CN103475348A - 高压固态电子开关 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种高压固态电子开关，具有一个触发装置（6）、一个高压接线端（7）和至少二个晶闸管级（8），每个晶闸管级（8）具有二个散热器（5）。二散热器（5）之间夹持一个光控晶闸管（2）和一个二极管（3）。光控晶闸管（2）的阳极与二极管（3）的阴极并联一侧散热器（5），光控晶闸管（2）的阴极与二极管（3）的阳极并联另一侧散热器（5）。二散热器（5）之间串联一均压器件（4）。触发装置（6）通过光纤（1）串联各光控晶闸管（2）。本开关：1）、运行可靠；2）、体积小，重量轻，易于操作；3）、结构简单，光纤直接触发控制；4）、高低电压隔离，确保安全。

Description

高压固态电子开关

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，尤其涉及一种可用于产生振荡电压的高压固态电子开关，该开关适用于高压电力电缆振荡波电压波局部放电检测试验。

背景技术

随着城市建设的不断发展，城市电网日益扩大，交联聚乙烯XLPE电力电缆由于其绝缘性能好、易于制造、安装方便、供电安全可靠等特点，越来越广泛应用于城市配网工程。而振荡波电压波局部放电检测能够准确检测电缆的局部放电量并确定局部放电部位，是国际电工委员会推荐采用的电力电缆绝缘状态检测技术。振荡波电压波是通过高压开关闭合对电力电缆放电实现的，现有高压开关有采用弹簧操作机构的断路器，其动作时间长且体积较大，不利于现场试验。或采用电控晶闸管阀组作为高压开关，其晶闸管触发控制比较麻烦，仅为实现高低压隔离，还需为处于高电位的晶闸管设计专门的触发供电方案，整体结构复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的缺陷，提供一种可用于产生振荡电压的高压固态电子开关，该开关控制方式应简单，并完全实现高低压隔离，能够确保操作安全。

本发明的技术方案是，所述高压固态电子开关，参见图1，具有一个触发装置6、一个高压接线端7和至少二个晶闸管级8，每个晶闸管级8具有二个矩形板块状散热器5。该二个散热器5之间夹持有一个光控晶闸管2和一个二极管3。所述光控晶闸管2的阳极与所述二极管3的阴极并联连接一侧散热器5，所述光控晶闸管2的阴极与所述二极管3的阳极并联连接另一侧散热器5。该二个散热器5分别并联光控晶闸管2和二极管3一端的另一端之间串联连接一均压器件4。所述二散热器5之间的均压器件4，是为实现各晶闸管级8之间的动态和静态均压，确保各级晶闸管级8承受相同的电压值。上下两部分散热器5为光控晶闸管2和二极管3提供夹持并散发光控晶闸管2和二极管3产生的热量。本高压固态电子开关如上所述由至少二个晶闸管级8和一个触发装置6串联组成。所述触发装置6由其输出端通过光纤1串联连接各个晶闸管级8所夹持的光控晶闸管2的输入端。所述高压接线端7安装在最外层的晶闸管级8上并与该晶闸管级8的外层散热器5的输入端连接，以便使用时方便外接高压电。本高压固态电子开关一旦投入使用，触发装置6一旦接收到后台控制命令，即将触发命令转化为光信号，通过光纤1同时触发各个光控晶闸管，使得本高压固态电子开关闭合产生振荡电压波。

本发明的高压直流发生器使用时，电力电缆振荡波试验首先通过高压直流发生器给电力电缆施加试验所需电压值，电缆停止充电后导通高压固态电子开关，使得电缆与高压电抗器组成串联回路产生电压振荡。高压固态电子开关在未导通前需承受施加在电力电缆上的直流高压，触发装置接受导通高压固态电子开关命令后，同时给所有光控晶闸管输入光触发信号，晶闸管导通，反向电流流过并联的二极管，因此只需在光控晶闸管承担正向电压时施加光触发信号，即可使该高压固态电子开关一直处于导通状态，产生振荡电压波。

本发明的有益效果是：

1）、无弹簧操作一类机械性质机构参与故运行十分可靠；

2）、体积小，重量轻，易于现场试验操作；

3）、结构简单，可在没有外加电源的条件下，直接通过光纤即可触发控制且控制可靠；

4）、采用光纤触发，满足了高低电压之间的隔离，确保了人身和设备的安全。

附图说明

图1为本发明高压固态电子开关一个具体实施例的结构框图，图中标示为：

1—光纤，

2—光控晶闸管，

3—二极管，

4—均压器，

5—散热器，

6—触发装置，

7—高压接线端，

8—晶闸管级。

具体实施方式

参见图1，设本发明高压固态电子开关的该实施例的晶闸管级8为三个。该实施例的光控晶闸管2采用德国EUPEC英飞凌光控晶闸管可控硅系列模块之T588N06-18TOF模块。二极管3采用中国株洲南车时代电气股份有限公司电力电子事业部生产的ZP8500型平板式二极管。均压器件4采用市售通用电阻电容串联组成，其中电阻选用深圳正阳兴公司产RI80型电阻，阻值100kΩ；电容选用美国CDE无感高频高压吸收电容器，容值2.2μF。散热器5采用中国株洲众瑞传热技术有限责任公司生产的矩形板块状模块化铝散热器。高压固态电子开关可以根据现场电力电缆震荡电压试验所需电压等级，确定所需晶闸管级串联数量，例如进行30kV震荡电压试验需要串联6级晶闸管器件。触发装置6采用中国湖南湘电试验研究院研制开发的TR-I型触发控制器。而光纤1采用市售通用光纤；高压接线端7采用市售通用高压接线板。所述光纤1、光控晶闸管2、二极管3、均压器4、散热器5、触发装置6、高压接线端7按上述技术方案，参照附图1所示连接方式连接。其中晶闸管级8如上所述为三个。每个晶闸管级8有二个相层叠的矩形散热器5。二散热器5之间夹持一个光控晶闸管2和一个二极管3。光控晶闸管2的阳极与二极管3的阴极并联连接一侧散热器5，光控晶闸管2的阴极与二极管3的阳极并联连接另一侧散热器5。二个散热器5分别并联光控晶闸管2和二极管3一端的另一端之间串联连接均压器件4。触发装置6由其输出端通过光纤1串联连接各个晶闸管级8所夹持的光控晶闸管2的输入端。高压接线端7安装在最外层的晶闸管级8上并与该晶闸管级8的外层散热器5的输入端连接。

上述结构的本发明的该例高压固态电子开关，经试制试用被证明效果良好，使用方便、安全可靠，完全达到设计要求。

Claims (1)

1.一种高压固态电子开关，其特征在于，它具有一个触发装置（6）、一个高压接线端（7）和至少二个晶闸管级（8），每个晶闸管级（8）具有二个矩形板块状散热器（5），该二个散热器（5）之间夹持有一个光控晶闸管（2）和一个二极管（3），所述光控晶闸管（2）的阳极与所述二极管（3）的阴极并联连接一侧散热器（5），所述光控晶闸管（2）的阴极与所述二极管（3）的阳极并联连接另一侧散热器（5），该二个散热器（5）分别并联光控晶闸管（2）和二极管（3）一端的另一端之间串联连接一均压器件（4），所述触发装置（6）由其输出端通过光纤（1）串联连接各个晶闸管级（8）所夹持的光控晶闸管（2）的输入端，所述高压接线端（7）安装在最外层的晶闸管级（8）上并与该晶闸管级（8）的外层散热器（5）的输入端连接。

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