SE507830C2 - Anordning för mekanisk infästning och potentialstyrning av lindningskablar i härvändepartiet på statorn i en roterande högspänningsmaskin - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 507 850 2 kablar i härvändepartiet på statorn i en roterande elektrisk högspänningsmaskin samtidigt som mekanisk infästning eller stagning av de vibrationsbenägna kablarna åstadkoms för att undvika att kablarna skadas genom nötning mot angränsande kablar i härvändepartiet.

Detta syfte uppnås med en anordning enligt patent- kravet 1.

Genom potentialstyrningen åstadkommer man således den vid högspänningsmaskinerna av det aktuella slaget er- forderliga jordningen av härvändepartiet samtidigt som nöd- vändig dämpning av vibrationer i lindningskablarna uppnås.

Enligt en fördelaktig utföringsform av anordningen enligt uppfinningen är mellanlägget anordnat i det område av härvändbågen, som ligger längst ut från statorn, dvs. mellan- lägget anordnas i den lättast åtkomliga delen av härvänden.

Enligt en annan fördelaktig utföringsform av anordningen enligt uppfinningen är mellanlägget utfört i ett ledande gummimaterial, varigenom det tjänar såväl till elekt- risk sammankoppling av de halvledande ytterhöljena hos lind- ningskablarna som vibrationsdämpare.

Enligt ännu en fördelaktig utföringsform av anord- ningen innefattar det elastiska materialet ett lämpligt pulverformigt tillsatsmaterial för att genom inställning av den elektriska ledningsförmågan åstadkomma en önskad poten- tialstyrning.

Som pulvertillsats väljs exempelvis grafitiskt kol, såsom sot eller kimrök, eller ett metalliskt pulvermaterial baserat på en metall med god elektrisk ledningsförmåga såsom silver, guld, koppar, nickel eller aluminium. Andra tänkbara pulvermaterial är keramiska pulver baserade på exempelvis borider, såsom titandiborid, zirkoniumdiborid, karbider, såsom tantalkarbid, kiselkarbid, wolframkarbid, zirkonium- karbid, nitrider såsom zirkoniumnitrid, titannitrid, eller oxider, såsom vanadiumtrioxid, titanoxid, magnetit, zink- oxid, järn(III)oxid, krom(III)oxid liksom även organometal- liska föreningar som metallftalocyanid.

I vissa speciella utförandeformer kan det vara för- 10 15 20 25 30 35 507 830 3 delaktigt att som tillsatser använda pulverformiga material med en markerat fältberoende elektrisk ledningsförmåga. Exem- pel på sådana material är kiselkarbid, zinkoxid, järn(III)- oxid, krom(III)oxid. I Tillsatsmaterialet kan bestå av ett av ovanstående material eller blandningar av två eller flera av dessa pulver. Det elastiska materialets elektriska ledningsförmåga kan påverkas av det pulverformiga materialets sammansättning, kornstorleksfördelning samt i vilken halt det har inblandats och hur det är fördelat i den elastiska materialet.

Avgörande för valet av pulvermaterial är dess elektriska ledningsförmåga samt i förekommande fall lednings- förmågans fältberoende och pulvermaterialets kemiska kompa- tibilitet med det elastiska materialet och övriga tillsats- ämnen under de vid tillverkning och användning rådande förhållandena.

Enligt ytterligare fördelaktiga utföringsformer av anordningen enligt uppfinningen innefattar fixeringsdonet ett spännband för parvis hopspänning av kablarna, vilka spänn- band kan vara av elektriskt ledande material eller av iso- lerande material. Ytterhöljet av den längst ut från statorn belägna lindningskabeln i härvändepartiet ansluts lämpligen galvaniskt till referenspotentialen, i praktiken maskinens jordreferens. Om spännbandet är elektriskt ledande ansluts underliggande kablar till jordpotential via sina halvledande ytterhöljen samt spännanordningen och mellanlägget, medan om spännbanden är av elektriskt isolerande material de halv- ledande ytterhöljena hos underliggande kablar ansluts till jordpotential enbart genom mellanläggen.

Vid den aktuella typen av högspänningsmaskiner är det av vikt att glimning undviks. För vissa typer av maskiner krävs härför en kraftig eller effektiv jordning av lindnings- kablarna via lågresistiv hopkoppling och förbindelse med jordpotential. I andra fall kan en mindre "hård" eller mer högresistiv elektrisk hopkoppling av lindningskablarna vara tillfyllest. Vid anordningen enligt uppfinningen kan man därför välja mellanlägg med för den aktuella tillämpningen 10 15 20 25 30 35 507 830 4 anpassad ledningsförmåga liksom spännband av isolerande eller ledande material.

För att närmare förklara uppfinningen kommer nu en såsom exempel vald utföringsform av anordningen enligt upp- finningen att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. 1 visar en del av statorsystemet vid en hög- spänningsmaskin av det aktuella slaget med rotorn avlägsnad, fig. 2 visar placeringen av mellanläggen i härv- ändepartiet sett "inifrån" härvänden, fig. 3 visar placeringen av mellanläggen sett från rotorn och fig. 4 illustrerar den mekaniska fixeringen av kablarna och mellanläggen med fixeringsdon av spännbandstyp.

I figur 1 visas statorhuset 2 med en del därav bortskuret för att förbättra åskådligheten. Från ett radiellt ytterst beläget ryggparti 4 av statorkärnan sträcker sig ett antal tänder radiellt in mot rotorn och mellan tänderna finns ett motsvarande antal spår 8, i vilka statorlindningen är anbringad.

I figur 2 visas en förenklad bild av det övre härv- ändepartiet vid statorn enligt fig. 1, sett inifrån härv- änden. Rotorn är antydd vid 3. Ur statorns 2 övre yta sträcker sig lindningen bildande lindningskablar 10 från ett spår i statorn 2 i en båge och ned i ett annat spår i statorn. Mellan kablarna 10 i deras i figuren huvudsakligen horisontellt förlöpande del i härvändepartiet är mellanlägg 12 anordnade, se även figur 3. Mellanläggen 12 är av ett elastiskt, elektriskt ledande material och tjänar även för stagning eller mekanisk infästning av kablarna i härvände- partiet, såsom beskrivs närmare nedan. Ett lämpligt material för mellanläggen 12 är ledande gummi och deras utsträckning i kabelns längdriktning kan typiskt uppgå till 10 cm. Mellan- läggen 12 är anordnade mellan lindningskablarna i deras längs ut från statorn 2 belägna delar för att vara så lättåtkomliga som möjligt.

Kablarna 10 har ett halvledande ytterhölje 14 och 10 15 20 25 30 35 507 830 5 mellan närbelägna kablar 10 anordnas mellanlägg 12 i kontakt med kablarnas 10 ytterhöljen 14 se figur 4. Härigenom kommer kablarnas ytterhöljen 14 att även sammankopplas elektriskt och från ytterhöljet 14 på den längst ut från statorn 2 belägna kabeln går en förbindelse till referenspotential, i praktiken jordpotential.

Den elektriska ledningsförmågan hos gummimaterialet i mellanläggen 12 kan varieras genom inblandning av en högre eller lägre halt av ett tillsatsmaterial, såsom kol eller kimrök. Ökad inblandning av kol ger högre ledningsförmåga.

Härigenom kan alltså ledningsförmågan regleras så att önskad potentialstyrning uppnås.

I fig. 4 visas i större skala den inringade delen A i figurerna 2 och 3. Sålunda visas tre lindningskablar 10, 10', 10" med mellanliggande mellanlägg 12 av ledande gummi.

Kablarna 10 och 10' är hopspända med ett spännband 16 och kablarna 10' och 10" är hopkopplade med ett spännband 18.

Spännbandet 16 hopspänner sålunda kablarna 10 och 10' mot det mellanliggande mellanlägget 12, som dels förhindrar att kablarnas yttre halvledande skikt 14 nöter mot varandra, dels dämpar vibrationer i kablarna och slutligen hopkopplar de halvledande ytterhöljena 14 hos kablarna 10 och 10' elekt- riskt med varandra. Pâ samma sätt hopspänner spännbandet 18 kablarna 10' och 10". Denna successiva parvisa hopspänning av närbelägna kablar fortsätter till samtliga kablar i härvände- partiet.

Spännbanden 16, 18 kan vara av ledande material eller av isolerande material. I det fall att spännbanden 16, 18 är ledande kommer de halvledande ytterhöljena 14 hos när- belägna lindningskablar 10 att elektriskt förbindas dels genom spännbanden 16 och dels genom de ledande gummimellan- läggen 12. Om spännbanden 16, 18 är av isolerande material förbinds ytterhöljena 14 hos närbelägna kablar enbart genom mellanläggen.

Till den längst ut från statoränden belägna kabelns 10 ytterdel, eller till spännbandets 16 ytterdel om detta är 10 15 20 25 30 35 " 507 830 6 av ledande material, högst upp i fig. 4 vid 20, är en elekt- risk ledare 22 ansluten, vilken elektriskt sammankopplar flera på liknande sätt hopspända kabelenheter, antydda vid 24...26 för att ansluta samtliga hopspända kabelpaket till jordpotential, vid 28. Jordpotentialen kan lämpligen defini- eras av maskinens ytterhölje. Alternativt kan man tänka sig att statorkärnan får bilda jorden.

Talrika varianter och modifikationer är självfallet möjliga av det ovan beskrivna utföringsexemplet. Sålunda visas i detta utföringsexempel successiv hopspänning av lindingskablarna två och två. Självfallet kan man med spännband hopkoppla kablarna även på annat sätt, t.ex. tre och tre. Även utsträckningen av mellanläggen i kabelns längdriktníng kan självfallet varieras beroende på kraven i den aktuella tillämpningen.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 507 8.30 7 PATENTKRAV

1. Anordning för mekanisk infästning och potential- styrning av lindningskablar (10) i härvändepartiet på statorn i en roterande, elektrisk högspänningsmaskin, k ä n n e- t e c k n a d av att mellanlägg (12) av elastiskt, elekt- riskt ledande material är anordnade mellan halvledande ytterhöljen (14) hos närbelägna lindningskablar, samt att fixeringsdon (16, 18) är anordnade att fixera kablarna (10, l0', 10") relativt varandra med ytterhöljena i kontakt med mellanläggen, varjämte medel är inrättade att förbinda kabelhölje och mellanlägg med en referenspotential.

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k- n a d av att mellanläggets längd är endast en bråkdel av kabellängden i en härvändsbåge.

3. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e- t e c k n a d av härvändsbågen, som ligger längst ut från statorn. av att mellanlägget är anordnat i det område

4. Anordning enligt något av patentkraven 1 - 3, k ä n n e t e c k n a d av att mellanlägget är utfört i ett ledande gummimaterial.

5. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k- n a d av att gummimaterialets ledningsförmåga är varierbar genom inblandning av lämpligt tillsatsmaterial för att åstadkomma önskad potentialstyrning.

6. Anordning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k- n a d av att tillsatsmaterialet är pulverformigt och ut- göres av ett eller flera material valt ur gruppen grafitiskt kol, metall med god ledningsförmåga, keramiskt pulver och organometalliska föreningar.

7. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k- n a d av att tillsatsmaterialet utgöres av ett material som har en markerat fältberoende elektrisk ledningsförmåga.

8. Anordning enligt något av patentkraven 1 - 7, k ä n n e t e c k n a d av att fixeringsdonet innefattar ett spännband för parvis ihopspänning av lindningskablarna. 10 15 20 25 30 35 507 830 8

9. Anordning enligt något av patentkraven 1 - 8, varvid lindningskablarna är anordnade i spår i statorn, k ä n n e t e c k n a d av att ett första spännband är anordnat att hopspänna den första och andra kabeln från ett statorspår med ett mellanlägg anbringat mellan kablarna, ett andra spännband är anordnat att hopspänna den andra och tredje kabeln från statorspåret med ett mellanlägg anbringat mellan kablarna, ett tredje spännband är anordnat att hop- spänna den tredje och fjärde kabeln från statorspåret med ett mellanlägg anbringat mellan kablarna, etc. tills samtliga kablar i statorspåret är hopspända.

10. Anordning enligt patentkrav 8 eller 9, k ä n n e- t e c k n a d av att spännbanden är av elektriskt ledande material.

11. Anordning enligt patentkrav 8 eller 9, k ä n n e- t e c k n a d av att spännbanden är av elektriskt isoler- ande material.