CN101556951B - 热管散热的光控晶闸管阀体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热管散热的光控晶闸管阀体，包括晶闸管单元、光纤槽单元、吸收电容单元、阻尼电阻单元、回报板单元及框架单元，其特征在于，晶闸管单元和阻尼电阻单元均采用自冷散热的方式，晶闸管单元包括多个光控晶闸管元件及由热管、散热片、基板组成的热管散热器，光控晶闸管元件采用热管散热的自冷散热方式；阻尼电阻单元的散热元件为铝型材散热器。该光控晶闸管阀体具有结构简单、安装方便、无噪音、免维护、减少阀组占地面积等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种热管散热的光控晶闸管阀体，阀体应用于电力、冶金及所有使用光控晶闸管作为核心器件的其它领域。
背景技术
晶闸管是目前应用最为广泛的阀元件，通过控制晶闸管的触发角可以对阻抗进行连续调节，可以增强系统输电能力，提高系统稳定性、阻尼功率振荡和抑制次同步振荡等功能。晶闸管阀体通常要承受高电压和大电流，需采用多个晶闸管的串并联来实现。晶闸管阀体的结构涉及的技术范围较为广泛，包括半导体器件的安装、传热、固体及流体应力分析、电磁兼容、高压绝缘配合等多方面的技术。因此，晶闸管阀的机械安装构造是至关重要的，只有采用合理的机械安装构造，才能为晶闸管阀的安全运行和方便维护提供有力保障。光控晶闸管作为新型大功率大电流的晶闸管，在散热方面的要求更加严格，国内外通行的散热方式为水冷散热，但是水冷散热需要配套密闭式纯水冷却系统，不仅功耗大、维护量大，而且事故隐患多。
目前，采用热管散热器作为光控晶闸管的散热器件，在世界上尚无同类型产品，电气原理相似的产品中光控晶闸管阀体采用三层结构形式、水冷散热。由于采用三层结构，维护量大、维护时非常不便，且采用水冷散热，在漏水时对系统的危害非常巨大，造成电气绝缘性能下降甚至短路。
光控晶闸管阻容保护回路中的阻尼电阻的发热量非常大，通常为晶闸管发热量的3倍以上，国内外全部采用水冷散热的方式对阻尼电阻进行散热。所以，热管自冷光控晶闸管阀体在设计时，既要考虑晶闸管的散热，同时也要考虑阻尼电阻的散热，只有将二者的自冷散热问题同时解决，才能达到整个阀体自冷的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种自冷免维护、高可靠性、低功耗的热管散热的光控晶闸管阀体，该阀体可有效地将光控晶闸管和热管散热技术结合起来，同时采用实体型材散热器对阻尼电阻进行散热，具有结构简单、安装方便、无噪音、免维护的特点。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
热管散热的光控晶闸管阀体，包括晶闸管单元、光纤槽单元、吸收电容单元、阻尼电阻单元、回报板单元及框架单元，晶闸管单元和阻尼电阻单元均采用自冷散热的方式；晶闸管单元包括多个光控晶闸管元件及由热管、散热片、基板组成的热管散热器；每个光控晶闸管元件两端均配有一组热管散热器；每个光控晶闸管两端与位于两侧的热管散热器基板相接触，组成散热单元，多个散热单元通过碟簧压装机构压装成整体串接结构；光控晶闸管阀体阻尼电阻单元的散热元件为铝型材散热器。
阻尼电阻单元中一个或多个阻尼电阻用一块铝型材散热器散热，组成一个电阻散热单元；多个电阻散热单元连成一体，组成阻尼电阻单元。
晶闸管单元设置在阀体的前侧，阻尼电阻单元设置在阀体后侧的上部，吸收电容单元和回报板单元设置在阀体后侧的下部；各单元均直接或间接通过环氧玻璃丝布板与框架单元连接，构成稳定的框架结构。
在环氧玻璃丝布板上开设有多个矩形豁口，以保证绝缘距离。
光纤槽单元设置在阀体的前侧与后侧，通过绝缘支柱与框架单元绝缘，晶闸管触发光纤与回报光纤位于光纤槽单元中。
框架单元采用角形铝型材焊接结构。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1)光控晶闸管与热管冷却技术相结合，阀组结构紧凑，布局更加合理，外观简洁精美；减小了阀组的占地面积，提高了SVC阀组的美观性、可靠性，实现设备的免维护。
2)同时解决了光控晶闸管与阻尼电阻的自冷散热问题。
3)具有碟簧压紧机构，确保晶闸管的压紧力，阀串安装调节方便。
附图说明
图1是本发明热管散热的光控晶闸管阀体的机械安装结构的主视图。
图2是本发明热管散热的光控晶闸管阀体的机械安装结构的俯视图。
图3是本发明热管散热的光控晶闸管阀体的机械安装结构的轴侧图。
图4是本发明热管散热的光控晶闸管阀体的光控晶闸管单元的轴侧图。
图5是本发明热管散热的光控晶闸管阀体的阻尼电阻单元的轴侧图。
具体实施方式
下面结合附图和实施实例对本发明做进一步说明。
热管散热的光控晶闸管阀体，采用热管散热器为光控晶闸管散热，单层卧式结构，阀 体与底座间采用硅橡胶复合支柱绝缘子连接。见图1，每个阀体单元都由晶闸管单元1、光纤槽单元2、吸收电容单元3、阻尼电阻单元4、回报板单元5及框架单元6组成，晶闸管单元1、吸收电容单元3、阻尼电阻单元4、回报板单元5通过并联的方式连接。
晶闸管单元1中的光控晶闸管元件10采用热管散热的自冷散热方式，见图4，散热元件为热管散热器7，见图2，热管散热器由热管12、散热片13、基板11组成，每个光控晶闸管元件10两端均配有一组热管散热器；每个光控晶闸管元件10两端与位于两侧的热管散热器基板11相接触，组成散热单元，见图4，多个散热单元通过碟簧压装机构8压装成整体串接结构；见图5，阻尼电阻单元4也采用自冷散热方式，散热元件为铝型材散热器9。
晶闸管单元1设置在阀体的前侧，阻尼电阻单元4设置在阀体后侧的上部，吸收电容单元3和回报板单元5设置在阀体后侧的下部。单元中各部件均直接或间接通过超厚的绿色环氧玻璃丝布板与框架单元6连接，确保了各部分之间的绝缘要求及整体强度要求，构成稳定的框架结构。在环氧玻璃丝布板上开设有多个矩形豁口，这样的结构可延长爬电距离，提高了耐压等级和防污等级。光纤槽单元2设置在阀体的前侧与后侧，将晶闸管触发光纤与回报光纤收纳其中。
本发明的机械安装结构还设有碟簧压紧机构，可减小晶闸管和热管散热器台面之间的接触热阻和接触电阻，从而满足晶闸管的安装要求，达到良好的散热效果。
由于采用了上述的技术方案，本发明具有的有益效果是：由于采用单层卧式结构，维护更加方便；采用热管散热器，寿命更高，完全免维护，运行更可靠，没有散热功耗；具有碟簧压紧机构，确保晶闸管的压紧力，阀串安装调节方便；在绝缘板上都开有矩形豁口，延长了爬电距离，提高了耐压等级和防污等级。
Claims (6)
1.热管散热的光控晶闸管阀体，包括晶闸管单元、光纤槽单元、吸收电容单元、阻尼电阻单元、回报板单元及框架单元，其特征在于，晶闸管单元和阻尼电阻单元均采用自冷散热的方式；晶闸管单元包括多个光控晶闸管元件及由热管、散热片、基板组成的热管散热器；每个光控晶闸管元件两端均配有一组热管散热器；每个光控晶闸管两端与位于两侧的热管散热器基板相接触，组成散热单元，多个散热单元通过碟簧压装机构压装成整体串接结构；光控晶闸管阀体阻尼电阻单元的散热元件为铝型材散热器。
2.根据权利要求1所述的热管散热的光控晶闸管阀体，其特征在于，阻尼电阻单元中一个或多个阻尼电阻用一块铝型材散热器散热，组成一个电阻散热单元；多个电阻散热单元连成一体，组成阻尼电阻单元。
3.根据权利要求1所述的热管散热的光控晶闸管阀体，其特征在于，晶闸管单元设置在阀体的前侧，阻尼电阻单元设置在阀体后侧的上部，吸收电容单元和回报板单元设置在阀体后侧的下部；各单元均直接或间接通过环氧玻璃丝布板与框架单元连接，构成稳定的框架结构。
4.根据权利要求3所述的热管散热的光控晶闸管阀体，其特征在于，在环氧玻璃丝布板上开设有多个矩形豁口，以保证绝缘距离。
5.根据权利要求1所述的热管散热的光控晶闸管阀体，其特征在于，光纤槽单元设置在阀体的前侧与后侧，通过绝缘支柱与框架单元绝缘，晶闸管触发光纤与回报光纤位于光纤槽单元中。
6.根据权利要求1所述的热管散热的光控晶闸管阀体，其特征在于，框架单元采用角形铝型材焊接结构。
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