本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)設(shè)備器件領(lǐng)域，特別涉及一種直流輸電換流閥冷卻水路及其電極和金屬電極體。

背景技術(shù)：

隨著功率半導(dǎo)體等技術(shù)的迅速發(fā)展，基于晶閘管和IGBT換流閥的高壓直流輸電在遠(yuǎn)距離、大容量輸電工程及海島輸電、城市配電網(wǎng)增容改造、大規(guī)模風(fēng)電場并網(wǎng)等方面展現(xiàn)了獨(dú)特的優(yōu)勢，可以有效解決我國能源分布不均問題，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，提升大氣污染綜合治理效率。

目前國內(nèi)己投入工程運(yùn)行的高壓直流換流閥晶閘管/IGBT、阻尼電阻、均壓電阻等功率器件均采用去離子水作為循環(huán)冷卻介質(zhì)。換流閥冷卻用去離子水電導(dǎo)率通常為0.1μS/cm - 0.5μS/cm。由于冷卻水路要流過換流閥不同位置的、有著不同電位的金屬件，不同電位的金屬件之間高壓、復(fù)雜電磁場環(huán)境的水路就會產(chǎn)生漏電流，因此，這些金屬件將可能受到電解腐蝕。為了解決這一問題，在水路的相應(yīng)位置安裝電極。如申請公布號為CN105336716A的中國發(fā)明專利申請中所公開的換流閥閥組模塊的換流閥閥塔，包括多個(gè)閥層組件，閥塔還包括用于冷卻閥層組件的閥組模塊及電抗器模塊的水冷系統(tǒng)，水冷系統(tǒng)包括由上至下環(huán)繞設(shè)置于相應(yīng)閥層組件外側(cè)的冷卻水主管道，冷卻水主管道包括進(jìn)水主管道和出水主管道，在進(jìn)出水主管道上設(shè)有用于固定冷卻水主管道中電位的電極，電極包括延伸入相應(yīng)管道中的鉑金插針。通過電極使在同一位置的進(jìn)出水管具有相同的電位，保證它們之間沒有漏電流。并使電解電流從金屬構(gòu)件轉(zhuǎn)移到惰性金屬電極上，避免了金屬構(gòu)件的電腐蝕。

由于電場作用，循環(huán)水中金屬離子與氫氧根離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在電極表面形成固體沉積物，該沉積物的絕緣特性，將阻礙電極的物理功能。目前國內(nèi)外換流閥設(shè)備使用的電極體一般多為僅具有單只或多只直柱形電極針插裝在電極底座上，存在電場分布惡劣，容易出現(xiàn)結(jié)垢不足的問題，因此，為了保障有良好的電位控制效果和有效抑制沉積物的形成，延長電極實(shí)際使用壽命，需要改進(jìn)優(yōu)化電極的結(jié)構(gòu)形式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電極用金屬電極體，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的電極上僅具有單只或多只直柱電極針導(dǎo)致電場分布惡劣的技術(shù)問題；同時(shí)，本發(fā)明還提供一種使用上述金屬電極體的電極以及直流輸電換流閥冷卻水路。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的電極的金屬電極體的技術(shù)方案是：電極用金屬電極體，包括用于安裝在電極底座上的中心直柱部分，中心直柱部分外套裝有螺旋包絡(luò)部分，螺旋包絡(luò)部分具有位于頂部的始段和位于底部的尾段，螺旋包絡(luò)部分的始段與中心直柱部分的頂端連接。

所述螺旋包絡(luò)部分的尾段與所述中心直柱部分之間留有等距間隙。

所述螺旋包絡(luò)部分與所述中心直柱部分同軸布置，且中心直柱部分和螺旋包絡(luò)部分為一體結(jié)構(gòu)；所述螺旋包絡(luò)部分整體呈圓柱形或圓臺形或圓錐形。

所述中心直柱部分具有延伸至所述螺旋包絡(luò)部分的尾段下方的用于安裝在電極底座上的安裝插接段。

本發(fā)明所提供的使用上述金屬電極體的電極的技術(shù)方案是：電極，包括電極底座，電極底座上固設(shè)有金屬電極體，所述金屬電極體包括固設(shè)在所述電極底座上的中心直柱部分，中心直柱部分外套裝有螺旋包絡(luò)部分，螺旋包絡(luò)部分具有位于頂部的始段和位于底部的尾段，螺旋包絡(luò)部分的始段與中心直柱部分的頂端連接。

所述螺旋包絡(luò)部分的尾段與所述中心直柱部分之間留有等距間隙。

所述電極底座具有頂部安裝面，所述金屬電極體固定安裝在所述頂部安裝面上，所述螺旋包絡(luò)部分的尾段與所述電極底座的頂部安裝面平行布置。

所述螺旋包絡(luò)部分與所述中心直柱部分同軸布置，中心直柱部分和螺旋包絡(luò)部分為一體結(jié)構(gòu)；所述螺旋包絡(luò)部分整體呈圓柱形或圓臺形或圓錐形。

所述中心直柱部分具有延伸至所述螺旋包絡(luò)部分的尾段下方的安裝插接段，所述安裝插接段通過下述其中一種方式對應(yīng)的固定裝配在所述電極底座上：

（1）電極底座上設(shè)有供所述安裝插接段插入的安裝孔，在安裝孔的孔壁上設(shè)有將所述安裝插接段壓緊在安裝孔中的壓緊螺釘；

（2）電極底座上設(shè)有供所述安裝插接段插入的安裝孔，安裝孔處設(shè)有壓接固定結(jié)構(gòu)以將安裝插接段壓裝鎖止在所述安裝孔中。

本發(fā)明所提供的使用上述電極的直流輸電換流閥冷卻水路的技術(shù)方案是：直流輸電換流閥冷卻水路，包括水冷管道和對應(yīng)的密封裝配在水冷管道上的電極，電極包括電極底座，電極底座上固設(shè)有金屬電極體，所述金屬電極體包括固設(shè)在所述電極底座上的中心直柱部分，中心直柱部分外套裝有螺旋包絡(luò)部分，螺旋包絡(luò)部分具有位于頂部的始段和位于底部的尾段，螺旋包絡(luò)部分的始段與中心直柱部分的頂端連接。

所述螺旋包絡(luò)部分的尾段與所述中心直柱部分之間留有等距間隙。

所述電極底座具有頂部安裝面，所述金屬電極體固定安裝在所述頂部安裝面上，所述螺旋包絡(luò)部分的尾段與所述電極底座的頂部安裝面平行布置。

所述螺旋包絡(luò)部分與所述中心直柱部分同軸布置，中心直柱部分和螺旋包絡(luò)部分為一體結(jié)構(gòu)；所述螺旋包絡(luò)部分整體呈圓柱形或圓臺形或圓錐形。

所述中心直柱部分具有延伸至所述螺旋包絡(luò)部分的尾段下方的安裝插接段，所述安裝插接段通過下述其中一種方式對應(yīng)的固定裝配在所述電極底座上：

（1）電極底座上設(shè)有供所述安裝插接段插入的安裝孔，在安裝孔的孔壁上設(shè)有將所述安裝插接段壓緊在安裝孔中的壓緊螺釘；

（2）電極底座上設(shè)有供所述安裝插接段插入的安裝孔，安裝孔處設(shè)有壓接固定結(jié)構(gòu)以將安裝插接段壓裝鎖止在所述安裝孔中。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所提供的電極的金屬電極體，包括中心直柱部分和套裝布置在中心直柱部分外側(cè)的螺旋包絡(luò)部分，且螺旋包絡(luò)部分頂部的始段與中心直柱部分的頂端連接，這樣，通過螺旋包絡(luò)部分有效改善電場分布特性，當(dāng)將其應(yīng)用在冷卻水路上時(shí)，可有效減少金屬電極上沉積物的形成和蔓延。

進(jìn)一步地，螺旋包絡(luò)部分的尾段與所述中心直柱部分之間留有等距間隙，可避免形成電路環(huán)流或造成電介質(zhì)擊穿放電。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的電極的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示電極的立體圖；

圖3為圖1所示電極的金屬電極體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供的電極的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4所示電極的立體圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明所提供的電極的實(shí)施例1：

如圖1至圖3所示，該實(shí)施例中的電極包括電極底座1，其為通過螺釘連接有導(dǎo)線6的金屬底座，電極底座1上設(shè)有安裝孔，安裝孔的開口位于電極底座的頂部安裝面上，在安裝孔中插接裝配有金屬電極體3，該金屬電極體3包括中心直柱部分31，中心直柱部分31外套裝有螺旋包絡(luò)部分32，螺旋包絡(luò)部分整體呈圓柱形，此處的螺旋包絡(luò)部分32與中心直柱部分31同軸布置，且中心直柱部分31和螺旋包絡(luò)部分32為一體結(jié)構(gòu)。

螺旋包絡(luò)部分32具有位于頂部的始段321和位于底部的尾段322，螺旋包絡(luò)部分32的始段321與中心直柱部分31的頂端連接。

螺旋包絡(luò)部分的尾段322與電極底座1的頂部安裝面平行布置，而且，尾段322與中心直柱部分31之間留有等距間隙，避免形成電路環(huán)流或造成電介質(zhì)擊穿放電。

本實(shí)施例中，中心直柱部分31具有延伸至所述螺旋包絡(luò)部分的尾段下方的安裝插接段310，在電極底座1的安裝孔的孔壁上設(shè)有將所述安裝插接段壓緊在安裝孔中的壓緊螺釘4，利用該壓緊螺釘4將金屬電極體固定安裝在電極底座1上。

另外，在電極底座1上設(shè)有塑料套2，該塑料套2套裝在金屬電極體外側(cè)，塑料套2位于螺旋包絡(luò)部分的下方，在塑料套2上嵌裝密封圈5。當(dāng)將本實(shí)施例所提供的電極壓緊安裝在冷卻水路上時(shí)，塑料套2、密封圈5共同構(gòu)成電極的水路密封結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中，螺旋包絡(luò)部分整體呈圓柱形，在其他實(shí)施例中，也可呈圓臺形或圓錐形。螺旋包絡(luò)部分可為等距結(jié)構(gòu)，也可以為不等距結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中，螺旋包絡(luò)部分的尾段與電極底座的頂部安裝面平行，在其他實(shí)施例中，尾段也可以與頂部安裝面傾斜布置。

本發(fā)明所提供的電極的實(shí)施例2：

如圖4、圖5所示，其與實(shí)施例1中的電極相比，金屬電極體的結(jié)構(gòu)相同，在此不再過多贅述，其區(qū)別之處主要在于金屬電極體12與電極底座11的固定裝配方式，本實(shí)施例中，在電極底座11上設(shè)有供金屬電極體12的安裝插接段插入的安裝孔，安裝孔處設(shè)有壓接固定結(jié)構(gòu)以將安裝插接段壓裝鎖止在所述安裝孔中，此處的壓接固定結(jié)構(gòu)可為壓接環(huán)套結(jié)構(gòu)，在將安裝插接段插入安裝孔中時(shí)，由變形的壓接環(huán)套壓接鎖止安裝插接段。

另外，將相應(yīng)的密封圈10直接嵌裝在電極底座11上設(shè)有的密封圈安裝槽中。當(dāng)將電極整體插入冷卻水路中壓緊后，此處的密封圈即為電極的水路密封結(jié)構(gòu)。

而且，電極底座11設(shè)計(jì)為正六方形結(jié)構(gòu)，可以利用專用工具對電極施加特定緊固力矩。

在電極底座11上通過螺釘固定連接有導(dǎo)線13，該導(dǎo)線13對外連接以統(tǒng)一電位。

本發(fā)明還提供一種電極用金屬電極體的實(shí)施例，該實(shí)施例中的金屬電極體的結(jié)構(gòu)與上述電極實(shí)施例1中的金屬電極體的結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。

本發(fā)明還提供一種直流輸電換流閥冷卻水路的實(shí)施例，該實(shí)施例中的冷卻水路的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中的冷卻水路的結(jié)構(gòu)相同，其區(qū)別之處主要在于可采用上述電極實(shí)施例1和電極實(shí)施例2中的電極結(jié)構(gòu)，在此不再過多贅述。

本實(shí)施例中的冷卻水路的結(jié)構(gòu)可采用申請公布號為CN105336716A的中國發(fā)明專利申請中的換流閥模塊中的冷卻水路結(jié)構(gòu)。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本權(quán)利要求范圍當(dāng)中。