SE520332C2 - Förfarande för montering av statorlindning - Google Patents

Description

35 520 332 2 varv genom statorkärnan måste en mycket lång kabellängd dras ut från kabeltrumman och träs genom ett lindningsspår, varefter hela det resterande partiet av kabellängden, sånär som på det parti som bildar en del av statorlindningens härvände och i en båge löper ut från änden hos statorkärnan, måste träs genom nästa lindningsspår, o s v. Med denna monteringsmetod är det vid montering av en statorlindning i en större statorkärna med en diameter i storleksordningen en meter eller mer, exempelvis av- sedd att ingå i en högspänningsmotor eller högspänningsgene- rator, i praktiken inte möjligt att med rimlig arbetsinsats åstad- komma en helt skarvfri statorlindning, utan man hänvisas till att dela upp statorlindningen i ett flertal separata kabelpartier som förbinds med varandra via kabelskarvar. Varje kabelskarv måste utföras med mycket stor noggrannhet för att inte menligt påverka statorns funktion och är tidsödande att iordningställa. Varje ka- belskarv innebär dessutom ökad risk för haverier under statorns drift. Det är således önskvärt att begränsa antalet kabelskarvar så långt detta är praktiskt möjligt. Vid detta monteringsförfarande föreligger det dessutom en risk att skador uppstår hos kabeln då denna träs genom lindningsspåren. Att det yttre skiktet hos ka- beln inte skadas vid monteringen av statorlindningen är av mycket stor vikt för statorns funktion, eftersom detta yttre skikt är väsentligt för inneslutningen av det elektriska fältet i lindningska- beln. Det föreligger således ett behov av ett effektivare och säk- rare förfarande för montering av statorlindningen hos den aktu- ella typen av stator.

UPPFINNINGENS SYFTE Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett för- farande enligt ingressen till patentkravet 1, vilket möjliggör mon- tering av en statorlindning med inga eller endast ett fåtal ka- belskarvar och vilket dessutom reducerar risken för uppkomst av skador hos lindningskabeln vid monteringsarbetet. 10 15 20 25 30 35 520 332 3 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt uppfinningen uppnås nämnda syfte med hjälp av ett förfa- rande uppvisande de i den kännetecknande delen till patentkra- vet 1 angivna särdragen.

Den uppfinningsenliga lösningen innebär att det med rimliga ar- betsinsatser blir möjligt att, om så önskas, montera en hel stator- lindning helt utan kabelskarvar även hos mycket stora statorkär- nor. Eftersom lindningskabeln med det uppfinningsenliga förfa- randet inte behöver träs, d v s axiellt dras eller skjutas, genom lindningsspåren minskas dessutom riskerna för kabelskador av- sevärt jämfört med tidigare tillämpat monteringsförfarande. Ge- nom att lyfta av ett varv av kabeln från kabeltrumman via den ena eller andra gaveln hos kabeltrumman, i beroende av lind- ningsriktningen hos det lindningsvarv som står i tur att monteras i avsedda lindningsspår, undviks tvinningar av kabeln med kink som följd. Detta sätt att lyfta av ett kabelvarv från kabeltrumman kan liknas vid att kabelvarvet "lyftes över" från kabeltrumman till statorkärnan. Utan att förfara på detta speciella sätt skulle ka- beln mycket snabbt komma att tvinnas så mycket att den blev ohanterlig och omöjlig att linda i önskat lindningsmönster.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen bildas varje lindningsfas skarvlöst av en kabel som tillhandahålls upprullad på en kabeltrumma, varvid den första lindningsfasen bildas av en kabel som tillhandahålls upprullad på en första kabeltrumma, den andra lindningsfasen bildas av en kabel som tillhandahålls upp- rullad på en andra kabeltrumma och den tredje lindningsfasen bildas av en kabel som tillhandahålls upprullad på en tredje ka- beltrumma. Genom att växla mellan de olika kabeltrummorna vid monteringen av statorlindningen kan en skarvlös trefaslindning byggas upp. Exempelvis kan man börja med att först montera alla lindningsvarv i första statorpolen för första lindningsfasen med kabel från den första kabeltrumman, därefter montera alla lind- ningsvarv i första statorpolen för andra lindningsfasen med kabel från den andra kabeltrumman och därefter montera alla lind- 10 15 20 25 30 35 520 332 4 ningsvarv i' första statorpolen för tredje Iindningsfasen med kabel från den tredje kabeltrumman. Vid övergång till nästa statorpol och lindning av första fasen, med motsatt strömriktning och däri- genom motsatt Iindningsriktning, tas kabel från den första kabel- trumman, o s v. Lindningen fortlöper på detta sätt med uppre- pade byten av kabeltrummor tills hela statorlindningen är färdig- monterad.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen bildas statorlindningen av kablar med olika tjocklek. Behovet av kabelisolation är olika i olika lindningsvarv och genom att utnyttja kablar med olika tjocklek, med grövre kabel anordnad i lindnings- varv där behovet av kabelisolation är störst och tunnare kabel anordnad i lindningsvarv där behovet av kabelisolation är minst, kan ett och samma lindningsspàr fås att inrymma ett större antal kabelpartier jämfört med det fallet att kabel av en och samma tjocklek utnyttjas. Vid utnyttjande av kabel av en och samma tjocklek skulle nämligen alla kabelpartier i ett lindningsspàr komma att vara dimensionerade för att klara det högre kravet på kabelisolation. Företrädesvis bildas varje del av statorlindningen som tillhör en och samma lindningsfas och består av kabel med en och samma tjocklek av skarvlöst med varandra förbundna lindningsvarv. Härigenom behöver kabelskarvar endast anordnas vid övergången mellan kablar av olika tjocklek.

Med uttrycket kabelparti avses i denna beskrivning och efterföl- jande patentkrav ett längdparti av lindningskabeln.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen monteras statorlindningen sett i ett tvärsnitt genom statorkärnan i två eller flera radiellt på varandra följande ringformade sektioner, där respektive sektion uppvisar en radiell utsträckning längs med lindningsspåren och omfattar ett helt varv kring statorkärnan, varvid de olika sektionerna i tur och ordning fylls med kabelpar- tier på ett sådant sätt att en radiellt sett yttre sektion hela varvet runt fylls med samtliga kabelpartier som är avsedda att ingå i denna sektion före det att en radiellt innanför den yttre sektionen 10 15 20 25 30 35 52_0 332 5 belägen sektion fylls med kabelpartier. På detta sätt blir det en- kelt att få en god struktur på uppbyggnaden av statorlindningen. Övergången från en sektion till nästa sektion erbjuder exempel- vis lämpliga och naturliga ställen för eventuellt erfordrade ka- belskarvar, exempelvis mellan kablar av olika tjocklek.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen placeras ett bandformigt element, företrädesvis av samma mate- rial som kabelns yttre skikt, mellan kabeln och väggarna hos re- spektive lindningsspår vid de områden hos lindningsspårets axi- ella ändar där kabeln utträder ur lindningsspåret. Härigenom skyddas kabelns yttre skikt i det känsliga område där kabeln ut- träder ur lindningsspåret. Utan ett sådant skyddselement finns risk för nötning mellan kabel och statorkärna, vilket skulle kunna leda till allvarliga skador hos kabelns yttre skikt. Genom att làta skyddselementet bestå av samma material som kabelns yttre skikt säkerställs dessutom att skyddselementet inte utsätter ka- belns känsliga yttre skikt för olämpliga ämnen, som exempelvis skulle kunna påverka det yttre skiktets elektriska och magnetiska egenskaper, vid senare nötning mellan skyddselementet och nämnda yttre skikt.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen bringas ett kabelparti på plats i avsett lindningsspår med hjälp av ett stångformat element med väsentligen samma ytterdiameter som nästa kabelparti som är avsett att senare placeras närmast utanför nämnda kabelparti, vilket stångformade element placeras mot kabelpartiet längs med detta efter det att kabelpartiet införts i lindningsspåret, varefter nämnda element utsätts för slagpåver- kan så att elementet bringas att inta den plats i lindningsspåret som är avsedd för nästa kabelparti, varigenom elementet bringas att trycka ner kabelpartiet på dess avsedda plats i lindningsspå- ret. På detta sätt kan man tvinga ett kabelparti att inta avsett läge i lindningsspåret utan att utsätta den känsliga kabeln för di- rekt påverkan med ett slagverktyg. Genom att det stångformade elementet har väsentligen samma ytterdiameter som nästa ka- belparti som är avsett att placeras närmast utanför det aktuella 10 15 20 25 30 35 s2o ss2 6 kabelpartiet säkerställs dessutom att kabelpartiet vid monte- ringen medelst nämnda element kommer att inta exakt rätt läge, eftersom elementet helt kommer att uppta den plats som är av- sedd för nästa kabelparti.

Ytterligare föredragna utföringsformer av det uppfinningsenliga förfarandet framgår av de osjälvständiga patentkraven och ef- terföljande beskrivning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel, med hänvisning till bifogade ritning.

Det visas i: Fig 1 ett schematiskt tvärsnitt genom en statorkärna försedd med "dubbe|spàriga" lindningsspàr, Fig 2-5 schematiska illustrationer av hur ett kabelvarv i enlig- het med det uppfinningsenliga förfarandet "lyfts över" från en kabeltrumma till en statorkärna vid montering av en statorlindning, ' Fig 6 en ytterst schematisk illustration av monteringen av en trefasig statorlindning med kablar tillhandahàllna på tre separata kabeltrummor, Fig 7 en ytterst schematisk illustration av hur statorkärnan kan indelas i ringformade sektioner, Fig 8 ett tvärsnitt genom en del av en statorkärna, illustre- rande ett lindningsspàr med lindningskablar placerade i två parallella rader, Fig 9, 10 schematiska illustrationer av hur ett kabelparti kan pla- ceras i korrekt läge i ett lindningsspàr med hjälp av ett stångformat element, 10 15 20 25 30 35 520 332 7 Fig 11 en schematisk illustration av ett bandformigt skydds- element anordnat i ett lindningsspår, och Fig 12 en vy illustrerande uppbyggnaden hos en kabel speci- ellt lämpad att användas i en statorlindning monterad i enlighet med uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGS- FORMER Den kabel 1 som är avsedd att bilda den här avsedda typen av statorlindning tillhandahålls upprullad på en kabeltrumma 2.

Denna kabel 1 är böjlig och innefattar åtminstone en elektrisk le- dare 50 med ett hölje 51 (se fig 12) som är kapabelt att inne- stänga det kring ledaren uppstående elektriska fältet. Vid monte- ring av statorlindningen dras kabeln ut från kabeltrumman och anbringas i för mottagande av statorlindningen avsedda lind- ningsspår 3 som är utformade i en statorkärna 5. I fig 1 visas i ett schematiskt tvärsnitt en sektor hos en statorkärna 5 försedd med s k "dubbelspår", d v s varje lindningsspår 3 är utformat att mot- taga en kabellindning anordnad i två väsentligen parallella rader.

Det är naturligtvis även möjligt att utforma lindningsspåren för mottagande av en kabellindning anordnad i en rad eller i fler än två parallella rader. Dessa lindningsspår 3 avgränsas av så kal- lade statortänder 36 och sträcker sig axiellt genom statorkärnan 5. Lindningsspåren 3 uppvisar var och en en längsgående öpp- ning 4 som vetter in mot den för mottagande av en rotor avsedda håligheten 6 i statorkärnans centrum. Nämnda öppning har en öppningsvidd som är större än kabelns diameter för att medge kabeln att i sin tvärriktning införas i lindningsspåren via nämnda hålighet 6. l fig 2-5 illustreras schematisk grundprincipen hos det uppfin- ningsenliga förfarandet för montering av statorlindningen. En ka- bellängd dras först ut från kabeltrumman 2 och förs en gång fram och åter genom håligheten 6 i statorkärnans centrum, varvid ka- 10 15 20 25 30 35 520 332 8 belns ände 12 får skjuta ut från statorkärnan för att medge an- slutning av statorlindningen till en strömkälla. Kabeln införs se- dan i sin tvärriktning i två lindningsspår 3a, 3b för bildande av ett första lindningsvarv 7 med en första lindningsriktning, i det visade perspektivet medurs såsom markeras med pilen 8. Den del 9 av kabeln som i en bågform löper utanför statorkärnan mellan de två lindningsspàren bildar en första del av statorlind- ningens ena så kallade härvände. I fig 2 illustreras hur det första lindningsvarvet 7 bildats på ovan angivet sett.

För bildande av varje ytterligare lindningsvarv 10 som skarvlöst är förbundet med det första lindningsvarvet 7 och har samma lindningsriktning som det första lindningsvarvet, dras en ytterli- gare kabellängd ut från kabeltrumman och förs en gång fram och åter genom håligheten i statorkärnans centrum. För att undvika tvinning av kabeln med kink som följd bringas denna kabellängd att innefatta ett kabelparti 13 motsvarande ett kabelvarv på ka- beltrumman 2 som via en sidoförflyttning över den ena gaveln 15a hos kabeltrumman, i figuren den vänstra gaveln, lyfts av från kabeltrumman 2, såsom illustreras i fig 3. Det avlyfta kabelpartiet kommer att inta en naturlig loop 13 då det placeras på marken mellan kabeltrumman 2 och statorkärnan 5, såsom illustreras i fig 4. Denna loop 13 dras sedan ut till en sådan längd att den kan bilda ett lindningsvarv 10 och förs in i nämnda hålighet 6. Kabeln införs sedan i två lindningsspår på ovan angivet sätt. I fig 3-5 illustreras hur ett ytterligare lindningsvarv anbringas i samma lindningsspår 3a, 3b som det första lindningsvarvet 7. Det be- skrivna förfarandet tillämpas dock även när ytterligare lindnings- varv med samma lindningsriktning som det första anbringas i andra lindningsspår än det första lindningsvarvet.

Vid bildande av varje ytterligare lindningsvarv som skarvlöst är förbundet med det första lindningsvarvet 7 och har en andra lind- ningsriktning motsatt lindningsriktningen hos det första lind- ningsvarvet, i det visade perspektivet moturs såsom markeras med pilen 14, dras återigen en ytterligare kabellängd ut från ka- beltrumman 2 och förs en gång fram och åter genom håligheten 6 10 15 20 25 30 35 4520 352 9 i statorkärnans centrum. För att undvika tvinning av kabeln med kink som följd bringas denna kabellängd att innefatta ett kabel- parti motsvarande ett kabelvarv på kabeltrumman 2 som via en sidoförflyttning över den andra gaveln 15b hos kabeltrumman, i figuren den högra gaveln, lyfts av från kabeltrumman 2. Detta sker på ett sätt motsvarande det som illustrerats i fig 3-5. Kabeln kommer härvid att bilda en loop som lägger sig i motsatt riktning jämfört med den i fig 4 illustrerade loopen 13. Kabeln införs se- dan i två lindningsspår på ovan angivet sätt. l fig 2 och 5 visas statorkärnan 5 i en delvis skuren perspektivvy.

Det ovan beskrivna sättet att så att säga lyfta över ett kabelvarv från kabeltrumman till statorkärnan tillämpas vid monteringen av alla med varandra sammanhängande lindningsvarv. Det inses att det första lindningsvarvet naturligtvis kan ges en lindningsrikt- ning motsatt den som visas i fig 2, varvid för bildande av varje ytterligare lindningsvarv som skarvlöst är förbundet med det första lindningsvarvet och har samma llndningsriktning som det första lindningsvarvet ett kabelparti lyfts av från kabeltrumman från den gavel 15b som i figuren utgör den högra gaveln. För bil- dande av varje ytterligare lindningsvarv som skarvlöst är för- bundet med det första lindningsvarvet och har en lindningsrikt- ning motsatt lindningsriktningen hos det första lindningsvarvet lyftes i ett sådant fall ett kabelparti av från kabeltrumman från den gavel 15a som i figuren utgör den vänstra gaveln.

Kabeltrumman är vid monteringsarbetet upphängd på någon form av ställning 31, vilken i sin enklaste form innefattar en horison- tellt anordnad, företrädesvis cirkulärcylindrisk axel 34 som i sin ena ände är fäst i ett fundament 35 och som har sin andra ände 32 fri. Kabeltrumman är härvid roterbart anordnad på denna axel genom att axeln sträcker sig genom kabeltrummans nav 24. Det inses att kabeltrumman anordnas på denna ställning med den gavel över vilken nästa kabelvarv är avsett att lyftas vänd bort från fundamentet, d v s med denna gavel anordnad närmast ax- elns fria ände 32. Vid skifte av llndningsriktning måste kabeltrum- 10 15 20 25 30 35 520 332 10 man 2 anordnas så att den andra gaveln blir vänd mot axelns fria ände 32. För att åstadkomma detta kan kabeltrumman lyftas över till en andra ställning av motsvarande slag, varvid den gavel som tidigare var vänd mot den fria änden 34 nu bringas att vara vänd bort från denna. Det är naturligtvis även möjligt att utnyttja en- dast en ställning 31 av angiven typ, varvid kabeltrumman vid skifte av lindningsriktning lyftes bort från ställningen, varefter ställningen flyttas runt till andra sidan av kabeltrumman och ax- eln 34 skjuts in från kabeltrummans motsatta gavel.

Med det uppfinningsenliga förfarandet är det möjligt att montera en trefasig statorllndning helt utan kabelskarvar, varvid respek- tive lindningsfas bildas av en separat, skarvlös kabel. Detta sker lämpligen genom växelvis lindning av tre olika kablar tillhanda- hållna på varsin kabeltrumma, såsom illustreras i fig 6, varvid den första llndningsfasen bildas av en första kabel 1a som till- handahålls upprullad på en första kabeltrumma 2a, den andra lindningsfasen bildas av en andra kabel 1b som tillhandahålls upprullad på en andra kabeltrumma 2b och den tredje lindnings- fasen bildas av en tredje kabel 1c som tillhandahålls upprullad på en tredje kabeltrumma 2c. Genom att växla mellan de olika ka- beltrummorna vid monteringen av statorlindningen kan en skarv- lös trefaslindning byggas upp. Exempelvis kan man börja med att först montera alla lindningsvarv i första statorpolen för första llndningsfasen med kabel från den första kabeltrumman 2a, där- efter montera alla lindningsvarv i första statorpolen för andra llndningsfasen med kabel från den andra kabeltrumman 2b och därefter montera alla lindningsvarv i första statorpolen för tredje llndningsfasen med kabel från den tredje kabeltrumman 2c. Vid övergång till den andra statorpolen och lindning av första fasen, med motsatt strömriktning och därigenom motsatt lindningsrikt- ning, tas kabel från den första kabeltrumman 2a, varefter alla lindningsvarv i andra statorpolen för andra llndningsfasen bildas med kabel från den andra kabeltrumman 2b, o s v. Lindningen fortlöper på detta sätt med upprepade byten av kabeltrummor tills hela statorlindningen är färdigmonterad. Under hela monterings- 10 15 20 25 30 35 520 332 11 arbetet hämtas kabeln från respektive kabeltrumma på det sätt som ovan beskrivits i anslutning till fig 2-5.

För att underlätta arbetet med monteringen av statorlindningen i en statorkärna med en mycket stor diameter kan statorkärnan 5 med fördel vara monterad i en ställning 23 som innefattar medel, ej visade, för rotation av statorkärnan 5 kring dess centrumaxel.

På detta sätt kan statorkärnan 5 vridas så att de lindningsspår i vilka kabel för tillfället är avsedda att införas är lokaliserade med sina längsgående öppningar 4 riktade uppåt, d v s lokaliserade vid den för tillfället nedre delen av statorkärnan. Härigenom kan man på ett naturlig sätt ta hjälp av gravitationskrafterna på ka- beln vid införandet av kabeln i avsedda lindningsspår, samtidigt som dessa lindningsspår blir lätta att nå av den personal som utför monteringsarbetet.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen monteras statorlindningen sett i ett tvärsnitt genom statorkärnan 5 i två el- ler flera radiellt på varandra följande ringformade sektioner 25- 27, vilka sektioner illustreras med streckad linje i fig 7, vilken vi- sar ett tvärsnitt genom en del av en statorkärna 5. Respektive sektion uppvisar en radiell utsträckning längs med lindningsspå- ren 3 och omfattar ett helt varv kring statorkärnan 5, varvid de olika sektionerna i tur och ordning fylls med kabelpartier på ett sådant sätt att en radiellt sett yttre sektion 25 fylls med samtliga kabelpartier som är avsedda att ingå i denna sektion före det att en radiellt innanför den yttre sektionen belägen sektion 26 fylls med kabelpartier. Varje lindningsfas i en och samma sektion bil- das lämpligen av skarvlöst med varandra förbundna lindnings- varv, d v s av en kontinuerlig kabel från en och samma kabel- trumma.

På detta sätt blir det enkelt att få en god struktur på uppbyggna- den av statorlindningen. Övergången från en sektion till nästa sektion erbjuder exempelvis lämpliga och naturliga ställen för eventuellt erfordrade kabelskarvar, exempelvis mellan kablar av olika tjocklek. Vid montering av en statorlindning bestående av 10 15 20 25 30 35 A520 332 12 kablar med olika tjocklek, se fig 7, kan sektionerna 25-27 exem- pelvis fyllas med kabelpartier av olika tjocklek på ett sådant sätt att en och samma sektion bringas att innehålla kabelpartier med en och samma tjocklek.

I fig 7 illustreras en indelning av lindningsspåren i tre olika sek- tioner. Antalet sektioner och deras bredd varierar naturligtvis i beroende av den specifika statorlindningens utformning, vilken i sin tur beror av bland annat statorns typ och storlek. I fig 7 visas för enkelhetens skull endast ett lindningsspår fyllt med kabel.

Behovet av kabelisolation är olika i olika lindningsvarv och ge- nom att utnyttja kablar med olika tjocklek, med grövre kabel an- ordnad i lindningsvarv där behovet av kabelisolation är störst och tunnare kabel anordnad i lindningsvarv där behovet av kabel- isolation är minst, kan ett och samma lindningsspår fås att in- rymma ett större antal kabelpartier jämfört med det fallet att ka- bel av en och samma tjocklek utnyttjas. l fig 7 illustreras en sta- torlindning innefattande kablar av tre olika tjocklekar. Med ut- trycket tjocklek avses här tjockleken hos kabelns isolerande hölje 51. Kabelns ledare 50 kan vara av konstant tvärsnittsdimension i hela statorlindningen men kan även vara av olika tvärsnittsdi- mension i olika lindningsvarv. l det l fig 7 illustrerade exemplet är den tjockaste kabeln 28 är placerad längst in i lindningsspåret 3 i den radiellt sett yttersta sektionen 25. Den näst tjockaste kabeln 29 är placerad i den mellersta sektionen 26 och den tunnaste ka- beln 30 är i sin tur placerad i den radiellt sett innersta sektionen 27. Kablarna är således här anordnade på ett sådant sätt att tjockleken hos i ett lindningsspår placerade kabelpartier minskar stegvis från den längst bort från statorkärnans centrum belägna änden hos respektive lindningsspår, d v s den radiellt sett yttre änden, och in mot statorkärnans centrum. Hur de olika tjocka ka- belpartierna anordnas i statorlindningen beror av det aktuella lindningsmönstret och kabelpartierna behöver naturligtvis inte vara anordnade på det sätt som illustreras i fig 7. 10 15 20 25 30 35 52,0 332 13 Företrädesvis bildas varje del av statorlindningen som tillhör en och samma lindningsfas och består av kabel med en och samma tjocklek av skarvlöst med varandra förbundna lindningsvarv, d v s av en kontinuerlig kabel från en och samma kabeltrumma. Häri- genom behöver kabelskarvar endast anordnas vid övergången mellan kablar av olika tjocklek. l fig 8 illustreras hur den i statorlindningen ingående kabeln kan vara anordnad i ett lindningsspår 3. Hos den i fig 8 illustrerade statorkärnan är lindningsspåren 3 utformade som dubbelspår.

Klackar 37 är anordnade i de motstående väggarna hos varje lindningsspår 3, d v s i de bägge till varandra angränsande sta- tortänder 36 som avgränsar respektive lindningsspår. Med hjälp av dessa klackar 37, vilka är rundande med en krökningsradie som är något mindre än kabelns motsvarande radie så att anlig- gande kabel väl är ansluten till klackarnas krökning, möjliggörs låsning mellan en klack och föregående kabel i lindningsspåret 3 av varje ny kabel som inläggs i lindningsspåret 3.

Genom att, såsom illustreras i fig 8, anordna klackarna 37 på ett sådant sätt att en klack i den ena av lindningsspårets väggar lo- kaliseras mittemot den dal 41 som bildas mellan två klackar i den motstående väggen hos lindningsspåret underlättas monteringen av kabellindningen i lindningsspåren.

För att på ett säkert sätt trycka kablarna mot lindningsspårets vägg, vilket är nödvändigt för att erhålla god kylning samt und- vika eventuella vibrationer är vid utförandet enligt fig 8 en profil 42 av elastiskt material placerad i utrymmena mellan närbelägna kablar. Profilen 42 kan vara utformad som en tjockväggig slang eller en homogen lista av silikongummi eller elastiskt cellgummi.

Profilen 42 är så dimensionerad att den kan uppta variationer i kabelns diameter, orsakade t ex av sättning, termisk utvidgning eller måttavvikelser vid tillverkningen. Istället för att lägga in pro- filer, såsom illustreras i fig 4, kan en duk av elastiskt material, såsom cellgummi, placeras mellan de två kabelraderna i lind- ningsspåret 3. Dukens tjocklek anpassas härvid för att på samma 10 15 20 25 30 35 520V 332 14 sätt som profilerna 42 trycka kablarna på ett säkert sätt mot lind- ningsspårets vägg för att uppnå effektiv kylning och undvika vib- rationer, som kan leda till nötningsskador, samt för att uppta va- riationer i kabeldiametern såsom ovan nämnts.

Genom att utforma Iindningsspåren som dubbelspår får en större mängd kabel plats i ett lindningsspår av visst djup jämfört med ett "enkelspårigt" lindningsspår. Detta medför att Iindningsspåren kan göras mindre djupa, vilket leder till kortare och därmed mindre vibrationsbenägna statortänder mellan Iindningsspåren.

Vidare erhålls en reducering av statorkärnans totalvikt. Dessutom medför den dubbelspàriga utformningen att Iindningsspåren blir bredare, varigenom nedföringen av kabel i Iindningsspåren via håligheten 6 i statorkärnans centrum underlättas.

Vid montering av statorlindningar enligt vissa lindningsmönster kan det ibland vara nödvändigt att i ett lindningsspår först lägga in ett kabelparti ingående i ett lindningsvarv för att sedan lyfta ur detta kabelparti ur lindningsspåret för att medge införandet i lindningsspåret av ett annat kabelparti ingående i ett senare ut- lagt lindningsvarv, vilket kabelparti är avsett att vara placerad djupare ner i lindningsspåret än kabelpartiet ingående i det tidi- gare utlagda lindningsvarvet. För att underlätta monteringsarbe- tet kan det i ett sådant fall vara lämpligt att vid utläggningen av det tidigare lindningsvarvet placera en kabelattrapp på den plats i lindningsspåret som är avsedd att senare upptas av kabelpartiet ingående i det senare lindningsvarvet. Denna attrapp lyftes se- dan bort när det första kabelpartiet skall lyftas ur för att ge plats för införandet i lindningsspåret av det senare kabelpartiet. At- trappen har lämpligen väsentligen samma diameter som det ka- belparti vars plats den är avsedd att tillfälligt uppta. För att göra det enkelt att lyfta bort attrappen bör denna vara längre än lind- ningsspåren/statorkärnan så att den skjuter ut utanför statorkär- nans ändar när den är monterad i ett lindningsspår.

När Iindningsspåren 3 är utformade med klackar av ovan angiven typ kan det ibland vara nödvändigt att trycka eller slå kabeln till 10 15 20 25 30 35 520 352 15 dess avsedda position i lindningsspåret. I fig 9 och 10 illustreras hur ett kabelparti 45 bringas på plats i avsett lindningsspår 3 med hjälp av ett stångformat element 46. Det yttre skiktet hos kabeln är känsligt för skador och det är därför inte lämpligt att med ett verktyg slå direkt på ett kabelparti i syfta att tvinga ner kabelpartiet 45 på avsedd plats i lindningsspåret 3. För att skydda kabeln mot skador utnyttjas därför ett stångformat ele- ment 46 som placeras mot kabelpartiet 45 längs med detta efter det att kabelpartiet införts i lindningsspåret, varefter nämnda element utsätts för slagpåverkan med hjälp av lämpligt slagverk- tyg. Tack vare att det stångformade elementet 46 är placerat mellan kabelpartiet 45 och slagverktyget kommer slagpåkänning- arna från slagverktyget att fördelas över en relativt lång sträcka längs med kabelpartiet. Det stångformade elementet 46 har lämpligen väsentligen samma ytterdiameter som nästa kabelparti som är avsett att senare placeras närmast utanför det kabelparti 45 som monteras i lindningsspåret med hjälp av elementet 46.

Vid monteringen av kabelpartiet 45 bringas nämnda element 46 genom slagpåverkan att inta den plats i lindningsspåret som är avsedd för nästa kabelparti, varigenom elementet bringas att trycka ner kabelpartiet 45 på dess avsedda plats i lindningsspå- ret i hela kabelpartiets längd, se fig 10. Efter det att kabelpartiet 45 bringats att inta sitt avsedda läge i lindningsspåret lyftes elementet bort och ut ur lindningsspåret för att medge införing av nästa kabelparti. Det stångformade elementet 46 är lämpligen längre än lindningsspåren/statorkärnan så att elementet vid monteringen av ett kabelparti kan anordnas i ett lindningsspår med sina ändar skjutande ut ur lindningsspåret vid statorkärnans ändar. Härigenom kan elementet 46 enkelt lyftas ut ur lindnings- spåret efter monteringen av ett kabelparti. För att inte riskera att skada kabeln måste det stångformade elementet 46 ha en jämn yta. Elementet 46 är lämpligen tillverkat av ett plastmaterial.

I fig 11 illustreras hur ett bandformigt element 47 placeras mellan kabeln 1 och väggarna 48, 49 hos ett lindningsspår 3 vid de om- råden hos lindningsspårets axiella ändar där kabeln utträder ur lindningsspåret, d vs de områden vid statorkärnans ändar där 10 15 20 25 30 35 520 332 16 kabeln lämnar eller går in i statorkärnan. Detta bandformigt ele- ment 47 förhindrar nötning mellan kabeln 1 och statorkärnan 5 i dessa områden och utgör således ett skydd för kabelns yttre skikt. Elementet 47 består lämpligen av samma material som ka- belns yttre skikt och har lämpligen en bredd av några centimeter och en tjocklek av cirka 0,3 millimeter.

Slutligen illustreras i fig 12 uppbyggnaden hos en kabel av det slag som är speciellt väl lämpad att användas för bildande av en statorlindning i en roterande elektrisk maskin vid höga spän- ningar. Denna kabel uppvisar en inre elektrisk ledare 50 med ett större antal kardeler 52, vilka kan vara elektriskt isolerade från varandra genom ett tunt isoleringsskikt av exempelvis en isole- ringslack eller ett aluminiumoxidskikt, därest ledarna är gjorda av aluminium. De kan dock även vara oisolerade relativt var- andra. Kabeln uppvisar även ett hölje 51 som omger den elek- triska ledaren och är kapabelt att innestänga det kring ledaren uppstående elektriska fältet. Denna kabel uppvisar en inre böjlig elektrisk ledare 50 och ett hölje 51 som bildar ett isolationssys- tem, vilket innefattar en isolation 53 bildad av ett fast isolations- material, företrädesvis ett polymerbaserat material, och utanför isolationen ett yttre skikt 54, som har en elektrisk konduktivitet som är högre än isolationen för att det yttre skiktet genom an- slutning till jord eller eljest relativt låg potential skall förmå dels att fungera potentialutjämnande, dels att i huvudsak innestänga det på grund av nämnda elektriska ledare 50 uppstående elek- triska fältet innanför det yttre skiktet 54. Vidare bör det yttre skiktet ha en resistivitet som är tillräcklig för att minimera elek- triska förluster i det yttre skiktet. lsolationssystemet innefattar vidare ett inre skikt 55, vilket har nämnda åtminstone ena elek- triska ledare 50 anordnad innanför sig och besitter en elektrisk konduktivitet som är lägre än den hos den elektriska ledaren men tillräcklig för att det inre skiktet skall fungera potentialut- jämnande och därmed utjämnande vad avser det elektriska fältet utanför det inre skiktet. En sådan kabel är således av ett slag motsvarande kablar med fast extruderad isolation idag använda inom kraftdistribution, t ex s k PEX-kablar eller kablar med EPR- 10 15 20 25 30 35 520 332 17 isolation. Den använda termen “fast isolationsmaterial" innebär att lindningen skall sakna vätskeformig eller gasformig isolation, exempelvis i form av olja. I stället avses isolationen bildas av ett polymeriskt material. Även de inre och yttre skikten är bildade av ett polymeriskt material, ehuru ett halvledande sådant. Isola- tionen 53 kan utgöras av ett fast termoplastiskt material, såsom lågdensitetspolyeten (LDPE), högdensitetspolyeten (HDPE), polypropylen (PP), poly-butylen (PB), polymetylpenten (PMP), tvärbunden polyetylen (XLPE) eller gummi såsom etyIen-propy- lengummi (EPR) eller silikongummi. Vad gäller resistiviteten hos det inre skiktet och det yttre skiktet bör denna ligga inom områ- det wßoem - 100 koem, lämpiigen 1o'3-1oooQem, företrädesvis 1-500Qcm. För det inre och yttre skiktet är en resistans som per meter ledare/isolationssystem ligger inom omrâdet 50uQ - SMQ fördelaktig.

Den elektriska belastningen på isolationssystemet minskar som en konsekvens av faktumet att de inre och yttre skikten av halv- ledande material kring isolationen kommer att tendera att bilda väsentligen ekvipotentiella ytor och på detta sätt kommer det elektriska fältet i isolationen att fördelas förhållandevis likformigt över isolationens tjocklek.

Vidhäftningen mellan isoleringsmaterialet och de inre och yttre halvledande skikten måste vara likformig över väsentligen hela gränsytan däremellan, så att inga hålrum, porer eller dylikt kan uppstå. Detta är naturligtvis speciellt viktigt vid högspän- ningsapplikationer, och en kabel av detta slag har företrädesvis ett isolationssystem utformat för hög spänning, lämpligen över 10kV, särskilt över 36kV och företrädesvis över 72 kV. Vid så- dana höga spänningar ställer uppkomna elektriska och termiska belastningar mycket höga krav på isolationsmaterialet. Det är känt att s k delurladdningar, PD, i allmänhet utgör ett allvarligt problem för isoleringsmaterialet vid högspänningsinstallationer.

Om hålrum, porer eller dylikt skulle bildas vid ett isoleringsskikt, skulle inre corona-urladdningar kunna uppträda vid höga elek- triska spänningar, varigenom isoleringsmaterialet gradvis för- 10 15 20 25 30 35 520 332 18 sämras och resultatet skulle kunna bli elektriska genombrott ge- nom isolationen. Detta skulle kunna leda till ett allvarligt sam- manbrott hos statorn.

För att undvika uppträdande av dylika hålrum eller porer är det av fördel att de inre och yttre skikten och den fasta isoleringen uppvisar väsentligen lika termiska egenskaper, varvid det är speciellt viktigt att de har väsentligen samma värmeutvidg- ningskoefficient, så att perfekt vidhäftning mellan de olika skik- ten kan bibehållas vid temperaturförändringar hos dessa och ka- beln expanderar och drar ihop sig likformigt som en monolitisk kropp vid temperaturförändringar utan någon förstörelse eller försämring av gränsytorna. För exempelvis en PEX-kabel är det isolerande skiktet av tvärbunden lågdensitetspolyeten och de halvledande skikten av polyeten med inblandade sot- och metall- partiklar. Volymförändringar till följd av temperaturförändringar upptas helt som radieförändringar i kabeln, och tack vare den jämförelsevis ringa skillnaden hos skiktens värmeutvidgningsko- efficienter i förhållande till den elasticitet som dessa material har, kommer kabelns radiella expansion att kunna ske utan att skikten lossnar från varandra.

Kabeln måste vidare uppvisa sådan böjlighet, att den är böjlig ned till en krökningsradie som understiger 25 gånger kabelns di- ameter för att böjning skall kunna ske under säkerställande av god vidhäftning mellan respektive skikt och den fasta isoleringen.

Lämpligen är kabeln böjlig till en krökningsradie understigande 15 x kabeldiametern, och företrädesvis till en krökningsradie understigande 10 x kabeldiametern. För att icke inducera onödiga skjuvspänningar i gränszonen mellan de olika skikten i isolationssystemet bör de olika skiktens elasticitetsmodul vara väsentligen lika, så att en reduktion kan ske av de skjuvspänningar som kan uppstå mellan de olika skikten vid ut- sättande av kabeln för kraftig böjning innebärandes dragspän- ningar på böjutsidan och tryckspänningar på böjinsidan. 10 15 520 332 19 En roterande elektrisk maskin innefattande en stator med en statorlindning monterad i enlighet med det uppfinningsenliga förfarandet är lämpad som motor med en effekt mellan 1 MW och 100 MW och en märkspänning mellan 10 och 150 kV. Den är emellertid även lämpad som generator. En sådan maskin är an- ordnad att direktanslutas till ett för hög spänning, lämpligen 10 kV och därutöver och företrädesvis 36 kV och därutöver, utformat elkraftnät utan mellanliggande transformator.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna föredragna utföringsformerna, utan en mängd möjlig- heter till modifikationer därav torde vara uppenbara för en fack- man på området, utan att denna för den skull avviker från uppfin- ningens grundtanke sådan denna definieras i bifogade patent- krav.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 520 332 20 PATENTKRAV

1. Förfarande för montering av en statorlindning i en statorkärna (5) uppvisande axiellt genom statorkärnan sig sträckande lind- ningsspår (3) avsedda för mottagande av statorlindningen, varvid statorlindningen bildas av åtminstone en kabel (1) som är böjlig och innefattar åtminstone en elektrisk ledare (50) med ett hölje (51) som är kapabelt att innestänga det kring ledaren uppstående elektriska fältet, vilken kabel tillhandahålls upprullad på en ka- beltrumma (2), kännetecknat därav, - att ett kabelavsnitt dras ut från kabeltrumman och förs genom den för mottagande av en rotor avsedda håligheten (6) i stator- kärnans centrum så att kabeln bringas att sträcka sig en gång fram och åter genom nämnda hålighet (6), varefter kabeln i sin tvärriktning införs i två lindningsspår via en längsgående och in mot nämnda hålighet vettande öppning (4) hos respektive lind- ningsspår för bildande av ett första lindningsvarv (7) med en för- sta lindningsriktning, - att, för bildande av varje ytterligare lindningsvarv (10) som skarvlöst är förbundet med det första lindningsvarvet (7) och har samma lindningsriktning (8) som det första lindningsvarvet, ett ytterligare kabelavsnitt dras ut från kabeltrumman och förs ge- nom nämnda hålighet (6) i statorkärnans centrum så att kabeln bringas att sträcka sig en gång fram och åter genom nämnda hå- lighet (6), varvid detta kabelavsnitt bringas att innefatta ett ka- belparti (13) motsvarande ett kabelvarv på kabeltrumman som via en sidoförflyttning över den ena gaveln (15a) hos kabeltrumman lyfts av från kabeltrumman, varefter kabeln i sin tvärriktning in- förs i två lindningsspår via en längsgående och in mot nämnda hålighet (6) vettande öppning (4) hos respektive lindningsspår, samt - att, för bildande av varje ytterligare lindningsvarv (12) som skarvlöst är förbundet med det första lindningsvarvet (7) och har en andra lindningsriktning (14) motsatt lindningsriktningen hos det första lindningsvarvet, ett ytterligare kabelavsnitt dras ut från kabeltrumman och förs genom nämnda hålighet (6) i statorkär- nans centrum så att kabeln bringas att sträcka sig en gång fram 10 15 20 25 30 35 520 332 21 och åter genom nämnda hålighet (6), varvid detta kabelavsnitt bringas att innefatta ett kabelparti motsvarande ett kabelvarv på kabeltrumman som via en sidoförflyttnlng över den andra gaveln (15b) hos kabeltrumman lyfts av från kabeltrumman, varefter ka- beln i sin tvärriktning införs i två Iindningsspår via en längsgå- ende och in mot nämnda hålighet (6) vettande öppning (4) hos respektive lindningsspår.

2. Förfarande enligt krav 1, varvid statorlindningen innefattar tre lindningsfaser, kännetecknat därav, att varje lindningsfas bildas skarvlöst av en kabel (la, 1b, 1c) som tillhandahålls upprullad på en kabeltrumma (2a, 2b, 2c).

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat därav, att den första lindningsfasen bildas av en kabel (1a) som tillhandahålls upprul- lad på en första kabeltrumma (2a), att den andra lindningsfasen bildas av en kabel (1b) som tillhandahålls upprullad på en andra kabeltrumma (2b), samt att den tredje lindningsfasen bildas av en kabel (1c) som tillhandahålls upprullad på en tredje kabel- trumma (2c).

4. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat därav, att statorlind- ningen bildas av kablar med olika tjocklek.

5. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat därav, att varje del av statorlindningen som tillhör en och samma lindningsfas och be- står av kabel med en och samma tjocklek bildas av skarvlöst med varandra förbundna lindningsvarv.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att ett flertal kabelpartier anordnas i rad i respektive lind- ningsspår radiellt utvändigt om varandra.

7. Förfarande enligt krav 6, kännetecknat därav, att kabelpartier anordnas i åtminstone två väsentligen parallella rader i respek- tive Iindningsspår. 10 15 20 25 30 35 520 332 22

8. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att statorlindningen sett i ett tvärsnitt genom statorkärnan monteras i två eller flera radiellt på varandra följande ringfor- made sektioner (25, 26, 27), där respektive sektion uppvisar en radiell utsträckning längs med lindningsspàren och omfattar ett helt varv kring statorkärnan, varvid de olika sektionerna i tur och ordning fylls med kabelpartier på ett sådant sätt att en radiellt sett yttre sektion (25; 26) fylls med samtliga kabelpartier som är avsedda att ingå i denna sektion före det att en radiellt innanför den yttre sektionen belägen sektion (26; 27) fylls med kabelpar- tier.

9. Förfarande enligt krav 8, kännetecknat därav, att varje lind- ningsfas i en och samma sektion (25, 26, 27) bildas av skarvlöst med varandra förbundna lindningsvarv.

10. Förfarande enligt krav 8 eller 9, kännetecknat därav, att de olika sektionerna (25, 26, 27) fylls med kabelpartier av olika tjocklek på ett sådant sätt att en och samma sektion bringas att innehålla kabelpartier med en och samma tjocklek.

11. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att ett bandformigt element (47), företrädesvis av samma material som kabelns yttre skikt, för skyddande av kabeln (1) placeras mellan kabeln och väggarna (48, 49) hos respektive lindningsspår (3) vid de områden hos lindningsspårets axiella ändar där kabeln utträder ur lindningsspåret.

12. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att ett kabelparti (45) bringas på plats i avsett lindnings- spår (3) med hjälp av ett stångformat element (46) med väsentli- gen samma ytterdiameter som nästa kabelparti som är avsett att senare placeras närmast utanför nämnda kabelparti (45), vilket stångformade element (46) placeras mot kabelpartiet (45) längs med detta efter det att kabelpartiet införts i lindningsspåret, var- efter nämnda element (46) utsätts för slagpåverkan så att ele- mentet bringas att inta den plats i Iindningsspåret som är avsedd 520 352 23 för nästa kabelparti, varigenom elementet (46) bringas att trycka ner kabelpartiet (45) på dess avsedda plats i lindningsspàret.

13. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att ett làngsträckt element (42) av elastiskt material, ex- empelvis i form av en slang, placeras i utrymmena mellan till var- andra angränsande kabelpartieri lindningsspåren.