一種用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，包括閥體框架組件、正向組件、反向組件、動態(tài)均壓組件和靜態(tài)均壓組件；所述正向組件和反向組件縱向并排設(shè)置于所述閥體框架組件內(nèi)，所述靜態(tài)均壓組件和動態(tài)均壓組件均固定在所述反向組件上，所述動態(tài)均壓組件同時固定在所述正向組件上。本實用新型提供的用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，動態(tài)電容器和電阻器的橫向和縱向排列即滿足了電氣聯(lián)接和絕緣要求又節(jié)省了布局空間，使整個超大功率立式光控晶閘管閥結(jié)構(gòu)緊湊化、一致化。
【專利說明】一種用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如大量非線性負(fù)荷、大型沖擊性用電設(shè)備的投入等；另一方面，各種復(fù)雜、精密、對電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備也不斷增加，如精密實驗儀器、某些新型醫(yī)療器械(如CT、核磁共振等)、半導(dǎo)體制造業(yè)及某些生產(chǎn)自動控制系統(tǒng)等，它們對電能質(zhì)量的要求非常高。
[0003]如化工企業(yè)，它的顯著特點(diǎn)是規(guī)模化、連續(xù)性生產(chǎn)、生產(chǎn)裝置多、工藝復(fù)雜、技術(shù)密集，物料多為易燃易爆、有毒有害物質(zhì)，生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)常在高溫高壓環(huán)境下，工作條件極為苛亥IJ，這些特點(diǎn)對企業(yè)電力系統(tǒng)的安全供電提出了極高的要求，快速切換備用電路對化工企業(yè)供配電系統(tǒng)抗電網(wǎng)電壓擾動的能力非常有效。
[0004]某些特殊行業(yè)(如半導(dǎo)體制造、銀行、醫(yī)院、制藥、造紙、光纖生產(chǎn)等)的精密制造設(shè)備對電壓暫降普遍非常敏感，持續(xù)半個周波至幾個周波、幅值70%至90%的電壓暫降即可能導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)并產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。例如，醫(yī)院的呼吸機(jī)承受的電壓變化時間就只有幾十毫秒，一旦停止工作，再次啟動則需要較長時間；光纖生產(chǎn)線如果電壓暫降至80%以下幾十毫秒，將引起生產(chǎn)流水線的控制系統(tǒng)失效，并導(dǎo)致整個流水線停止工作。調(diào)查顯示:在所有配電系統(tǒng)事故中，電壓暫降與短時中斷占70%?80%;而在輸電系統(tǒng)事故中，電壓暫降與短時中斷所占的比例超過96 %。
[0005]目前，歐美各國對電壓暫降與短時中斷的關(guān)注程度比其它有關(guān)電能質(zhì)量問題的關(guān)注程度要大得多，其中一個重要的因素是在電能質(zhì)量的諸多原因中，由電壓暫降與短時中斷引起的用戶投訴占整個電能質(zhì)量問題的80%以上，而由諧波、閃變、開關(guān)操作過電壓等引起的電能質(zhì)量問題投訴不到20%。電壓暫降與短時中斷問題，對很多行業(yè)企業(yè)都會產(chǎn)生影響。
[0006]而電壓暫降與短時中斷(電壓跌落)直接影響到電能質(zhì)量，從而影響到精密設(shè)備、儀器或系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
[0007]電壓跌落也稱作電壓暫降、驟降或凹陷，它通常指供電電壓在短時間突然下降又回升恢復(fù)的現(xiàn)象，其持續(xù)時間大多為0.5周波到數(shù)秒。它一般是由于供電系統(tǒng)或用戶內(nèi)部發(fā)生故障，故障電流流向故障點(diǎn)而導(dǎo)致鄰近受電點(diǎn)電壓下降，此外大型電機(jī)的硬啟動及變壓器勵磁等也會造成電壓跌落。以電力電子器件組成的無觸點(diǎn)快速切換開關(guān)SSTS是解決電壓跌落的有效手段。
[0008]快速切換開關(guān)(SSTS)，主要用于電力線路的開通、切換、關(guān)斷。實際其應(yīng)用范圍非常廣泛，優(yōu)勢表現(xiàn)非常明顯。對于供電要求較高的行業(yè)，如醫(yī)院、發(fā)電廠以及其它具有精密儀器的用電單位，電力電子開關(guān)用作電源的備份投切，是最理想的方案。實用新型內(nèi)容
[0009]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，動態(tài)電容器和電阻器的橫向和縱向排列即滿足了電氣聯(lián)接和絕緣要求又節(jié)省了布局空間，使整個超大功率立式光控晶閘管閥結(jié)構(gòu)緊湊化、一致化。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取如下方案:
[0011]提供一種用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，所述晶閘管閥包括閥體框架組件、正向組件、反向組件、動態(tài)均壓組件和靜態(tài)均壓組件；所述正向組件和反向組件縱向并排設(shè)置于所述閥體框架組件內(nèi)，所述靜態(tài)均壓組件和動態(tài)均壓組件均固定在所述反向組件上，所述動態(tài)均壓組件同時固定在所述正向組件上。
[0012]所述閥體框架組件包括上端板、下端板、支撐塊、全絕緣拉桿、絕緣螺母、絕緣定位螺母；
[0013]所述上端板包括第一上端板和第二上端板，所述第一上端板和第二上端板位于同一水平線上；
[0014]所述全絕緣拉桿設(shè)有八根，其中四根位于第一上端板和下端板之間，其余四根位于第二上端板和下端板之間，均通過絕緣螺母和絕緣定位螺母與上端板和下端板固定；
[0015]所述支撐塊包括第一支撐塊和第二支撐塊，分別放入所述下端板上設(shè)有的第一止口和第二止口內(nèi)。
[0016]所述全絕緣拉桿的直徑為25?35mm。
[0017]所述正向組件和反向組件均包括頂壓結(jié)構(gòu)組件、上端母排、散熱器組、光控晶閘管組和下端母排；所述散熱器組包括六個散熱器，所述光控晶閘管組包括五個光控晶閘管；所述頂壓結(jié)構(gòu)組件上端固定在所述上端板上，下端通過中心定位銷固定在上端母排上，第一個散熱器的一端和上端母排固定，另一端與第一個光控晶閘管固定，所述散熱器和光控晶閘管交替排列；第六個散熱器一端和第五個光控晶閘管固定，另一端和所述下端母排固定。
[0018]所述正向組件和反向組件公用上端母排和下端母排。
[0019]所述頂壓結(jié)構(gòu)組件包括調(diào)整螺母、壓簧導(dǎo)套、蝶形彈簧和壓簧導(dǎo)柱；所述中心定位銷從上至下依次穿過調(diào)整螺母、壓簧導(dǎo)套、蝶形彈簧和壓簧導(dǎo)柱，所述調(diào)整螺母固定在所述上端板上，所述壓簧導(dǎo)柱下端和所述上端母排固定。
[0020]所述動態(tài)均壓組件包括五個玻璃釉膜電阻、十個薄膜電容和導(dǎo)電支架；五個玻璃釉膜電阻和其中六個薄膜電容均通過所述導(dǎo)電支架固定在所述正向組件上，其余四個薄膜電容通過導(dǎo)電支架固定在所述反向組件上。
[0021]十個薄膜電容中每兩個并聯(lián)后與一個玻璃釉膜電阻串聯(lián)，再與光控晶閘管并聯(lián)。
[0022]所述靜態(tài)均壓組件包括五個玻璃釉膜電阻和導(dǎo)電支架；五個玻璃釉膜電阻均通過導(dǎo)電支架固定在散熱器上。
[0023]所述玻璃釉膜電阻并聯(lián)在所述光控晶閘管兩端。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于:
[0025]1.本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，薄膜電容和玻璃釉膜電阻器橫向和縱向排列即滿足了電氣聯(lián)接和絕緣要求又節(jié)省了布局空間，使整個超大功率立式光控晶閘管閥結(jié)構(gòu)緊湊化、一致化；[0026]2.包括8根全絕緣拉桿、16個絕緣螺母、16個絕緣定位螺母、上端板和下端板的閥體框架組件框架穩(wěn)固、可靠，通過調(diào)整絕緣定位螺母保證了上端板和下端板的平行度在0.2mm之內(nèi)；
[0027]3.光控晶閘管閥壓裝力大，組成的快速切換開關(guān)通流能力也很大，可提高供電系統(tǒng)備份投切運(yùn)行的可靠性，并具有很好的穩(wěn)定性能。
[0028]4.頂壓結(jié)構(gòu)緊湊、可靠，承載力大，而且使用液壓工具進(jìn)行頂壓，其施力平穩(wěn)、組裝方便快捷，使整個晶閘管閥組裝精度易于保證，克服了螺栓施力頂壓的各種弊端，尤其適用于大于60KN的壓裝力條件下使用。
[0029]5.本實用新型適用于優(yōu)質(zhì)電力園區(qū)的電壓暫降備份自動快速投切系統(tǒng)，而且已經(jīng)應(yīng)用于現(xiàn)場實際工程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本實用新型實施例中用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥立體圖；
[0031]圖2是本實用新型實施例中用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥正視圖；
[0032]圖3是本實用新型實施例中用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥左視圖；
[0033]圖4是本實用新型實施例中用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥右視圖；
[0034]其中，1-第一上端板，2-第二上端板，3-下端板，4-第一支撐塊，5-第二支撐塊，
6-全絕緣拉桿，7-絕緣螺母，8-絕緣定位螺母，9-上端母排，10-下端母排，11-調(diào)整螺母，12-壓簧導(dǎo)套，13-蝶形彈簧，14-壓簧導(dǎo)柱，15-玻璃釉膜電阻，16-薄膜電容，17-光控晶閘管，18-散熱器，19-第一支柱絕緣子，20-第二支柱絕緣子，21-第一固定板，22-第二固定板。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0036]本實用新型提供的光控晶閘管閥主要用于快速切換開關(guān)?？焖偾袚Q開關(guān)是無觸點(diǎn)的電力電子開關(guān)，用于優(yōu)質(zhì)電力園區(qū)電壓跌落時的供電系統(tǒng)備份投切。超大功率立式光控晶閘管閥組成的快速切換開關(guān)位于供電系統(tǒng)中，與進(jìn)出線柜、切換開關(guān)柜、真空斷路器柜等控制柜組成切換系統(tǒng)，該切換系統(tǒng)由永磁保持斥力分閘開關(guān)、旁路斷路器、晶閘管閥、電動刀閘、電流互感器、電壓互感器、閥避雷器、接地開關(guān)及快速開關(guān)切換開關(guān)控制器等組成。
[0037]如圖1-圖4，本實用新型提供一種用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，包括閥體框架組件、正向組件、反向組件、動態(tài)均壓組件和靜態(tài)均壓組件；所述正向組件和反向組件縱向并排設(shè)置于所述閥體框架組件內(nèi)，所述靜態(tài)均壓組件和動態(tài)均壓組件均固定在所述反向組件上，所述動態(tài)均壓組件同時固定在所述正向組件上。
[0038]所述閥體框架組件包括上端板、下端板3、支撐塊、全絕緣拉桿6、絕緣螺母7、絕緣定位螺母8 ；
[0039]所述上端板包括第一上端板I和第二上端板2，所述第一上端板I和第二上端板2位于同一水平線上；
[0040]所述全絕緣拉桿6設(shè)有八根，其中四根位于第一上端板I和下端板3之間，其余四根位于第二上端板2和下端板3之間，均通過絕緣螺母7和絕緣定位螺母8與上端板和下端板3固定；
[0041 ] 所述支撐塊包括第一支撐塊4和第二支撐塊5，分別放入所述下端板3上設(shè)有的第
一止口和第二止口內(nèi)。
[0042]所述全絕緣拉桿6的直徑為25?35mm，閥體框架組件的承受力為80KN。
[0043]所述正向組件和反向組件均包括頂壓結(jié)構(gòu)組件、上端母排9、散熱器組、光控晶閘管組和下端母排10 ;所述散熱器組包括六個散熱器，所述光控晶閘管組包括五個光控晶閘管17 ;所述頂壓結(jié)構(gòu)組件上端固定在所述上端板上，下端通過中心定位銷固定在上端母排9上，第一個散熱器18的一端和上端母排9固定，另一端與第一個光控晶閘管固定，所述散熱器18和光控晶閘管17交替排列；第六個散熱器一端和第五個光控晶閘管固定，另一端和所述下端母排10固定。
[0044]散熱器組的作用是傳導(dǎo)晶閘管開通及關(guān)斷過程中產(chǎn)生的熱量，防超過置晶閘管的最高工作結(jié)溫，另外的作用是導(dǎo)電。散熱器組的導(dǎo)通的最大穩(wěn)態(tài)電流是1250A。
[0045]光控晶閘管17的最大通流能力為1250A。它的作用是開通及關(guān)斷電流，通過觸發(fā)正反并聯(lián)的2個晶閘管門極，來實現(xiàn)SSTS快速開關(guān)分?jǐn)嗪颓袚Q，該光控晶閘管是4寸光控
晶閘管。
[0046]所述正向組件和反向組件公用上端母排9和下端母排10。
[0047]所述頂壓結(jié)構(gòu)組件包括調(diào)整螺母11、壓簧導(dǎo)套12、蝶形彈簧13和壓簧導(dǎo)柱14 ;所述中心定位銷從上至下依次穿過調(diào)整螺母U、壓簧導(dǎo)套12、蝶形彈簧13和壓簧導(dǎo)柱14，所述調(diào)整螺母11固定在所述上端板上，所述壓簧導(dǎo)柱14的下端和所述上端母排9固定。它的作用是通過蝶形彈簧13，產(chǎn)生足夠的壓裝力，并使晶閘管和散熱器閥串保持穩(wěn)定，以利于導(dǎo)電和導(dǎo)熱。按照晶閘管壓裝力要求，蝶形彈簧13產(chǎn)生的壓裝力為80KN。
[0048]所述動態(tài)均壓組件包括五個玻璃釉膜電阻15、十個薄膜電容16和導(dǎo)電支架；五個玻璃釉膜電阻15和其中六個薄膜電容16均通過所述導(dǎo)電支架固定在所述正向組件上，其余四個薄膜電容16通過導(dǎo)電支架固定在所述反向組件上。動態(tài)均壓組件的作用是在晶閘管閥瞬態(tài)開通及關(guān)斷時，使正反并聯(lián)晶閘管均壓。它是利用與正反并聯(lián)晶閘管并聯(lián)的電容來吸收晶閘管關(guān)斷時雜散電感產(chǎn)生的電壓尖峰，而與電容器串聯(lián)的作用是消耗過壓的能量。
[0049]十個薄膜電容16中每兩個并聯(lián)后與一個玻璃釉膜電阻15串聯(lián)，再與光控晶閘管17并聯(lián)。
[0050]所述靜態(tài)均壓組件包括五個玻璃釉膜電阻15和導(dǎo)電支架；五個玻璃釉膜電阻15均通過導(dǎo)電支架固定在散熱器上。靜態(tài)均壓組件的作用是在晶閘管閥穩(wěn)態(tài)時，使正反并聯(lián)晶閘管級均壓。
[0051]所述玻璃釉膜電阻15并聯(lián)在所述光控晶閘管17兩端。
[0052]該光控晶閘管閥還可以設(shè)置閥體支撐組件，該閥體支撐組件的作用是支撐整個快速開關(guān)，并將整個快速開關(guān)固定在閥體車上而且使閥電氣部分進(jìn)行絕緣。其包括支柱絕緣子和固定板；支柱絕緣子包括第一支柱絕緣子19和第二支柱絕緣子20，固定板包括第一固定板21和第二固定板22，第一支柱絕緣子19和第二支柱絕緣子20分別通過第一固定板21和第二固定板22固定在所述下端板3上。
[0053]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，其特征在于:所述晶閘管閥包括閥體框架組件、正向組件、反向組件、動態(tài)均壓組件和靜態(tài)均壓組件；所述正向組件和反向組件縱向并排設(shè)置于所述閥體框架組件內(nèi)，所述靜態(tài)均壓組件和動態(tài)均壓組件均固定在所述反向組件上，所述動態(tài)均壓組件同時固定在所述正向組件上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，其特征在于:所述閥體框架組件包括上端板、下端板、支撐塊、全絕緣拉桿、絕緣螺母、絕緣定位螺母； 所述上端板包括第一上端板和第二上端板，所述第一上端板和第二上端板位于同一水平線上； 所述全絕緣拉桿設(shè)有八根，其中四根位于第一上端板和下端板之間，其余四根位于第二上端板和下端板之間，均通過絕緣螺母和絕緣定位螺母與上端板和下端板固定； 所述支撐塊包括第一支撐塊和第二支撐塊，分別放入所述下端板上設(shè)有的第一止口和第二止口內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，其特征在于:所述全絕緣拉桿的直徑為25?35mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，其特征在于:所述正向組件和反向組件均包括頂壓結(jié)構(gòu)組件、上端母排、散熱器組、光控晶閘管組和下端母排；所述散熱器組包括六個散熱器，所述光控晶閘管組包括五個光控晶閘管；所述頂壓結(jié)構(gòu)組件上端固定在所述上端板上，下端通過中心定位銷固定在上端母排上，第一個散熱器的一端和上端母排固定，另一端與第一個光控晶閘管固定，所述散熱器和光控晶閘管交替排列；第六個散熱器一端和第五個光控晶閘管固定，另一端和所述下端母排固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，其特征在于:所述正向組件和反向組件公用上端母排和下端母排。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，其特征在于:所述頂壓結(jié)構(gòu)組件包括調(diào)整螺母、壓簧導(dǎo)套、蝶形彈簧和壓簧導(dǎo)柱；所述中心定位銷從上至下依次穿過調(diào)整螺母、壓簧導(dǎo)套、蝶形彈簧和壓簧導(dǎo)柱，所述調(diào)整螺母固定在所述上端板上，所述壓簧導(dǎo)柱下端和所述上端母排固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，其特征在于:所述動態(tài)均壓組件包括五個玻璃釉膜電阻、十個薄膜電容和導(dǎo)電支架；五個玻璃釉膜電阻和其中六個薄膜電容均通過所述導(dǎo)電支架固定在所述正向組件上，其余四個薄膜電容通過導(dǎo)電支架固定在所述反向組件上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，其特征在于:十個薄膜電容中每兩個并聯(lián)后與一個玻璃釉膜電阻串聯(lián)，再與光控晶閘管并聯(lián)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，其特征在于:所述靜態(tài)均壓組件包括五個玻璃釉膜電阻和導(dǎo)電支架；五個玻璃釉膜電阻均通過導(dǎo)電支架固定在散熱器上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于快速切換開關(guān)的光控晶閘管閥，其特征在于:所述玻璃釉膜電阻并聯(lián)在所述光控晶閘管兩端。
【文檔編號】H03K17/945GK203563044SQ201320673143
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】劉智剛, 趙東元, 趙國亮, 荊平, 溫家良, 喬爾敏, 蔡博 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院