CN102185464A - 一种用于高压直流换流阀的绝缘梁 - Google Patents

一种用于高压直流换流阀的绝缘梁 Download PDF

Info

Publication number
CN102185464A
CN102185464A CN2011100760311A CN201110076031A CN102185464A CN 102185464 A CN102185464 A CN 102185464A CN 2011100760311 A CN2011100760311 A CN 2011100760311A CN 201110076031 A CN201110076031 A CN 201110076031A CN 102185464 A CN102185464 A CN 102185464A
Authority
CN
China
Prior art keywords
section
isolation beam
direct current
converter valve
voltage direct
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011100760311A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102185464B (zh
Inventor
张文亮
李志麒
栾洪洲
屈海涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Original Assignee
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI filed Critical China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority to CN201110076031.1A priority Critical patent/CN102185464B/zh
Publication of CN102185464A publication Critical patent/CN102185464A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102185464B publication Critical patent/CN102185464B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于高压直流换流阀的绝缘梁，该绝缘梁截面为U型，U型截面绝缘梁可以有效的避免尖端放电，在相同载荷作用下，U型绝缘梁的变形量仅为矩形绝缘梁变形量的1/3，同等长度的U型截面绝缘梁的局放起始电压为矩形截面绝缘梁局放起始电压的2-4倍，U型截面设计减轻了绝缘梁的重量。本发明所述的U型绝缘梁的刚度、电气性能明显优于矩形截面绝缘梁，重量轻，抗电老化性能优异，使用寿命长。

Description

一种用于高压直流换流阀的绝缘梁
技术领域
本发明属于电力系统，具体讲涉及一种用于高压直流换流阀的绝缘梁。
背景技术
近年来，我国的工业产业化迅速发展，对输电项目的效率、质量要求也在不断提高。高压直流输电系统因其优越的性能发挥着越来越重要的作用，换流阀作为直流输电核心设备，多采用标准化的、经典的设计。
晶闸管不能单独作为理想的开关，为了更好的实现晶闸管的功能，就需要将晶闸管与其他辅助零部件一起使用，如阻尼电容、阻尼电阻、晶闸管触发和检测印制板、非线形电抗器、直流分压电阻和组件均压电容。为了实现换流阀高电压的要求，单阀由多个晶闸管串联，为了满足不同工程的不同技术要求，换流阀采用标准化设计，模块化设计是实现标准化的最好途径。
为了满足静态及动态机械应力的要求，换流阀模块常通过标注绝缘子、铰链柔性连接，悬吊于阀厅。晶闸管及其辅助设备元器件均固定于绝缘槽梁上组成换流阀模块。目前，我国用于承载高压直流换流阀的绝缘槽梁多采用矩形截面设计，矩形截面设计存在以下两个问题：1)在垂直于板材平面的方向上，抗弯性能差，要达到换流阀模块所需要的承载性能，需要很厚的板材(槽梁只需要8mm厚度)，导致材料浪费和重量增加；2)在强电场的环境下工作，矩型截面尖端放电现象不能避免，抗电老化性能不佳。
换流阀为电力系统的重要装备，其设计工作年限通常为30年，因此，为了满足换流阀的工作年限，绝缘槽梁的使用寿命应最大限度的增加至30年。目前，用于制作承载高压直流换流阀的绝缘槽梁的绝缘材料多为层压板材结构，槽梁工作的最高环境温度为60℃，最大相对湿度为0.2％，在长期承受换流阀模块的交直流高压和冲击高电压的使用环境下，层压板材的使用寿命不能满足要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种用于承载高压直流用换流阀的U型绝缘槽梁，所述槽梁截面型状通过结构优化设计得出，为U型截面，该U型绝缘槽梁有重量轻、刚度高、安装、使用方便的优点，U型截面的圆弧有效避免了尖端放电，在长期承受换流阀模块的交直流高压和冲击高电压下使用，具备良好的抗电老化性能，使用寿命显著提高；制备槽梁所用材料为环氧玻璃布层压板，该材料有优良的机械性能和电气性能。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用于高压直流换流阀的绝缘梁，其改进之处在于所述绝缘梁横截面为U型，所述U型横截面的任一直臂面的高度H和所述U型横截面的两直臂面间距D的比例为1.5-2.5∶1，所述U型横截面的U型截面厚度D′为8±0.1mm；与所述绝缘梁轴向平行设置有工字肋梁；所述工字肋梁由上翼缘和下翼缘以及垂直于所述上翼缘和所述下翼缘的腹板组成；所述上翼缘和下翼缘设置于所述U型横截面的内表面。
本发明的另一优选技术方案为：所述U型横截面的任一直臂面与底面的圆角内径为R1为10mm±0.2mm。
本发明的又一优选技术方案为：所述上翼缘和下翼缘的外边缘在沿绝缘梁轴向与所述U型横截面的两个直臂面的端面相平齐。
本发明的又一优选技术方案为：U型横截面的底面上设置有安装孔，所述腹板上设置有贯穿孔，所述绝缘梁底面上的安装孔与所述腹板上的贯穿孔同轴心。
本发明的又一优选技术方案为：所述绝缘梁的轴向长L为1000mm-5000mm。
本发明的又一优选技术方案为：所述绝缘梁的材料为环氧玻璃布层压板。
本发明的又一优选技术方案为：所述环氧玻璃布层压板的性能指标为抗弯强度＞400Mpa，抗弯模量＞19Gmpa，玻璃化转变温度＞110℃，吸水率＜0.25％，体积电阻率＞1014Ω*cm，表面电阻率＞1014Ω，耐电强度＞2kV/mm。
本发明的又一优选技术方案为：所述环氧玻璃布层压板通过模压工艺制备成所述绝缘梁，所述环氧玻璃布层压板采用整体钢模高压成型。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的优异效果如下：
1)重量轻
所述槽梁截面为U型，可以有效的减轻槽梁的重量，与矩形截面槽梁相比，U型截面槽梁的重量仅为0.52，节约材料，降低成本。
2)电气性能优异
在强电场工作环境下，U型截面槽梁的圆弧可以有效避免尖端放电，在长期承受换流阀模块的交直流高压和冲击高电压下使用，具备良好的抗电老化性能；
3)机械性能优异
由于优化的H∶D＝1.5-2.5∶1比例设计，使得U型截面槽梁抗弯刚度优于矩形截面槽梁，采用环氧玻璃布层压板制备的U型截面槽梁和采用环氧玻璃布层压板制备的矩形截面槽梁在相同的弯曲实验条件下，变形量仅为矩型截面槽梁变形量的1/3，工字肋梁的设置提高了绝缘梁的抗弯曲强度。
4)安装使用方便
U型截面槽梁为晶闸管及其辅助设备元器件提供了更多的安装平面，便于元器件的固定安装。
5)使用寿命长
本发明所述U型绝缘槽梁由于采用了U型截面的优化设计，槽梁的制备材料为FR-5，其机械性能和电气性能均显著提供，槽梁的使用寿命延长。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是U型截面绝缘梁主视图；
图2是U型截面绝缘梁俯视图；
图3是U型截面绝缘梁右视图；
图4是U型截面绝缘梁左视图；
图5是U型截面绝缘梁后视图；
图6是绝缘梁弯曲试验受力示意图；
图7是弯曲试验U型截面尺寸图；
图8是弯曲试验矩形截面尺寸图；
图9是绝缘梁A-A截面示意图；
图10是工字肋梁尺寸图；
附图标记：
1-U型横截面，2-工字肋梁，3-上翼缘，4-腹板，5-下翼缘；
L-绝缘梁轴向长度，H-U型横截面直臂面高度，D-U型横截面两直臂面间距，D′-U型横截面宽度，R1-U型截面圆弧内径。
具体实施方式
下面结合实例对本发明进行详细的说明。
实施例1：环氧玻璃布层压板
本发明采用环氧玻璃布层压板，型号为EPGC204，每项性能测试试验均取5组相同的实验样品，测试结果取5组试验数据的平均值。
玻璃化转变温度：采用差示扫描量热分析法(DSC)测定环氧玻璃布层压板的玻璃化转变温度Tg；
抗弯模量：按照GB/T 1936.2-2009的测试方法测定环氧玻璃布层压板的抗弯模量；
抗拉强度：抗拉强度为平行环氧玻璃布层压板层向的拉伸强度；
表面电阻率和体积电阻率均按照GB1410-89中的测试方法测定环氧玻璃布层压板的表面电阻率和体积电阻率；
且环氧玻璃布层压板垂直层向介电强度≥14kV/mm。
  性能指标   数值   单位
  玻璃化转变温度   158   ℃
  抗弯模量   28.7   Gpa
  抗拉强度   523   Mpa
  表面电阻率   1.2×1013   Ω
  体积电阻率   7.96×1014   Ω*cm
实施例2：机械性能测试
用环氧玻璃布层压板制备U型横截面1槽梁和矩形截面槽梁，其中U型横截面1尺寸如图7所示，其中H为150±0.2mm，D为70±0.2mm，D′为8±0.1mm，R1为10mm±0.2mm，所述工字肋梁2的尺寸如图10所示；所述工字肋梁2安装位置与所述绝缘梁上的安装孔位置相对应；矩形截面尺寸如图8所示，150±0.2mm×25±0.2mm。截取长度为4400mm的U型横截面1槽梁和矩形截面槽梁，所述槽梁在图6所示的实验条件下，将试验用槽梁放在等间距的三个支撑点上，三个支撑点分别为槽梁的两个端点和中心点，在距离槽梁中心点位置1280mm处对称的对槽梁施加200Kg向下的载荷，槽梁的5个接触点形成力矩时即发生向下的弯曲，测量槽梁向下弯曲的变形量。测试结果表明：U型截面槽梁的变形量为1.2mm，矩型截面槽梁的变形量为3.2mm，U型截面槽梁的变形量约为矩形截面变形量的1/3。本尺寸设计的U型绝缘梁，在抗弯曲强度和抗拉强度满足要求的同时，节约材料约48％，大大降低了绝缘梁的制造成本。
实施例3：电气性能对比
U型截面槽梁的圆弧型截面有利于其在强电场的环境下工作。相比之于矩型截面槽梁，U型截面槽梁的圆弧可以有效的避免尖端放电。制备截面尺寸同实施例2中的U型截面槽梁和矩形截面槽梁，截取300mm长度的U型截面槽梁和矩形截面槽梁，对两个实验样品两端施加500KV的交流电压，U型截面槽梁的局放起始电压为22.76kv，U型截面槽梁在起始电压下的局放量为19.93pc；相同的实验条件下，矩形截面槽梁的局放起始电压为7.92kv，数值比U型截面槽梁的局放起始电压要低的多。通过局部放电试验可以说明U型截面槽梁的电气性能要优于矩型截面槽梁，U型设计提高了槽梁的抗电气老化性能。
此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。

Claims (8)

1.一种用于高压直流换流阀的绝缘梁，其特征在于所述绝缘梁横截面为U型，所述U型横截面(1)的任一直臂面的高度H和所述U型横截面(1)的两直臂面间距D的比例为1.5-2.5∶1，所述U型横截面(1)的U型截面厚度D′为8±0.1mm；与所述绝缘梁轴向平行设置有工字肋梁(2)；所述工字肋梁(2)由上翼缘(3)和下翼缘(5)以及垂直于所述上翼缘(3)和所述下翼缘(5)的腹板(4)组成；所述上翼缘(3)和下翼缘(5)设置于所述U型横截面(1)的内表面。
2.如权利要求1所述的一种用于高压直流换流阀的绝缘梁，其特征在于所述U型横截面(1)的任一直臂面与底面的圆角内径为R1为10mm±0.2mm。
3.如权利要求1所述的一种用于高压直流换流阀的绝缘梁，其特征在于所述上翼缘(3)和下翼缘(5)的外边缘在沿绝缘梁轴向与所述U型横截面(1)的两个直臂面的端面相平齐。
4.如权利要求1所述的一种用于高压直流换流阀的绝缘梁，其特征在于U型横截面(1)的底面上设置有安装孔，所述腹板(4)上设置有贯穿孔，所述绝缘梁底面上的安装孔与所述腹板(4)上的贯穿孔同轴心。
5.如权利要求1所述的一种用于高压直流换流阀的绝缘梁，其特征在于所述绝缘梁的轴向长L为1000mm-5000mm。
6.如权利要求1所述的一种用于高压直流换流阀的绝缘梁，其特征在于所述绝缘梁的材料为环氧玻璃布层压板。
7.如权利要求5所述的一种用于高压直流换流阀的绝缘梁，其特征在于所述环氧玻璃布层压板的性能指标为抗弯强度＞400Mpa，抗弯模量＞19Gmpa，玻璃化转变温度＞110℃，吸水率＜0.25％，体积电阻率＞1014Ω*cm，表面电阻率＞1014Ω，耐电强度＞2kV/mm。
8.如权利要求5所述的一种用于高压直流换流阀的绝缘梁，其特征在于所述环氧玻璃布层压板通过模压工艺制备成所述绝缘梁，所述环氧玻璃布层压板采用整体钢模高压成型。
CN201110076031.1A 2011-03-28 2011-03-28 一种用于高压直流换流阀的绝缘梁 Active CN102185464B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110076031.1A CN102185464B (zh) 2011-03-28 2011-03-28 一种用于高压直流换流阀的绝缘梁

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110076031.1A CN102185464B (zh) 2011-03-28 2011-03-28 一种用于高压直流换流阀的绝缘梁

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102185464A true CN102185464A (zh) 2011-09-14
CN102185464B CN102185464B (zh) 2014-03-12

Family

ID=44571556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110076031.1A Active CN102185464B (zh) 2011-03-28 2011-03-28 一种用于高压直流换流阀的绝缘梁

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102185464B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018196067A1 (zh) * 2017-04-26 2018-11-01 全球能源互联网研究院有限公司 一种柔性直流换流阀结构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0558826B1 (en) * 1992-03-03 1995-11-08 J.G. Van Arnhem B.V. Method for producing a floor part or ribbed floor, and sheet of a thermally insulating material for floor parts
CN1752370A (zh) * 2005-10-25 2006-03-29 李义生 一种钢筋砼暗肋梁板结构体系及其施工方法
CN101047285A (zh) * 2006-03-31 2007-10-03 珠海经济特区光乐电控设备厂 母线槽输电装置及多层母线槽电连接方法
CN101719719A (zh) * 2009-12-14 2010-06-02 中国电力科学研究院 一种新型的晶闸管换流阀阀模块
CN201581515U (zh) * 2009-11-26 2010-09-15 周国富 一种防火型钢结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0558826B1 (en) * 1992-03-03 1995-11-08 J.G. Van Arnhem B.V. Method for producing a floor part or ribbed floor, and sheet of a thermally insulating material for floor parts
CN1752370A (zh) * 2005-10-25 2006-03-29 李义生 一种钢筋砼暗肋梁板结构体系及其施工方法
CN101047285A (zh) * 2006-03-31 2007-10-03 珠海经济特区光乐电控设备厂 母线槽输电装置及多层母线槽电连接方法
CN201581515U (zh) * 2009-11-26 2010-09-15 周国富 一种防火型钢结构
CN101719719A (zh) * 2009-12-14 2010-06-02 中国电力科学研究院 一种新型的晶闸管换流阀阀模块

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018196067A1 (zh) * 2017-04-26 2018-11-01 全球能源互联网研究院有限公司 一种柔性直流换流阀结构
CN108809111A (zh) * 2017-04-26 2018-11-13 全球能源互联网研究院 一种柔性直流换流阀结构
CN108809111B (zh) * 2017-04-26 2021-03-16 全球能源互联网研究院 一种柔性直流换流阀结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN102185464B (zh) 2014-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201364781Y (zh) 750kV交流超高压户外棒形支柱瓷绝缘子
JP2008186744A (ja) モールド型避雷装置及びその製作方法
CN102856065A (zh) 单相超大容量强电流短路试验变压器
CN202402793U (zh) 一种插入式侧板的塑钢电缆桥架
CN102185464B (zh) 一种用于高压直流换流阀的绝缘梁
CN102636675B (zh) 特高压悬挂式光学电流互感器
CN202043020U (zh) 一种用于高压直流换流阀的绝缘梁
EP3780040A1 (en) Wideband voltage transformer
CN204705696U (zh) Sf6放电模拟平台
CN201828658U (zh) 一种一体化电力电压互感器现场校验设备
CN107070182B (zh) 一种用于大容量功率单元的分体式双框架结构
CN104081481A (zh) 变换器芯
CN202997383U (zh) 一种触头盒及触头盒冷却固定装置
CN201490876U (zh) 底座可旋转的经济型中高压晶闸管阀组
CN201402695Y (zh) 220kV系统线路开关用复合外套金属氧化物避雷器
CN202770932U (zh) 复合绝缘子水煮试验设备
CN210022498U (zh) 用于高压静电绝缘并带有限位功能的瓷绝缘子
CN218497936U (zh) 一种具有断电检测功能的胶浸纸电流互感器
CN202353222U (zh) 一种低压无功补偿柜
CN201838445U (zh) 干式变压器
CN205725423U (zh) 一种用电管理终端检定装置的层次电源系统
CN202816613U (zh) 一种变压器的绝缘结构
CN102509593B (zh) 一种管型导体共箱母线的支持绝缘子
CN215596279U (zh) 一种新型抗压的环氧玻璃布管
CN203871137U (zh) 一种加强绝缘的油浸式变压器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: STATE ELECTRIC NET CROP.

Effective date: 20130424

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20130424

Address after: 100192 Beijing city Haidian District Qinghe small Camp Road No. 15

Applicant after: China Electric Power Research Institute

Applicant after: State Grid Corporation of China

Address before: 100192 Beijing city Haidian District Qinghe small Camp Road No. 15

Applicant before: China Electric Power Research Institute

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant