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电力与电工制造虽是传统工业，然而随着新技术与新材料的应用，也会像一些新兴工业那样，出现具有质的飞跃的重大技术突破而使产品和技术更新换代以高电压与绝缘技术领域为例，近40年来的技术进展就与材料科学的发展有密切关系如20世纪60年代中期问世的SF6气体绝缘开关装置（GIS）己得到广泛应用，二手发电机改变了变电所的设计与布置；70年代初才研制成功的金属氧化物避雷器己取代使用了数十年的碳化硅阀式避雷器，完全改变了避雷器的设计、制造与应用；60年代初发展起来的交联聚乙烯电缆不仅己在配电等级取代了传统的粘性浸渍油纸电缆，且己能在高电压与超高电压等级与充油电缆竞争；硅橡胶复合绝缘子的迅速发展和应用也大有取代传统的瓷绝缘子的趋势…。电力系统在近年来也取得一些突破性进展，如只有10余年历史的柔性（灵活）交流输电系统与近年来出现的可以省却昂贵换流站的轻型高压直流输电技术，都是基于电力电子技术的发展才得以实现的近年来分布式发电的兴起则与新能源应用的发展有很大的关系，太阳能光伏电池与燃料电池的制造技术的进步以及微型燃气涡轮发电机组与新型风力发电机的研生导师。
制成功，都对分布式发电的迅速发展起了很大的促进作甩此外，基础研究的突破也会使电工行业发生重大变化，例如近年来超导电力设备的研究开发成功，在很大程度上是得益于15年前高临界温度超导材料的发现需要指出的是，现今人们重视交叉学科研究对推动科技进步的重要作用，却往往忽视将本门学科在某一产品上取得的成就应用于其他产品来实现技术突破为了阐明这一观点，本文介绍ABB公司近年来成功地将电缆技术与发电机变压器制造技术结合起来，用电缆绕组制造高压发电机和新型干式变压器，取得了技术上的突破这一技术创新具有很大的经济效益，二手发电机值得我国电工制造业借鉴2采用电缆绕组的高压发电机提高发电机输出电压的优点是显而易见的为米用常规发电机（发电机电压一般<20kV）和高压发电机时发电厂主接线的比较。由图可见，使用高压发电机时不需要升压变压器和额定电流很大的发电机断路器，因而可使设备费用降低并减小电气设备的占地面积，后者对土方开挖工程费用极为昂贵的水电站具有很大的经济效益（对于的情况，使用高压发电机时不需要开挖放置升压变压器的山洞和发电机厂房至变压器的母线涵洞）此外，由于发电机定子电流减小，可以使定子绕组端部所受的机械力减小，也使定子绕组的铜损降低。
使用常规发电机（a）和高压发电机（b）的主接线比较1-发电机；2-发电机断路器；3-避雷器；4-升压变压器；5-线路断路器在上一世纪有不少研究者曾致力于高压发电机的研制，然而由于在研制品中采用的绝缘技术不易在产品中实现，因此在1998年以前商品发电机的工作电压始终未突破30kV，这与当今输电电压己出现特高压P1000kV）等级相比显然是很不相称的。1998年ABB公司开发出采用电缆绕组的高压发电机并将其推向市场，采用的注册商标名称是Powerformer，显然是将发电机（PowerGenerator）与变压器（Transformer）的英文名词各取一半组成的，以表明其为兼有升压变压器功能的发电机第一台机组（45kV，11MVA）于1998年春安装在瑞典北部的一个水电站；第二台（136kV，42MVA）于2000年安装在位于首都斯德哥尔摩以西100km处的一个热电联产的火电厂3在发电机中采用电缆绕制定子绕组，实际上在半个多世纪前就有人研究过，但当时样机电压不超过36kV，并未形成产品由于现今有了性能良好的XLPE电缆，既是完全的固体绝缘，而绝缘层又可以做得很薄，这就使ABB公司可解决以前难以克服的技术困难，实现了电压达输电等级的高压发电机。
ABB公司生产超高压XLPE电缆的历史并不久，1995年起开始生产400kV级，2000年开始生产500kV产品。1973年该公司生产123kV的XLPE电缆时设计场强仅6kV/mm，而今在525kV产品中设计场强己达15kV/mm根据ABB公司的测量数据进行外推，XLPE电缆在长期电压作用下的击穿场强相当接近50kV/mm（），因此该公司认为超高压电缆的设计场强在不久的将来可以> /mm，即绝缘厚度还可进一步减小以ABB己制成的136kV高压电机为例，所用XLPE电缆击穿场强与施加电压时间的关系（实线为测量值，虚线为外推值，0为测得的耐受值）的XLPE电缆绕组的设计场强为10kV/mmP，这是常规电机的绕组绝缘设计场强值3kV/mm的3倍多（常规电机采用矩形截面绕组，平面部分场强为3kV/mm时槽角处场强为-制成不需升压变压器的高压发电机由于定子绕组中各匝对地电位并不相同，所以ABB采用三种不同尺寸的电缆绕制定子绕组，即在靠近转子处的定子铁芯的圆形槽直径较小，使用绝缘层较薄的电缆；而在远离转子处的直径较大的圆形槽中，使用绝缘层较厚的电缆用作定子绕组的电缆是常规的XLPE电缆，但没有外皮（外护层），即其最外层是电缆的外半导电层。由于外半导电层处于地电位，所以电缆绕组不会象传统电机绕组那样出现槽内气隙的放电和绕组在出槽口的电晕放电。
3采用电缆绕组的干式变压器目前变压器的主导产品仍然是传统的油浸式变压器，即以矿物油为绝缘及冷却介质，二手发电机这不符合防火防爆的要求，而且油的渗漏也会造成对环境的污染，因此这种产品亟待以不燃或难燃的变压器来取代。近年来随着高压电网进入城市的发展趋势和城市高层建筑供电需要的长，对城市防灾型变压器的需要更感迫切由于不燃液体介质变压器在技术上尚不成熟，难燃液体介质如有机液体介质目前在我国价格偏高因而应用也不多，所以城市防灾型变压器主要是干式变压器和SF>气体绝缘变压器迄今干式变压器的主导产品是环氧浇注绝缘变压器，己在配电等级获得广泛应用。但环氧浇注变压器散热条件较差，过载能力较小；且抗短路冲击力的性能不理想，易造成绝缘开裂这使制造高电压大容量的环氧浇注变压器比较困难，一般这种变压器的电压《35kV，容量20MVASF气体绝缘变压器在国际上也己有技术成熟的产品日本的东芝、三菱和日立公司均己分别研制成功采用不同冷却方式的275kV 100MVA的气体绝缘变压器，将其与GIS共同使用可实现整个变电所的全气体绝缘化但SFo气体绝缘变压器的制造工艺，特别是大容量高压变压器的冷却方式，比常规变压器要复杂得多，迄今欧美一些发达国家并未推出这种产品。
ABB公司在开发高压发电机的经验基础上，向市场推出采用XLPE电缆绕组的新型干式变压器，并将此种产品的商标定名为Dryformer，显然是由干式变压器的英语词组DryTransformer缩合而成的。首台电缆绕组变压器为20MVA，140 /6.6kV，己于1999年12月投运；第二台为25MVA，78A1kV，于2000年5月投运由于绕组各部分对地电位不同，所以电缆绕组是用几种不同绝缘厚度的XLPE电缆绕制而成的。这种干式变压器采用强风冷却，而且在设计时使备用风扇量为100%，可以使变压器在短时过载的情况下运行几个小时。
由于电缆绕组的外半导电层处于地电位，因此变压器绕组以外的部分不会象一般变压器那样出现局部放电和电晕放电此外，这种新型干式变压器的匝绝缘具有与主绝缘相同的绝缘水平，因此不需要像常规变压器那样在绕组端部采取电场调整的措施来实现对纵绝缘的保护。
使用电缆绕组干式变压器的另一重要优点是可以降低电网的线路损耗，二手发电机取得明显的经济效益这一点可以从给出的一个实例看出由于常规干式变压器的额定电压低于69kV，所以必须在离用户约5km处先用油浸变压器将69kV降至24kV供电；采用新干式变压器时，可以直接用69kV电缆供电给5km以外位于用户旁的高压干式变压器，而使线路损耗每年可减少28<104kW.hABB称目前该公司己能制造电压达145kV容量达150MVA的电缆绕组变压器。可见这种变压器有良好的应用前景4讨论不管是在发电机中还是在变压器中，均应使电缆绕组的外半导电层处于地电位，这样可使电场全部限制在电缆绝缘内，以防止电缆绕组以外的部分发生局部放电为此必须使外半导电层的电阻率在一适当的范围内，电阻率过高不能保证外半导电层处于地电位，电阻率过低则会在半导层中引起较大的损耗据报道，变压器电缆绕组的外半导电层的电阻率约为40.cm.输电电压等级的无油变压器是与GIS配套的急需产品，可以使整个变电所更符合环保的要求采使用常规干式变压器（a）与新干式变压器（b）时配电线路的比较用电缆绕组干式变压器在这种情况下更有其独特的优点，即可以减小快速瞬态过电压（VFTO）对变压器纵绝缘的威胁GIS中隔离开关操作会引起VFTO，由于这种过电压波的前沿很陡（纳秒级），常会使与GIS相连的变压器的纵绝缘损坏。由于电缆绕组的匝绝缘具有与主绝缘相同的绝缘水平，可望解决VFT0对变压器纵绝缘的威胁这一国际上尚未完全解决的技术难题5结束语从学术上看，将电缆绕组用于发电机和变压器似乎谈不上有多大创新，然而从工业应用的观点看，则此举有很大的技术、经济价值，可以认为是一项重要的技术创新建议我国电缆行业与发电机变压器制造业共同合作，开展研究开发工作
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