent spaced points becomes too large, increasing the risk of corona discharge. Thus, the semiconductive outer layer is a compromise between low resistance conductors and high induced voltage losses, but is easily connected to a control potential, typically an earth or ground potential. Therefore, the resistivity (ρ s ) of the semiconductive outer layer must be within the range ρ min <ρ s <ρ max , where ρ min is due to the allowable power loss due to eddy current losses and the voltage induced by the magnetic flux. It is determined by the resistance loss, and ρ max is determined by the condition of no corona or glow discharge.
반도전성 외부층이 접지되거나 그 길이를 따라 일정간격으로 이격되어 소정의 다른 제어 전위에 접속될 경우에는, 이 반도전성 외부층을 둘러싸기 위한 보호판 및 외부금속판이 필요하지 않다. 따라서, 케이블의 직경이 더 감소되어, 소정의 권선 크기에 대해 더 많은 턴을 제공할 수 있게 된다.If the semiconductive outer layer is grounded or spaced at regular intervals along its length and connected to some other control potential, no protective plate and outer metal plate are needed to surround the semiconductive outer layer. Thus, the diameter of the cable is further reduced, making it possible to provide more turns for a given winding size.
대부분의 실제적인 애플리케이션에서, 도전수단은 초전도성을 갖는다. 그러나, 본 발명은 초전도성을 갖는 전도수단에 한정되는 것이 아니라, 그 전기 도전성이 예를 들면 200K 이하의 온도와 같은 저온에서 현저히 향상되는 모든 도전수단을 포함시키려는 것이다. 바람직한 초전도성의 도전수단의 경우, 도전수단은 저온 반도체들 구비할 수도 있으나, 내부관에 나선형으로 감긴 HTS 와이어 또는 테이프와 같은 HTS 재료를 구비하는 것이 가장 바람직하다. 간단한 HTS 테이프는 은 외장의 (silver-sheathed) BSCCO-211 또는 BSCCO-2223 (여기서, 숫자는 [Bi, Pb]2Sr2Ca2Cu3Ox분자내의 각 요소의 원자들의 개수를 나타낸다) 로서, 이하, 이러한 HTS 테이프를 ″BSCCO 테이프(들)″ 이라고 한다. BSCCO 테이프는 은 또는 산화은 매트릭스내의 산화물 초전도체의 미세 필라멘트를 파우더인튜브 (powder-in-tube;PIT) 드로우 (draw), 롤, 규화물 및 롤 프로세스에 케이싱함으로서 이루어진다. 또한, 이 테이프는 표면 코팅 프로세스에 의해 형성가능하다. 어떤 경우에서든, 산화물은 용해되고 최종 공정에서 다시 고체화된다. TiBaCaCuO (TBCCO-1223) 및 YBaCuO (YBCO-123) 과 같은 다른 HTS 테이프는 다양한 표면코팅 또는 표면증착기술에 의해 만들어져 왔다. 이상적으로, HTS 와이어는 65K 로부터의 동작온도에서 jc∼105Acm-2이상의 전류밀도를 가져야 하지만, 바람직하게는 77K 이상이다. 매트릭스 내의 HTS 재료의 필링 팩터 (filling factor) 는, 전류밀도 je≥104Acm-2jc가 테스라 (Tesla) 범위 내에서 인가된 장에 따라 현격히 감소하지 않을 정도록 클 필요가 있다. 나선형 HTS 테이프는 냉각류, 바람직하게는 액체질소에 의해 HTS 의 임계온도 이하로 냉각되오 내부 지지관을 통과한다.In most practical applications, the conductive means is superconducting. However, the present invention is not limited to the conductive means having superconductivity, but is intended to include all the conductive means whose electrical conductivity is remarkably improved at low temperatures such as, for example, 200 K or less. In the case of the preferred superconducting conductive means, the conductive means may comprise low temperature semiconductors, but most preferably it is provided with an HTS material such as a HTS wire or tape wound spirally in the inner tube. A simple HTS tape is a silver-sheathed BSCCO-211 or BSCCO-2223 (where the number represents the number of atoms of each element in the [Bi, Pb] 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O x molecule). This HTS tape is hereinafter referred to as ″ BSCCO tape (s) ″. BSCCO tapes are made by casing fine filaments of oxide superconductors in a silver or silver oxide matrix in powder-in-tube (PIT) draw, roll, silicide and roll processes. In addition, this tape is formable by a surface coating process. In either case, the oxide is dissolved and solidified again in the final process. Other HTS tapes such as TiBaCaCuO (TBCCO-1223) and YBaCuO (YBCO-123) have been made by various surface coating or surface deposition techniques. Ideally, the HTS wire should have a current density of j c -10 5 Acm -2 or greater at operating temperatures from 65K, but is preferably 77K or greater. The filling factor of the HTS material in the matrix needs to be large so that the current density j e ≥ 10 4 Acm- 2 j c will not decrease significantly depending on the field applied within the Tesla range. The helical HTS tape is cooled below the critical temperature of the HTS by cooling flow, preferably liquid nitrogen, and passes through the inner support tube.
냉각된 HTS 테이프를 전기절연물질로부터 열적으로 절연시키기 위해 나선형으로 감긴 HTS 테이프 주위에는 저온유지층 (cryostat layer) 이 배치될 수도 있다. 그러나, 다른 한편으로는, 저온유지층이 없어도 무방하며, 전체 권선 어셈블리가 액체질소조와 같은 냉각제에 담겨질 수도 있다. 후자의 경우, 전기절연재료가 도전수단 상에 바로 가해질 수도 있다. 또한, 도전수단과 이를 둘러싸는 절연재료간에는 공간이 제공될 수도 있는데, 이러한 공간은 보이드 공간이거나, 고압축성 폼 물질과 같은 압축성 물질로 채워진 공간일 수도 있다. 이 공간은 극저온으로의 냉각/가열 동안 절연시스템 상의 팽창력/수축력을 감소시킨다. 이 공간이 압축성 재료로 충만될 경우, 후자는 반도전성으로 되어 반도전성 내부층과 도전수단간의 전기접촉을 확실하게 한다.A cryostat layer may be disposed around the spirally wound HTS tape to thermally insulate the cooled HTS tape from the electrical insulating material. On the other hand, however, there may be no cryohold layer, and the entire winding assembly may be submerged in a coolant such as a liquid nitrogen bath. In the latter case, an electrically insulating material may be applied directly on the conductive means. In addition, a space may be provided between the conductive means and the insulating material surrounding the space, which may be a void space or a space filled with a compressible material such as a high compressive foam material. This space reduces the expansion / contraction force on the insulation system during cooling / heating to cryogenic temperatures. When this space is filled with compressible material, the latter becomes semiconducting to ensure electrical contact between the semiconductive inner layer and the conductive means.
도전수단의 다른 디자인도 가능한데, 본 발명은 냉각된, 바람직하게는 상술한 타입의 포위형 전기절연체를 갖는 적당한 디자인의 초전도성 케이블로 형성된 변압기 권선들에 관한 것이다. 예를 들면, 초전도성을 갖는 다른 형태의 도전수단들은, 내부적으로 냉각된 HTS 에 부가하여, 외부적으로 냉각된 HTS 또는 외부 및 내부 냉각된 HTS 를 구비할 수도 있다. 후자의 HTS 케이블의 경우, 저온 절연에 의해 분리되고 액체 질소에 의해 냉각된 2개의 동심 HTS 도전체가 전기 전도에 사용된다. 외부 도전체는 복귀경로로서의 역할을 하며, 2개의 HTS 도전체는 필요한 전류를 이송하기 위한 HTS 테이프의 한 개층 또는 다층으로 형성될 수도 있다. 내부 도전체는 액체 질소가 통과하는 튜브형 지지대 상에 감긴 HTS 테이프를 구비할 수도 있다. 외부 도전체는 액체질소에 의해 외부적으로 냉각되며, 전체 어셈블리가 열적으로 절연된 저온유지장치에 의해 둘러싸일 수도 있다.Other designs of conductive means are also possible, and the invention relates to transformer windings formed of a superconducting cable of a suitable design having an enclosed electrical insulator of the type described above. For example, other types of conductive means with superconductivity may include externally cooled HTS or externally and internally cooled HTS in addition to internally cooled HTS. In the latter HTS cable, two concentric HTS conductors separated by low temperature insulation and cooled by liquid nitrogen are used for electrical conduction. The outer conductor serves as a return path, and the two HTS conductors may be formed in one layer or multiple layers of HTS tape for carrying the required current. The inner conductor may comprise an HTS tape wound on a tubular support through which liquid nitrogen passes. The outer conductor is externally cooled by liquid nitrogen and may be surrounded by a cryostat that is thermally insulated from the entire assembly.
초전도 상태에서의 전류밀도를 더 높이기 위해서는 낮은 외부의 자기장을 갖는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 디자인에서, 이는 변압기의 저전압 권선과 고전압 권선을 혼합하여 이루어진다. 이러한 식으로, 자기장들이 적어도 서로 부분적으로 상쇄됨으로서, 누설 인덕턴스가 감소되어 임계 전류밀도가 높아질 수 있게 된다. 종래의 초전도성 변압기에서는, 권선들이 서로 이격되어 서로 유전체적으로 절연되어야 했기 때문에 이것이 어려웠다. 본 발명에서는, 고전압 권선과 저전압 권선이 혼합가능할 정도로 권선 외부의 전기장이 무시할 정도여서, 변압기의 디자인이 더 콤팩트화된다.In order to further increase the current density in the superconducting state, it is desirable to have a low external magnetic field. In a particularly preferred design this is achieved by mixing the low and high voltage windings of the transformer. In this way, the magnetic fields are at least partially canceled with each other, whereby the leakage inductance can be reduced to increase the critical current density. In conventional superconducting transformers, this was difficult because the windings had to be spaced apart from each other and dielectrically insulated from each other. In the present invention, the electric field outside the winding is negligible so that the high voltage winding and the low voltage winding can be mixed, so that the transformer design is more compact.
도면의 간단한 설명Brief description of the drawings
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 타입 Ⅱ 도전체의 온도, 자기장 및 전류밀도의 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing changes in temperature, magnetic field and current density of type II conductors.
도 2 는 본 발명에 따른 전력변압기의 자기 코어 및 권선의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a magnetic core and a winding of a power transformer according to the present invention.
도 3 은 도 2 의 선 A-A 에서의 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 2.
도 4 는 변압기의 권선이 감기는 초전도성 케이블의 일부분을 확대한 개략 단면도이다.4 is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion of a superconducting cable to which a winding of a transformer is wound.
도 5a 및 5b 는 고전압 권선과 저전압 권선의 일부분이 서로 혼합되어 변압기 코어 주위에 감긴 것을 나타낸 개략도이다.5A and 5B are schematic diagrams showing portions of a high voltage winding and a low voltage winding mixed with each other and wound around a transformer core.
도 2 및 도 3 은 3개의 서로 다른 위상을 위한 가지들 (limbs; 3, 4, 5) 을 갖는 라미네이트된 자기 코어 (2), 및 접속용 상부 요크 및 하부 요크 (6, 7) 를 구비한 3상 초전도성 전력 변압기 (1) 를 나타낸 것이다. 가지들 (3, 4 및 5) 는 그들 각 가지에 감긴 권선들 (8, 9 및 10) 을 각각 갖는다. 각 권선 (8, 9 및 10) 은 전기절연체 (11) 에 의해 서로 분리된 3개의 동심 권선 턴들을 갖는다. 권선 (8) 에 대하여, 최내측의 권선 (8a 및 8b) 은 제 1 권선 또는 고전압 권선을 나타내며, 다른 권선 (8c) 은 제 2 권선 또는 저전압 권선을 나타낸다.2 and 3 show a laminated magnetic core 2 with limbs 3, 4, 5 for three different phases, and a connecting upper yoke and a lower yoke 6, 7. A three phase superconducting power transformer 1 is shown. The branches 3, 4 and 5 have windings 8, 9 and 10, respectively, wound around their respective branches. Each winding 8, 9 and 10 has three concentric winding turns separated from each other by an electrical insulator 11. For the winding 8, the innermost windings 8a and 8b represent the first winding or the high voltage winding, and the other winding 8c represents the second winding or the low voltage winding.
각 권선은 도 4 에 개략적으로 도시된 초전도성 케이블 (12) 로부터 형성된다. 이 초전도성 케이블 (12) 은 내측에 구리관형 지지대 (13) 를 구비하고 있는데, 이 위에는 이 관형 지지대 (13) 주위에 초전도층 (14) 을 형성하기 위해 나선형으로 감긴 신장된 HTS 재료, 예를 들면 BSCCO 테이프가 있다. 초전도층 외부에 배치된 저온유지부 (15) 는 2개의 이격된 플렉시블한 물결 모양의 금속관 (16 및 17) 을 구비한다. 이 관들 (16 및 17) 간의 공간은 진공으로 유지되어 열적으로 초절연 (18) 을 유지한다. 관형의 지지대 (13) 를 따라서 초전도층 (!4) 을 그 임계 초전도온도 (Tc) 이하로 냉각시키기 위해 액체 질소 또는 다른 냉각제가 통과한다. 관형 지지대 (13), 초전도층 (14) 및 저온유지부 (15) 가 함께 케이블 (12) 의 초전도 수단을 형성한다.Each winding is formed from a superconducting cable 12 schematically shown in FIG. This superconducting cable 12 has a copper tubular support 13 on the inside thereof, on which the elongated HTS material, for example spirally wound, is formed to form a superconducting layer 14 around the tubular support 13. There is a BSCCO tape. The cryostat 15 disposed outside the superconducting layer has two spaced apart flexible corrugated metal tubes 16 and 17. The space between these tubes 16 and 17 is maintained in vacuum to thermally maintain the super insulation 18. Liquid nitrogen or other coolant passes through the tubular support 13 to cool the superconducting layer! 4 below its critical superconducting temperature T c . The tubular support 13, the superconducting layer 14 and the cryostat 15 form together the superconducting means of the cable 12.
초전도 수단의 외부에는 전기절연체가 배치된다. 이 전기절연체는 초전도층 (14) 과 전기접촉된 내부 반도전층 (20), 외부 반도전층 (21), 및 이 반도전층들 사이에 샌드위치된 절연층 (22) 을 구비하는 통합 형태이다. 이 층들 (20 내지 22) 은 서로 기계적으로 접촉되거나 바람직하게는 그 인터페이스부에서 서로 접속된 열가소성 물질을 포함한다. 이들 열가소성 물질들은 비슷한 열팽창계수를 가지며, 적어도 상온에서 탄성적인 것이 편리하다. 이 층들 (20 내지 22) 은 내측 초전도수단 주위에서 서로 압출성형되어 단일 구조를 제공함으로서, 전기절연체 내에 공동이나 기공의 위험성을 최소화한다. 절연체 내의 이와 같은 기공 및 공동의 존재는, 이들이 고전기장에서 전기절연체 내에 코로나 방전을 발생시키기 때문에 바람직스럽지 못하다. 만일 반도전층 (20) 이 관 (17) 과 접촉할 경우, 그 접촉면은 케이블 (12) 의 내부와 외부사이의 열 증감에 있어서 변화가 발생될 경우의 그 접촉면들간의 열이동이 가능하도록 해야 한다.An electrical insulator is disposed outside the superconducting means. This electrical insulator is an integrated form comprising an inner semiconducting layer 20 in electrical contact with the superconducting layer 14, an outer semiconducting layer 21, and an insulating layer 22 sandwiched between the semiconducting layers. These layers 20 to 22 comprise a thermoplastic material which is in mechanical contact with each other or preferably connected to each other at its interface. These thermoplastics have a similar coefficient of thermal expansion and are conveniently elastic at least at room temperature. These layers 20 to 22 are extruded from one another around the inner superconducting means to provide a single structure, thereby minimizing the risk of cavities or pores in the electrical insulator. The presence of such pores and cavities in the insulator is undesirable because they cause corona discharge in the electrical insulator at high electric fields. If the semiconducting layer 20 is in contact with the tube 17, its contact surface must allow thermal movement between the contact surfaces in the event of a change in the heat increase or decrease between the inside and outside of the cable 12. .
예를 들면, 솔리드 절연층 (22) 은 교차결합 폴리에틸렌 (XLPE) 을 포함할 수도 있다. 그러나, 한편으로, 이 솔리드 절연층은 다른 교차결합 물질, 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 폴리프로필렌 (PP), 또는 에틸렌 프로필렌 고무 (EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머 (EPDM) 또는 실리콘 고무와 같은 고무 절연체을 포함할 수도 있다. 내부층 및 외부층 (20 및 21) 의 반도전성 물질은 예를 들면 베이스 폴리머에 매립된 카본 블랙이나 금속성 입자들과 같은 솔리드 절연층 (22) 및 고전기도전성 입자들의 베이스 폴리머를 포함할 수도 있다. 이들 반도전층의 체적 저항은 예를 들면 약 20 Ωcm 인데, 베이스폴리머에 부가된 카본 블랙의 비율과 타입을 변화시킴으로서 필요에 맞게 조절가능하다. 다음은 서로 다른 형태와 양의 카본 블랙을 사용하여 저항률이 어떻게 변할 수 있는지를 나타낸다.For example, the solid insulating layer 22 may comprise crosslinked polyethylene (XLPE). However, on the one hand, this solid insulating layer is composed of other crosslinking materials, low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), or ethylene propylene rubber (EPR), ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) Or a rubber insulator such as silicone rubber. The semiconductive material of the inner and outer layers 20 and 21 may comprise a solid insulating layer 22 and a base polymer of high electroconductive particles, such as, for example, carbon black or metallic particles embedded in the base polymer. . The volume resistivity of these semiconducting layers is, for example, about 20 Ωcm, which can be adjusted as needed by varying the proportion and type of carbon black added to the base polymer. The following shows how the resistivity can be varied using different shapes and amounts of carbon black.
베이스 폴리머 카본 블랙 형태 카본 블랙량(%) 체적저항률(Ωcm)Base Polymer Carbon Black Form Carbon Black Volume (%) Volume Resistivity (Ωcm)
에틸렌 비닐 EC 카본 블랙 -15 350 - 400Ethylene Vinyl EC Carbon Black -15 350-400
아세테이트 공중합체/Acetate copolymer /
질화 고무Nitriding rubber
″ P 카본 블랙 -37 70 - 10″ P Carbon Black -37 70-10
″ 나머지 도전성 -35 40 - 50″ Remaining conductivity -35 40-50
카본 블랙, 타입ⅠCarbon Black, Type I
″ 나머지 도전성 -33 30 - 60″ Remaining conductivity -33 30-60
카본 블랙, 타입ⅡCarbon Black, Type II
부틸 그라프링된 ″ -25 7 - 10Butyl grafted ″ -25 7-10
폴리에틸렌Polyethylene
에틸렌 부틸 아크릴 아세틸렌 카본 블랙 -35 40 - 50Ethylene Butyl Acrylic Acetylene Carbon Black -35 40-50
레이트 공중합체Latex copolymer
″ P 카본 블랙 -38 5 - 10″ P Carbon Black -38 5-10
에틸렌 프로필렌 나머지 도전성 카본 -35 200 - 400Ethylene Propylene Residual Conductive Carbon -35 200-400
고무 블랙Rubber black
외부 반도전층 (21) 은 그 길이를 따라 제어전위까지 이격되어 접속된다. 대부분의 실제 애플리케이션에서, 이러한 제어전위는 어스되거나 접지되며, 인접한 어스점들의 이격간격은 층 (21) 의 저항률에 의존한다.The outer semiconducting layer 21 is connected spaced apart to the control potential along its length. In most practical applications, this control potential is earthed or grounded, and the spacing of adjacent earth points depends on the resistivity of layer 21.
반도전층 (21) 은, 반도전층들 (20 및 21) 사이의 솔리드 절연체 내에 초전도성 케이블의 전기장이 유지되도록 하기 위한 접지된 외부층 및 정전판으로서의 역할을 한다. 층 (21) 내의 유도전압에 의한 손실은 층 (21) 의 저항을 증대시킴으로서 감소된다. 그러나, 층 (21) 이 적어도 소정의 최소 두께, 예를 들면 0.8mm 이어야 하므로, 비교적 고저항률을 갖는 층의 재료를 선택함으로서 저항을 증대시킬 수 있다. 그러나, 저항률이 그렇게 많이는 증대될 수 없고, 2개의 인접한 접지점들간의 층 (21) 의 전압이 커지면 코로나 방전 발생 가능성을 증대시킬 것이다.The semiconducting layer 21 serves as a grounded outer layer and an electrostatic plate for maintaining the electric field of the superconducting cable in the solid insulator between the semiconducting layers 20 and 21. The loss by induced voltage in layer 21 is reduced by increasing the resistance of layer 21. However, since layer 21 should be at least a predetermined minimum thickness, for example 0.8 mm, resistance can be increased by selecting a material of a layer having a relatively high resistivity. However, the resistivity cannot be increased so much, and increasing the voltage of the layer 21 between two adjacent ground points will increase the possibility of occurrence of corona discharge.
전기절연의 두께가 권선의 길이를 따라 일정할 필요는 없다. 그 두께는 고전압에 대해서는 두꺼울 필요가 있으나, 저전압에 대해서는 두꺼울 필요가 없다. 따라서, 전기절연의 두께는 그 길이를 따라 단차될 수도 있는데, 더 두꺼운 절연부가 권선의 고전압단에 위치하게 된다. 실제로는 서로 다른 절연 두께를 갖는 케이블이 결합되어 특정의 권선을 형성하게 된다. 예를 들면, 코어 형태의 변압기 주위에 권선이 형성될 경우, 전기절연부의 일 두께를 갖는 케이블은 코어 림 (limb) 주위에서 감겨진 다음, 전기절연의 서로 다른 두께를 갖는 다른 케이블에 대한 코아 구조의 외부에 접속된다. 그 다음, 이러한 다른 케이블이 코아 림 주위에서 감겨진다. 또다른 케이블이 코아 구조로부터 떨어진 위치의 접속부에서의 권선의 길이 방향으로 접속되어 그 길이를 따라 절연부의 서로 다른 두께를 갖는 권선으로 될 수도 있다.The thickness of the electrical insulation need not be constant along the length of the windings. The thickness needs to be thick for high voltages, but does not have to be thick for low voltages. Thus, the thickness of the electrical insulation may be stepped along its length, with the thicker insulation being located at the high voltage end of the winding. In practice, cables with different insulation thicknesses are combined to form specific windings. For example, if a winding is formed around a transformer in the form of a core, a cable with one thickness of electrical insulation is wound around the core limb and then core structure for another cable having a different thickness of electrical insulation. Is connected to the outside. This other cable is then wound around the core rim. Another cable may be connected in the longitudinal direction of the winding at the connection at a location away from the core structure and may be a winding having different thicknesses of insulation along its length.
권선들 (8a, 8b 및 8c) 은 서로 물리적으로 분리될 필요는 없으며, 실제로, 누설 인덕턴스를 감소시키기 위해 권선을 섞어 배치하는 것이 바람직하다. 이는 권선 외부의 전기장이 무시할 정도이므로 가능하다. 누설 인덕턴스를 감소시킴으로서, 더 큰 임계전류밀도가 가능해지게 된다. 또한, 권선의 혼합배치에 의해 변압기를 더 콤팩트하게 설계할 수 있으며, 특히, 상술한 바와 같이 권선부가 ″단차″ 형태인 경우에 서로 다른 두께의 전기절연부를 갖는 설계가 가능하다.The windings 8a, 8b and 8c do not need to be physically separated from each other, and in practice, it is preferable to mix the windings in order to reduce the leakage inductance. This is possible because the electric field outside the windings is negligible. By reducing the leakage inductance, larger critical current densities are possible. In addition, it is possible to design the transformer more compactly by the mixing arrangement of the windings, and in particular, as described above, a design having electrical insulation portions of different thicknesses is possible when the winding portion is in the form of a " step ".
혼합형 권선의 예들이 도 5a 및 5b 에 개략적으로 도시되어 있다. 도 5a 는 26 으로 표시된 저전압 권선층들과 28 로 표시된 고전압 권선층들을 가지고 1 : 2 의 변압비를 갖는 변압기를 나타낸다. 다양한 권선층들과 턴들간에는 변압기의 효율을 향상시키기 위해 에어갭의 제공을 위한 라미네이트된 자기 물질 (27) 및 스페이서들 (29) 이 위치된다. 도 5b 는 저전압 권선층들 (30) 과 고전압 권선층들 (32) 및 턴들이 규칙적으로 대칭되게 및 평행하게 섞여 있는 배치를 나타낸다.Examples of hybrid windings are shown schematically in FIGS. 5A and 5B. 5A shows a transformer with low voltage winding layers labeled 26 and high voltage winding layers labeled 28 having a transformer ratio of 1: 2. Between the various winding layers and turns are laminated magnetic material 27 and spacers 29 for the provision of an air gap to improve the efficiency of the transformer. FIG. 5B shows an arrangement in which the low voltage winding layers 30 and the high voltage winding layers 32 and turns are regularly mixed symmetrically and in parallel.
비록 본 발명은 도전수단들이 초전도성을 가지며 그러한 초전도 온도로 냉각되는 권선을 갖는 전력변압기에 주로 관한 것이지만, 본 발명은 저동작온도에서, 바람직하게는 200K 정도이나 적어도 원하는 저동작온도에서의 초전도성을 나타내지 않을 수도 있는 향상된 전기도전성을 갖는 도전수단을 포함하고자 한다. 이보다 높은 극저온에서는, 도전수단을 냉각시키기 위해 액체 탄소 이산화물을 사용할 수 있다.Although the present invention mainly relates to a power transformer with conductive means having a superconductivity and having a winding cooled to such a superconducting temperature, the present invention does not exhibit superconductivity at low operating temperatures, preferably around 200K but at least at a desired low operating temperature. It is intended to include conductive means with improved electrical conductivity that may not. At cryogenic temperatures higher than this, liquid carbon dioxide can be used to cool the conductive means.
본 발명에 따른 전력변압기의 전기절연수단은 초고전압을 처리하고 이들 전압에서 발생될 수도 있는 전기적 부하 및 열적 부하를 처리할 수 있고자 함이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 전력변압기는 수백 KVA 에서 1000 MVA 까지의 전력범위 및 3-4 kV 에서 400-800 kV 의 매우 높은 전송전압까지의 범위를 가질 수도 있다. 고동작전압에서, 부분적인 방전 또는 PD 는 공지의 절연 시스템에서 심각한 문제를 유발한다. 만일 공동이나 기공이 절연부내에 존재할 경우, 내부 코로나 방전이 발생되어 절연물질이 점차적으로 감소되어 결국에는 절연체가 파괴되게 된다. 본 발명에 따른 전력변압기의 전기적 권선 절연부상의 전기부하는, 그 절연부의 내부층을 내부 도전수단의 전기전위와 실질적으로 동일하게 하고 그 절연부의 외부층을 제어된, 예를 들면 접지 전위가 되도록 함으로서 감소된다. 이와 같이 내부층과 외부층 사이의 절연재료의 중간층내의 전기장이 중간층의 전 두께에 걸쳐 균일하게 분포된다. 또한, 절연 물질의 층들내에 결점이 거의 없고 유사한 열적 특성을 갖는 물질을 갖도록 함으로서, 소정의 동작전압에서 PD 의 가능성을 감소시킨다. 이와 같이, 매우 높은 동작전압, 통상적으로는 800 kV 이상까지 견딜 수 있는 전력변압기를 설계할 수 있다.The electrical insulation means of the power transformer according to the present invention is to be able to handle ultra-high voltages and to handle electrical and thermal loads that may be generated at these voltages. For example, the power transformer according to the present invention may have a power range of several hundred KVA to 1000 MVA and a very high transmission voltage of 3-4 kV to 400-800 kV. At high operating voltages, partial discharges or PDs cause serious problems in known insulation systems. If cavities or pores are present in the insulation, an internal corona discharge is generated, which gradually reduces the insulation and eventually destroys the insulation. The electrical load on the electrical winding insulation of the power transformer according to the invention is such that the inner layer of the insulation is substantially equal to the electrical potential of the internal conducting means and the outer layer of the insulation is of a controlled, eg ground potential. By reducing it. As such, the electric field in the intermediate layer of insulating material between the inner and outer layers is evenly distributed over the entire thickness of the intermediate layer. In addition, having a material with few defects and similar thermal properties in the layers of insulating material reduces the likelihood of PD at a given operating voltage. As such, it is possible to design a power transformer that can withstand very high operating voltages, typically up to 800 kV or more.
위치에 있어서 전기절연수단이 압출성형되어야 함이 바람직하지만, 견고하게 감기고 중첩된 필름층 또는 시트 재료를 빌드업하는 것도 가능하다. 이와 같이 반도전층과 전기절연층 모두를 형성할 수 있다. 절연 시스템은, 내부 및 외부 반도전층을 갖는 모든 합성막 또는 탄소 블랙이나 금속 입자와 같은 매립된 도전성 입자를 갖는 PP, PET, LDPE 또는 HDPE 의 중합체 박막으로 이루어질 수도 있다.While it is preferred that the electrical insulation means be extruded in position, it is also possible to build up a tightly wound and superimposed film layer or sheet material. In this manner, both the semiconductive layer and the electrical insulation layer can be formed. The insulation system may consist of all synthetic films with inner and outer semiconducting layers or polymer thin films of PP, PET, LDPE or HDPE with embedded conductive particles such as carbon black or metal particles.
중첩 개념에 대해서는, 충분한 박막이 소위 Paschen minima 보다 더 작은 갭을 가짐으로서, 액체 주입이 불필요하도록 한다. 또한, 건조된 감긴 다층 박막절연은 훌륭한 열적 특성을 가지며 전기 도전체로서 초전도성 파이프와 결합되며 이 파이프를 통해 액체 질소와 같은 냉각제를 가질 수 있다.For the superposition concept, a sufficient thin film has a smaller gap than the so-called Paschen minima, thus making liquid injection unnecessary. In addition, the dried wound multilayer thin film insulation has excellent thermal properties and can be combined with a superconducting pipe as an electrical conductor through which it can have a coolant such as liquid nitrogen.
전기 절연시스템의 또다른 예는 얇은 셀룰로오스 기재 또는 합성 종이 또는 부직포 재료가 도전체 주이에 감겨지는 종래의 셀룰로오스 기재의 케이블과 유사하다. 이 경우, 절연층의 어느 한 쪽 상의 반도전층들은 절연재료의 섬유로부터 만들어진 부직포 재료 또는 셀룰로오스 종이로 이루어질 수 있다. 이 절연층은 동일한 기재로 이루어지며, 다른 재료를 사용할 수도 있다.Another example of an electrical insulation system is similar to a conventional cellulosic based cable in which a thin cellulosic based or synthetic paper or non-woven material is wound around a conductor strip. In this case, the semiconductive layers on either side of the insulating layer may be made of a nonwoven material or cellulose paper made from fibers of the insulating material. This insulating layer is made of the same base material, and other materials may be used.
절연시스템의 또다른 예는 필름과 섬유절연재료를 결합함으로서 얻어진다. 이 절연시스템의 예는 상용되는 소위 종이 폴리프로필렌 라미네이트, PPLP 이지만, 필름과 섬유로 된 다른 결합물도 가능하다. 이들 시스템에서는, 미네랄 오일 또는 액체 질소와 같은 다양한 주입을 이용할 수도 있다.Another example of an insulation system is obtained by combining a film and a fiber insulation material. An example of this insulation system is the so-called paper polypropylene laminate, PPLP, which is commercially available, but other combinations of films and fibers are possible. In these systems, various infusions such as mineral oil or liquid nitrogen may be used.
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